一種新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法。將制絨、擴(kuò)散并刻蝕后的多晶硅片裝入石墨舟，然后進(jìn)入PECVD設(shè)備制備減反射膜，減反射膜為SixNy/SiO2雙層膜；制備過(guò)程以SiH4、NH3和O2為原料氣體，N2為稀釋氣體，氣體的總流量為0~9slm，其中，SiH4氣體的流量為0~1000sccm，NH3氣體的流量為0~6slm，O2氣體的流量為0~6slm，N2氣體的流量為0~5slm，控制功率為4000~6000W，電流為10~30A，射頻發(fā)生器的占空比為1∶1~30，壓力為50~10000mTorr，壓力變化時(shí)間為0~10min，溫度為300~500℃，升溫速率為5~20℃/min，保溫時(shí)間為30~900s。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)鈍化、降低反射率以及提高效率的目的。
【專利說(shuō)明】一種新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種制備新型太陽(yáng)能電池減反射膜的 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的加劇，太陽(yáng)能光伏行業(yè)由于其具有安全可靠、 無(wú)污染以及永不枯竭等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅猛發(fā)展。眾所周知，降低太陽(yáng)能電池成本和提高效率 是所有研發(fā)團(tuán)隊(duì)最重要的兩大課題，且在全球研究人員的共同努力下太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效 率約每年提高1%。太陽(yáng)能電池的研發(fā)主要集中在擴(kuò)散、PECVD以及絲網(wǎng)印刷等工序，尤其是 PECVD在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生較多返工片，且由于鈍化以及減反射膜等對(duì)效率影響較 大，因此得到了研究者廣泛的關(guān)注。
[0003] 目前，PECVD中一般以SixNy作為減反射膜，這是由于其具有如下優(yōu)點(diǎn)：減反射效 果好，因?yàn)槠湔凵渎式咏?yáng)電池所需的最佳折射率；低溫工藝，能夠有效降低成本，因?yàn)?等離子體活化能較高，使得低溫能夠產(chǎn)生化學(xué)氣相沉積；化學(xué)溫度性、耐磨性以及疏水性等 都較好；且在制備SixNy薄膜時(shí)產(chǎn)生的Η離子會(huì)與硅中的懸掛鍵缺陷或雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，從 而為太陽(yáng)能電池提供較為理想的表面和體鈍化，提高少子壽命和擴(kuò)散長(zhǎng)度以及電池的轉(zhuǎn)換 效率。不過(guò)，研究發(fā)現(xiàn)單一 SixNy減反射膜制備的太陽(yáng)能電池綜合性能還有待提高，因此為 了提高其綜合性能，我們對(duì)減反射膜進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究。研究發(fā)現(xiàn)SixNy/Si0 2雙層膜能夠 有效的提高其綜合性能，同時(shí)也有效的改善了 PECVD工藝技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型太陽(yáng)能電池減反射膜 的制備方法，由本發(fā)明方法制備減反射膜的太陽(yáng)能電池，成本較低且性能較好的太陽(yáng)能電 池。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是，一種新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備 方法，將制絨、擴(kuò)散并刻蝕后的多晶硅片裝入石墨舟，然后進(jìn)入PECVD設(shè)備制備減反射膜， 其特征在于，所述減反射膜為SixNy/Si0 2雙層膜；制備過(guò)程以SiH4、NH3和02為原料氣體， N2為稀釋氣體，氣體的總流量為(T9slm，其中，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的 流量為(T6slm，02氣體的流量為(T6slm，N2氣體的流量為(T5slm，控制功率為400(T6000W， 電流為ΚΓ30Α，射頻發(fā)生器的占空比為1 : 1~30,壓力為5(Tl0000mTorr，壓力變化時(shí)間為 (TlOmin，溫度為30(T500°C，升溫速率為5?20°C /min，保溫時(shí)間為3(T900s。
[0006] 作為一種優(yōu)選，制備過(guò)程中，先利用SiH4和02反應(yīng)得到Si0 2膜，控制SiH4氣體的 流量為(TlOOOsccm，02氣體的流量為(T6slm，NH 3氣體的流量為0, SiH4氣體和02氣體的流 量比為1 : 2(Γ60 ;再利用SiH4和NH3反應(yīng)生成SixNy膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm， NH3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0, SiH4氣體和NH3氣體的流量比為1 : 2~20。
[0007] 作為一種優(yōu)選，制備過(guò)程中，先利用SiH4和NH3反應(yīng)生成SixNy膜，SiH 4氣體的流 量為(TlOOOsccm，NH3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0, SiH4氣體和NH3氣體的流 量比為1 : 2~20 ;再利用SiH4和02反應(yīng)得到Si02膜，SiH4氣體的流量為0~10008(3〇11，0 2氣 體的流量為(T6slm，NH3氣體的流量為0, SiH4氣體和02氣體的流量比為1 : 2(Γ60。
[0008] 作為一種優(yōu)選，所述的保溫時(shí)間為6(T600s。
[0009] 本發(fā)明雙層減反射膜的制備是太陽(yáng)能電池制程的一部分。具有雙層減反射膜的太 陽(yáng)能電池的制造過(guò)程是：首先將P型多晶硅片在清洗制絨車間進(jìn)行制絨和清洗，然后將制 絨后的多晶硅片放入擴(kuò)散車間進(jìn)行P源摻雜，擴(kuò)散后的多晶硅片再進(jìn)刻蝕車間去除PSG及 邊緣的PN結(jié)，刻蝕后的多晶硅片進(jìn)入TOCVD設(shè)備鍍減反射膜，即制備SixNy/Si0 2雙層膜(雙 層減反射膜)，鍍膜后的多晶硅片再進(jìn)行絲網(wǎng)印刷及燒結(jié)，最后經(jīng)過(guò)測(cè)試和分檢后封裝太陽(yáng) 能電池片。
[0010] 本發(fā)明為滿足降低太陽(yáng)能電池反射率以及優(yōu)化PECVD工藝等要求，利用SiH4、NH 3、 N2以及02鍍減反射膜，通過(guò)控制鍍膜時(shí)的壓力、溫度和時(shí)間、氣體流量及鍍膜功率等達(dá)到獲 得SixNy/Si0 2雙層膜的目的。通過(guò)此方法鍍的減反射膜為SixNy/Si02雙層膜，不僅能夠達(dá) 到體鈍化和表面鈍化，還能進(jìn)一步降低電池反射率。
[0011] 與現(xiàn)有的PECVD鍍膜技術(shù)相比，本發(fā)明在PECVD過(guò)程中制備SixNy/Si02雙層膜， 能夠?qū)崿F(xiàn)鈍化、降低反射率以及提高效率的目的；而且本發(fā)明是在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上進(jìn)行改 造后實(shí)施，因此很容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明總的技術(shù)方案的 限定。
[0013] 實(shí)施例1 : 一種具有雙層減反射膜的太陽(yáng)能電池的制備方法，包括如下步驟： (1) 制絨和清洗：選取156mmX 156mm規(guī)格的p型多晶硅片，電阻率為1. 5Ω · cm，厚度 為200Mm，采用酸液進(jìn)行制絨和清洗處理，形成制絨面； (2) 進(jìn)行P擴(kuò)散：采用三氯氧磷液態(tài)源，在管式擴(kuò)散爐中進(jìn)行擴(kuò)散，形成η層，擴(kuò)散方阻 控制在80 Ω / □，結(jié)深為〇· 3 μ m ; (3) 刻蝕：利用酸液對(duì)硅片背面進(jìn)行刻蝕，去除硅片上的PSG和邊緣pn結(jié)； (4) 制備減反射膜：利用管式PECVD設(shè)備在硅片正面依次沉積Si02和SiNx膜作為減反 射膜； (5) 絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)：在多晶硅片正表面印刷銀漿作為正電極、背表面印刷鋁漿作為背 電場(chǎng)以及印刷銀鋁漿作為背電極，然后進(jìn)入燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)； (6) 燒結(jié)后的多晶硅片與金屬電極間形成歐姆接觸，然后對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，電池外觀 為藍(lán)色和深藍(lán)色。
[0014] 其中步驟（4)為制備雙層減反射膜的關(guān)鍵步驟，具體為：先利用5以4和0 2反應(yīng)得 到Si02膜，控制SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，0 2氣體的流量為(T6slm，NH3氣體的流量 為0, SiH4氣體和02氣體的流量比為1 : 40 ;再利用SiH4和NH3反應(yīng)生成Si3N4膜，SiH 4氣 體的流量為(TlOOOsccm，NH3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0, SiH4氣體和NH3氣 體的流量比為1:30。所得到的3"隊(duì)膜厚為8〇11111，折射率為2.07。
[0015] 實(shí)施例2 :另一種具有雙層減反射膜的太陽(yáng)能電池的制備方法，包括如下步驟：
【權(quán)利要求】
1. 一種新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法，將制絨、擴(kuò)散并刻蝕后的多晶硅片裝入 石墨舟，然后進(jìn)入PECVD設(shè)備制備減反射膜，其特征在于，所述減反射膜為SixNy/Si0 2雙 層膜；制備過(guò)程以SiH4、NH3和02為原料氣體，N 2為稀釋氣體，氣體的總流量為0~9slm，其 中，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為(T6slm， N2氣體的流量為(T5slm，控制功率為400(T6000W，電流為ΚΓ30Α，射頻發(fā)生器的占空比為 1 : 1?30,壓力為5(Tl0000mTorr，壓力變化時(shí)間為(TlOmin，溫度為30(T500°C，升溫速率為 5?20°C /min，保溫時(shí)間為3(T900s。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法，其特征在于，先利用 SiH4和02反應(yīng)得到Si02膜，控制SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，0 2氣體的流量為(T6slm， NH3氣體的流量為0, SiH4氣體和02氣體的流量比為1 : 2(Γ60 ;再利用SiH4和NH3反應(yīng)生 成SixNy膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0， SiH4氣體和見13氣體的流量比為1 : 2~20。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法，其特征在于，先利用 SiH4和NH3反應(yīng)生成SixNy膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的流量為(T6slm， 〇2氣體的流量為〇, SiH4氣體和NH3氣體的流量比為1 : 2~20 ;再利用SiH4和02反應(yīng)得到 Si02膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，02氣體的流量為(T6slm，NH 3氣體的流量為0, SiH4 氣體和〇2氣體的流量比為1 : 2(Γ60。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型太陽(yáng)能電池減反射膜的制備方法，其特征在于，所述的 保溫時(shí)間為6(T600s。
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK104103717SQ201410304235
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】葉飛, 金浩, 蔣方丹, 金井升, 陳康平, 郭俊華 申請(qǐng)人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司