一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金級(jí)單晶硅太陽能電池片制造中的鍍膜工藝，尤其是一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝。其特點(diǎn)是，包括如下步驟：鍍膜機(jī)反應(yīng)腔體內(nèi)抽真空；通入氨氣和硅烷，時(shí)間15s～20s，控制氨氣流量6300sccm～6400sccm，硅烷流量1400sccm～1500sccm；第一次鍍膜；反應(yīng)腔體抽真空，再通入氨氣和硅烷，時(shí)間為15s～20s，控制氨氣流量7100sccm～7200sccm，硅烷流量600sccm～700sccm；第二次鍍膜；將反應(yīng)腔體抽真空，然后沖入N2直到常壓即可完成。經(jīng)過試用證明，本發(fā)明工藝結(jié)合了氮化硅薄膜各方面的優(yōu)勢，達(dá)到了優(yōu)勢最大化。
【專利說明】一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金級(jí)單晶硅太陽能電池片制造中的鍍膜工藝，尤其是一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化硅減反膜在太陽能電池上的應(yīng)用已極為廣泛，主要起兩方面的作用，一是減少光的反射，增加電池對(duì)光的吸收；二是增加鈍化作用，氮化硅鍍膜效果直接影響鍍膜后硅片的少子壽命及電池片的轉(zhuǎn)換效率。但膜層的鈍化效果與減反射光兩特性是矛盾的。
[0003]目前，根據(jù)國內(nèi)改良西門子法硅片雙層氮化硅鍍膜的與單層鍍膜的電池片轉(zhuǎn)換效率相差甚小，主要是由于改良西門子法硅片的含雜量及缺陷非常少。而國內(nèi)冶金級(jí)單晶硅太陽能電池鍍膜工藝大部分是用PECVD設(shè)備沉積單層氮化硅減反射膜，由于冶金級(jí)單晶硅片雜質(zhì)含量及缺陷相比改良西門子法單晶硅片高，導(dǎo)致硅片鍍膜后少子壽命較低，所以單層氮化硅減反膜的冶金級(jí)單晶硅太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率比改良西門子法低0.15%~0.2%。單層鍍膜工藝對(duì)冶金級(jí)單晶硅片的鈍化效果很差，電池片轉(zhuǎn)換效率低。冶金級(jí)單晶硅太陽能電池生產(chǎn)廠家正深入研究氮化硅減反射膜的鈍化與減反射光機(jī)理來解決冶金級(jí)單晶硅鍍膜鈍化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝，既能提高冶金級(jí)單晶硅片鍍膜鈍化效果，又不影響膜層減反射光的特性。
[0005]一種冶金級(jí)單晶硅太 陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝，其特別之處在于，包括如下步驟:
[0006](I)鍍膜機(jī)反應(yīng)腔體內(nèi)抽真空；
[0007](2)通入氨氣和硅烷,時(shí)間15s~20s,控制氨氣流量6300sccm~6400sccm,硅烷流量1400sccm~1500sccm,最終反應(yīng)腔體壓力值控制為1500mTorr~1600mTorr ；
[0008](3)第一次鍍膜，控制鍍膜時(shí)間為IOOs~110s，鍍膜溫度為450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:40~4:45 ；
[0009](4)反應(yīng)腔體抽真空，再通入氨氣和硅烷，時(shí)間為15s~20s，控制氨氣流量7100sccm~7200sccm，硅烷流量600sccm~700sccm，最終反應(yīng)腔體壓力值控制為1500mTorr ~IGOOmToir ；
[0010](5)第二次鍍膜，控制鍍膜時(shí)間560s~570s，鍍膜溫度為450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:40~4:45 ；
[0011](6)將反應(yīng)腔體抽真空，然后沖入N2直到常壓即可完成。
[0012]步驟(1)中鍍膜機(jī)反應(yīng)腔體內(nèi)抽真空，時(shí)間200s~250s，至壓力值為不超過30mTorr。
[0013]步驟(4)中反應(yīng)腔體抽真空150s~200s，至壓力值為不超過30mTorr。[0014]步驟(6)中將反應(yīng)腔體抽真空150s~200s，至壓力值為不超過30mTorr。
[0015]經(jīng)過試用證明，本發(fā)明工藝結(jié)合了氮化硅薄膜各方面的優(yōu)勢，達(dá)到了優(yōu)勢最大化。本發(fā)明的有益效果還包括:本發(fā)明的工藝技術(shù)使得冶金級(jí)單晶硅片鈍化效果好，提高了少子壽命；減反射效果好，增加了光的吸收率。大批量生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，雙層氮化硅膜電池要比單層膜的轉(zhuǎn)換效率平均高0.2%，開路電壓高出2mv，短路電流高出0.039A。本發(fā)明提高了冶金級(jí)單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，縮小了與改良西門子法單晶硅太陽能電池的差距，拓寬了冶金級(jí)單晶硅片的市場。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1為按照本發(fā)明實(shí)施例1技術(shù)方案的21片冶金級(jí)單晶硅太陽能電池片與按照【背景技術(shù)】中單層減反膜鍍膜工藝實(shí)施的電池片轉(zhuǎn)換效率對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明鍍膜工藝分為兩次鍍膜步驟，第一次鍍膜參數(shù)是:鍍膜時(shí)間IOOs~110s，鍍膜溫度為450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W，氨氣和硅烷流量比為6400:1400，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:45 ;第二次鍍膜參數(shù)是:鍍膜時(shí)間560s~570s，鍍膜溫度450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W，氨氣和硅烷流量比為7200:600，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:45。
[0018]本發(fā)明鍍膜工藝中的第一次鍍膜在時(shí)間為IOOs~110s，采用氨氣和硅烷流量比為6400:1400，在溫度為450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:45下形成高折射率(η=2.15~2.3)、厚度低(d=30nm~35nm)氮化娃膜。第一次鍍膜的目的是鍍一層高折射率較薄的氮化硅膜，增加其鈍化效果。
[0019]本發(fā)明鍍膜工藝中的第二次鍍膜在時(shí)間為560s~570s，采用氨氣和硅烷流量比為7200:600，在溫度4501:~460°C，射頻功率為6300W~6500W，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:45下形成折射率(n=l.8~1.9)、厚度低(d=50nm~55nm)氮化娃膜。第二次鍍膜的目的是鍍一層低折射率厚度稍厚的氮化硅膜增強(qiáng)光學(xué)匹配性以減少光的反射。
[0020]實(shí)施例1:
[0021 ] 本發(fā)明的冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層氮化硅減反膜工藝主要應(yīng)用于管式PECVD鍍膜機(jī)，其具體實(shí)施見下面步驟:
[0022](I)抽真空:管式PECVD鍍膜機(jī)反應(yīng)腔體內(nèi)抽真空，直到壓力值降低至30mTorr ；
[0023](2)氨氣和硅烷進(jìn)入:時(shí)間15s，控制氨氣流量6400sccm，硅烷流量1400sccm，最終反應(yīng)腔體壓力值達(dá)到1600mTorr ；
[0024](3)第一次鍍膜步驟:鍍膜時(shí)間110s，鍍膜溫度為450°C，射頻功率為6300W，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:45;
[0025](4)氨氣和硅烷流量改變:先將第一次鍍膜后的反應(yīng)腔體抽真空150s，壓力值降低至30mTorr，再通入氨氣和硅烷，時(shí)間為15s，氨氣流量調(diào)整為7200sccm，硅烷流量600sccm，最終爐腔體氣壓值達(dá)到1600mTorr ；
[0026](5)第二次鍍膜步驟:鍍膜時(shí)間560s，鍍膜溫度450°C，射頻功率為6300W，脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:45 ；[0027](6)抽真空:停止，進(jìn)行腔體抽真空150s，壓力值降低至30mTorr ；
[0028](7)沖入N2:腔體內(nèi)沖入N2直到常壓，此時(shí)雙層氮化硅減反膜即可完成。
[0029]如圖1所示，為采用上述方法的21片冶金級(jí)單晶硅太陽能電池片與按照【背景技術(shù)】中單層減反膜鍍膜工藝實(shí)施的電池片轉(zhuǎn)換效率對(duì)比圖，根據(jù)圖中所示電池片轉(zhuǎn)換效率明顯提高。
【權(quán)利要求】
1.一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝，其特征在于，包括如下步驟: (1)鍍膜機(jī)反應(yīng)腔體內(nèi)抽真空； (2)通入氨氣和硅烷，時(shí)間15s~20s，控制氨氣流量6300sccm~6400sccm，硅烷流量1400sccm~1500sccm,最終反應(yīng)腔體壓力值控制為1500mTorr~1600mTorr ； (3)第一次鍍膜，控制鍍膜時(shí)間為IOOs~110s，鍍膜溫度為450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W,脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:40~4:45 ； (4)反應(yīng)腔體抽真空，再通入氨氣和硅烷，時(shí)間為15s~20s，控制氨氣流量7100sccm~7200sccm,硅烷流量600sccm~700sccm,最終反應(yīng)腔體壓力值控制為1500mTorr~1600mTorr ； (5)第二次鍍膜，控制鍍膜時(shí)間560s~570s，鍍膜溫度為450°C~460°C，射頻功率為6300W~6500W,脈沖開關(guān)時(shí)間比為4:40~4:45 ； (6)將反應(yīng)腔體 抽真空，然后沖入N2直到常壓即可完成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝，其特征在于:步驟(1)中鍍膜機(jī)反應(yīng)腔體內(nèi)抽真空，時(shí)間200s~250s，至壓力值為不超過30mTorr。
3.如權(quán)利要求1所述的一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝，其特征在于:步驟(4)中反應(yīng)腔體抽真空150s~200s，至壓力值為不超過30mTorr。
4.如權(quán)利要求1所述 的一種冶金級(jí)單晶硅太陽能電池雙層減反膜鍍膜工藝，其特征在于:步驟(6)中將反應(yīng)腔體抽真空150s~200s，至壓力值為不超過30mTorr。
【文檔編號(hào)】H01L31/0216GK103556125SQ201310519874
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】徐云飛, 李衛(wèi)東, 常松山, 丁鈞, 孫樵, 紀(jì)牟赫 申請(qǐng)人:寧夏銀星能源股份有限公司