一種晶硅電池笑氣直接生長氧化硅膜的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及單/多晶硅電池的制備領(lǐng)域，尤其是指一種單/多晶硅電池笑氣直接 生長氧化硅膜的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 在國際上，太陽能電池及其發(fā)電系統(tǒng)的制造和應(yīng)用已成為繼80年代微電子以來 又一飛速發(fā)展的巨大產(chǎn)業(yè)。但是，光伏組件大規(guī)模使用一段時間后，特別是投入運(yùn)營的大型 光伏電站工作幾年后光伏組件就會發(fā)生明顯的衰減。
[0003] 早在2005年，Sunpower就發(fā)現(xiàn)了晶娃型的背接觸n型電池在組件中施加正高壓 后存在衰減現(xiàn)象。2008年，Evergreen報道衰減現(xiàn)象同樣會出現(xiàn)在高負(fù)偏壓下的正面連接 P型電池組件中。2010年，Solon SE報道在標(biāo)準(zhǔn)的多晶和單晶電池中都發(fā)現(xiàn)了極化效應(yīng)。 很快Solon SE和NREL就提出在負(fù)高偏壓下無論何種工藝生產(chǎn)的P型電池標(biāo)準(zhǔn)組件都存在 發(fā)生衰減現(xiàn)象的極大風(fēng)險。這種由電位差引發(fā)組件衰減的現(xiàn)象被稱為電位誘發(fā)衰減效應(yīng)， 簡稱PID (Potential Induced Degradation)，受到了業(yè)界的持續(xù)關(guān)注。PID現(xiàn)象在電站實 際運(yùn)用中并不鮮見，它的直接后果是電站實際發(fā)電效果下降，從而嚴(yán)重?fù)p害投資者的收益， 最終會導(dǎo)致組件廠商遭遇投訴甚至是退貨、賠償。
[0004] 一些國家和地區(qū)已逐步開始把抗PID作為組件的關(guān)鍵要求之一。很多日本用戶明 確要求把抗PID特性寫入合同，并隨機(jī)抽檢。歐洲的買家也躍躍欲試提出同樣的要求。此 趨勢也使得國內(nèi)越來越多的光伏電站業(yè)主單位、光伏電池和組件廠、測試單位和材料供應(yīng) 商對解決PID的要求越來越迫切。
[0005] 目前，PID可以從系統(tǒng)、組件和電池三個方面進(jìn)行預(yù)防。在系統(tǒng)端解決PID會帶來 額外的設(shè)備成本和效率的下降；在組件端解決PID，成本太高，且不能從根本上解決；只有 在電池端解決PID切實可行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種無需增加設(shè)備且可批 量化生產(chǎn)的晶硅電池笑氣直接生長氧化硅膜的制備工藝。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 一種晶硅電池笑氣直接生長氧化硅膜的制備工藝，在PECVD工序通笑氣直接生長 氧化硅膜，以阻止金屬離子侵入電池，具體操作步驟如下：
[0009] (1)抽真空/N2清洗；
[0010] (2)生長氧化硅膜；
[0011] ⑶沉積中間層氮化硅膜；
[0012] (4)沉積上層氮化硅膜；
[0013] (5)抽真空/隊清洗：執(zhí)行一次抽真空/N2清洗循環(huán)，并退舟。
[0014] 在PECVD工序通笑氣（N20)直接生長氧化硅膜，然后沉積兩層氮化硅膜，最后出 舟。與現(xiàn)有的制備工藝相比，本發(fā)明的制備工藝在沉積氮化硅膜之前生長致密的氧化硅膜， 可阻止金屬離子侵入電池，在電池端解決組件PID。故而與其它解決組件PID的方法相比， 該方法無需增加設(shè)備，可批量化生產(chǎn)。
[0015] 作為優(yōu)選，在步驟（1)中，抽真空/隊清洗的具體制備工藝如下：執(zhí)行一次抽真空/ 隊清洗循環(huán)，溫度400-470°C，N 2流量為5000-12000SCCm(標(biāo)況毫升每分，體積流量單位）。
[0016] 作為優(yōu)選，在步驟（2)中，氧化硅膜的具體制備工藝如下：溫度400-470°〇，通隊0 直接生長氧化硅膜，流量4000-6000sccm，持續(xù)時間100-800S，壓力1400-1800mTorr (毫托， 壓強(qiáng)單位），射頻功率2500-4000W，折射率1. 4-1. 6,氧化硅厚度3-30nm。
[0017] 作為優(yōu)選，在步驟（3)中，中間層氮化硅膜的具體制備工藝如下：溫度400-470°C， 沉積中間層氮化硅膜，沉積時間30-1008，壓力1600-1800!111'〇1^，5迅：順 3流量比1:4 到1 : 5,射頻功率2500-4000W，折射率2. 0-2. 05,氧化硅厚度3-10nm。
[0018] 作為優(yōu)選，在步驟（4)中，上層氮化硅膜的具體制備工藝如下：溫度400-470°C，沉 積上層氮化硅膜，沉積時間120-300S，壓力1600-1800mTorr，SiH 4 : NH3流量比1 : 5到 1 : 10,射頻功率2500-4000W，折射率2. 05-2. 15,氧化硅厚度12-40nm。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：采用在PECVD工序通笑氣直接生長致密的氧化硅膜工藝， 在只改進(jìn)PECVD工藝的基礎(chǔ)上，可阻止金屬離子侵入電池，在電池端根本上解決組件PID現(xiàn) 象，該方法無需增加設(shè)備，可批量化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0021] 實施實例1 :一種晶硅電池笑氣直接生長氧化硅膜的制備工藝，在PECVD工序通笑 氣直接生長氧化硅膜，以阻止金屬離子侵入電池，本實施實例中晶硅電池采用的是單晶硅 電池，具體包括如下步驟：
[0022] (1)抽真空/隊清洗：執(zhí)行一次抽真空/N 2清洗循環(huán)，溫度400 °C，N 2流量 5000sccm ；
[0023] (2)生長氧化硅膜：溫度400°C，通N20直接生長氧化硅膜，流量5000sccm，持續(xù)時 間100s，壓力1400mTorr，射頻功率2500W，折射率1. 4,氧化娃厚度10nm;
[0024] (3)沉積中間層氮化硅膜：溫度400°C，沉積中間層氮化硅膜，沉積時間30s，壓力 1600mTorr，SiH 4 : NH 3流量比1 : 4,射頻功率2500W，折射率2. 0,氧化硅厚度3nm ;
[0025] (4)沉積上層氮化硅膜：溫度400°C，沉積上層氮化硅膜，沉積時間200s，壓力 1600mTorr，SiH 4 : NH3流量比1 : 5,射頻功率2500W，折射率2. 1，氧化硅厚度20nm ;
[0026] (5)抽真空/隊清洗：執(zhí)行一次抽真空/N 2清洗循環(huán)，并退舟。
[0027] 實施實例2:-種晶硅電池笑氣直接生長氧化硅膜的制備工藝，在PECVD工序通笑 氣直接生長氧化硅膜，以阻止金屬離子侵入電池，本實施實例中晶硅電池采用的是多晶硅 電池，具體包括如下步驟：
[0028] (1)抽真空/隊清洗：執(zhí)行一次抽真空/N 2清洗循環(huán)，溫度450 °C，N 2流量 5000sccm ；
[0029](2)生長氧化硅膜：溫度450°C，通N20直接生長氧化硅膜，流量5000sccm，持續(xù)時 間500s，壓力1400mTorr，射頻功率2500W，折射率1. 6,氧化硅厚度20nm;
[0030] (3)沉積中間層氮化硅膜：溫度450°C，沉積中間層氮化硅膜，沉積時間30s，壓力 1600mTorr，SiH 4 : NH 3流量比1 : 4,射頻功率2500W，折射率2. 0,氧化硅厚度3nm ;
[0031] (4)沉積上層氮化硅膜：溫度400°C，沉積上層氮化硅膜，沉積時間200s，壓力 1600mTorr，SiH 4 : NH3流量比1 : 5,射頻功率2500W，折射率2. 1，氧化硅厚度20nm ;
[0032] (5)抽真空/隊清洗：執(zhí)行一次抽真空/N 2清洗循環(huán)，并退舟。
[0033] 如下表1所示，其為單晶硅電池通笑氣100s，多晶硅電池通笑氣500s的組件PID 測試的結(jié)果（PID測試條件：溫度85°C，相對濕度85% RH，-1000V，96小時；PID合格標(biāo)準(zhǔn) 為：PID測試后，Pm保持率> 95% )。
[0034]表1
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種晶娃電池笑氣直接生長氧化娃膜的制備工藝，其特征是，在陽CVD工序通笑氣 直接生長氧化娃膜，W阻止金屬離子侵入電池，具體操作步驟如下： (1) 抽真空/馬清洗； (2) 生長氧化娃膜； (3) 沉積中間層氮化娃膜； (4) 沉積上層氮化娃膜； (5) 抽真空/馬清洗；執(zhí)行一次抽真空/N2清洗循環(huán)，并退舟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶娃電池笑氣直接生長氧化娃膜的制備工藝，其特征 是，在步驟（1)中，抽真空/馬清洗的具體制備工藝如下；執(zhí)行一次抽真空/N 2清洗循環(huán)，溫 度 400-470°C，N2流量為 5000-12000sccm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶娃電池笑氣直接生長氧化娃膜的制備工藝，其特征 是，在步驟（2)中，氧化娃膜的具體制備工藝如下；溫度400-470°C，通馬0直接生長氧化娃 膜，流量 4000-6000sccm，持續(xù)時間 100-800S，壓力 1400-1800mTorr，射頻功率 2500-4000W， 折射率1. 4-1. 6,氧化娃厚度3-30nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶娃電池笑氣直接生長氧化娃膜的制備工藝，其特征 是，在步驟（3)中，中間層氮化娃膜的具體制備工藝如下；溫度400-470°C，沉積中間層氮化 娃膜，沉積時間30-1003，壓力1600-18001111'〇1'1'，51114:畑3流量比1:4到1:5，射頻功 率2500-4000W，折射率2. 0-2. 05,氧化娃厚度3-10皿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶娃電池笑氣直接生長氧化娃膜的制備工藝，其特征 是，在步驟（4)中，上層氮化娃膜的具體制備工藝如下；溫度400-470°C，沉積上層氮化娃 膜，沉積時間120-300S，壓力1600-1800mTorr，SiH4 :畑3流量比1 : 5到1 : 10,射頻功 率2500-4000W，折射率2. 05-2. 15,氧化娃厚度12-40皿。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無需增加設(shè)備且可批量化生產(chǎn)的晶硅電池笑氣直接生長氧化硅膜的制備工藝。它的具體操作步驟如下：(1)抽真空/N2清洗；(2)生長氧化硅膜；(3)沉積中間層氮化硅膜；(4)沉積上層氮化硅膜；(5)抽真空/N2清洗：執(zhí)行一次抽真空/N2清洗循環(huán)，并退舟。本發(fā)明的有益效果是：采用在PECVD工序通笑氣直接生長致密的氧化硅膜工藝，在只改進(jìn)PECVD工藝的基礎(chǔ)上，可阻止金屬離子侵入電池，在電池端根本上解決組件PID現(xiàn)象，該方法無需增加設(shè)備，可批量化生產(chǎn)。
【IPC分類】H01L31-18
【公開號】CN104538486
【申請?zhí)枴緾N201410662237
【發(fā)明人】董方, 陸峰, 孫涌濤, 任永偉
【申請人】橫店集團(tuán)東磁股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月19日