CN101241953A - 提高单晶硅太阳能电池减反射膜质量的方法 - Google Patents

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Abstract

一种PECVD沉积SiN薄膜工艺，是一种产品致密性好、均匀性好、附着性好的PECVD沉积SiN薄膜工艺。本发明经过清洁单晶硅片、在PECVD设备真空室内升温至300℃～400℃并保持稳定时，给真空室冲入流量3500ml/min的NH3气体至200Pa左右，并加高频功率使其放电，进行体钝化，然后在反应室内通入流量245ml/min的SiH4气体和2800ml/min的NH3气体，并使反应室真空保持在265Pa左右，并加高频功率使其放电，进行沉积，本发明可以制作出致密性好、均匀性好、附着性好的SiN薄膜，并可使薄膜厚度控制在600埃～667埃之间，具有沉积温度低，沉积效率高的优点。

Description

提高单晶硅太阳能电池减反射膜质量的方法
技术领域
本发明涉及一种在单晶硅太阳能电池表面沉积高质量SiN薄膜的方法。属于太阳能应用领域
背景技术
目前单晶硅太阳能电池片减反射膜的制造是采用PECVD方法在单晶硅电池片衬底上沉积SiN薄膜。由于反应气体在反应室各处的比例不同，使得薄膜在沉积过程出现不均匀的情况。而且单晶硅片也存在晶界、点缺陷(空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物)对材料表面和体内缺陷的钝化也是很重要。本发明解决了单晶硅太阳能电池片体钝化的问题，提供了一种能生产出致密性好、均匀性好、附着性好的PECVD沉积SiN薄膜工艺。
发明内容
本发明解决了单晶硅太阳能电池片体钝化的问题，提供了一种能生产出致密性好、均匀性好、附着性好的PECVD沉积SiN薄膜工艺。
本发明的技术方案如下：
1、清洁单晶硅片：将二次清洗工序流至PECVD工序的硅片清理干净，保持硅片表面清洁无水渍。
2、体钝化：钝化工艺有多种方法，在这里我们采用热氧化使硅悬挂键饱和的方法，使Si-SiO2界面的复合速度大大下降，其钝化效果取决于发射区的表面浓度、界面态密度和电子、空穴的浮获截面。具体方法为将硅片放入PECVD真空室内，抽真空，并开始升温至300℃～400℃，温度达到后在反应室内通入适量NH3气体，开启高频电源放电5～10分钟时间，目的是为了加速钝化速度，使钝化效果更加明显。该工艺可应用于规模化生产中。应用此方法可使表面复合速度小于20cm/s。
3、沉积：体钝化后，在反应室内通入一定比例的SiH4和NH3气体，保持1～2分钟时间，让气体在反应室内各处保持一致，然后开启高频电源放电2分钟后，停止高频放电，切断气体通入，将反应室内残余气体抽干净。
本方案通过工艺参数的调整解决了PECVD沉积SiN薄膜的厚度和均匀性问题，使SiN薄膜能够很好的附着在硅片上。采用较低温度下沉积和调整真空室放电气压、反应气体比例、高频电源功率等参数，并在完成薄膜沉积前进行体钝化，使硅基体悬挂键饱和，从而让制作的薄膜具有应力小，附着性好、沉积效率高的优点。本发明制作的SiN薄膜，厚度可以达到600埃～667埃的厚度。
具体实施方案：
清洁单晶硅片：将二次清洗工序流至PECVD工序的硅片用氮气吹干净，保证表面干净无水渍。
体钝化：将清洁后的硅片插入石墨舟后，放入PECVD设备真空室内，抽真空，并开始升温至400℃，当反应室真空达到15Pa、温度达到400℃后，在反应室内通入流量3500ml/min NH3气体，使反应室真空保持在200Pa左右，将高频电源功率设置为1400w并开启，让硅片在反应室放电5分钟时间后关闭高频电源，切断NH3气体。
沉积：体钝化后，在反应室内通入流量245ml/min的SiH4气体和2800ml/min的NH3气体，并使反应室真空保持在265Pa左右1～2分钟时间，目的是让气体在反应室内各处保持一致，然后将高频电源设置为1500w并开启，让硅片在反应室放电2分钟后，停止高频放电，切断气体通入，将反应室内残余气体抽干净，再充入氮气后抽空，反复3次后，便可将硅片从反应室取出，沉积步骤完成。
其中，气体流量比例、沉积时间、高频电源功率、反应室温度、反应室压力均为重要参数，必须很好配合使用，才能制备最优的SiN减反射膜。
使用过程：在单晶硅片上沉积600埃～667埃厚度的SiN薄膜后，再经过丝网印刷、烧结等工艺环节，便可制备出反射率＜1％的太阳能电池片。
根据本发明制作的200～300微米厚度的单晶硅太阳能电池片，减反射SiN薄膜厚度能控制在600埃～667埃之间，折射率为1.9左右，反射率＜1％，配合各道工序工艺，最高转换效率能达到17％，平均转化效率能达到16.1％。

Claims (1)

1. 一种PECVD沉积SiN薄膜工艺，其特征在于：其工艺包括以下步骤：
(1)清洁单晶硅片：将二次清洗工序流至PECVD工序的硅片清理干净，保持硅片表面清洁无水渍。
(2)体钝化：将硅片放入PECVD真空室内，抽真空，并开始升温至300℃～400℃，温度达到后在反应室内通入适量NH3气体，开启高频电源放电5～10分钟时间。
(3)沉积：在反应室内通入一定比例的SiH4和NH3气体，保持1～2分钟时间，让气体在反应室内各处保持一致，然后开启高频电源放电2分钟后，停止高频放电，切断气体通入，将反应室内残余气体抽干净。
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