CN101958365A - 实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法 - Google Patents

实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳能电池生产方法领域，尤其是实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法。在经处理后的太阳能电池硅片受光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积减反射薄膜，开始沉积时的气体为SiH4和NH3的混合气体或SiH4和N2的混合气体，在沉积过程中逐渐加入N2O，使得薄膜的组分由硅片表面的氮化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为二氧化硅，薄膜的厚度在50nm～300nm之间。本发明沉积速度快，产量高，能一次实现多种薄膜的沉积，沉积出来的薄膜致密度高。沉积的薄膜能有效地降低有不同薄膜组合带来的界面态，沉积出的薄膜具有特有的氮氧化硅兼具有氧化硅和氮化硅的优点，而且简单容易控制，成本低，高效率。

Description

实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产方法领域，尤其是实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法。
背景技术
光伏发电是太阳能利用中很重要的一个领域，寻求新技术、新材料、新工艺，提高电池转换效率，降低成本是当前很迫切的一个任务。
转换效率与进入到硅片PN结区域的光强直接相关，更多的入射光强能产生更多的有效电子空穴对，提升光电转换效率。降低硅片表面的反射率是提高光线进入硅片内部的有效手段，目前已有的降低反射率方法为：1、表面制绒，目前几乎所有的太阳能电池都是经过表面制绒的，表面制绒的方法有很多种，包括各种化学腐蚀硅片表面制绒、等离子体制绒、激光制绒、淹没光刻制绒等；2、镀减反射膜，如果光线直接入射到硅片表面的话，由于硅片的折射率，而空气或EVA本身的折射率较低，根据在光疏介质与光密介质间的干涉可知，有一部分光将产生半波损失，通过在硅片表面沉积单层或多层减反射膜的方法能有效的降低反射率。目前多层间反射膜都是通过多次在沉积不同的减反膜。花费时间长，不容易控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，该方法的缓变叠层减反射薄膜简单容易控制、低成本、且高效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片受光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积减反射薄膜，开始沉积时的气体为SiH4和NH3的混合气体或SiH4和N2的混合气体，在沉积过程中逐渐加入N2O，使得薄膜的组分由硅片表面的氮化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为二氧化硅，在经过制绒的硅片上，先经过发射结扩散以及边缘刻蚀后，在硅片表面沉积缓变叠层减反射薄膜，最后进行后续太阳能电池工艺。
进一步，，所述的化学气相沉积工艺法是在温度为200°～400°的条件下在硅片受光面进行沉积，不需要高温的过程，所需的热预算少，节约能源。
所述的硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2Ωcm～10Ωcm，硅片先经过常规的表面清洗及表面结构化处理。
为了达到所需最佳的折射率，化学气相沉积工艺法开始时的气体为SiH4和NH3按比例1∶5～1∶1或为SiH4和N2按比例1∶5～1∶1进行混合的气体，工艺中通过逐渐添加N2O到混合的气体中，通过此来进行沉积薄膜，使得薄膜的成分由SiNx逐渐缓变到SiOyNz，再缓变到SiO2。
为了使得沉积的速度快，效果好，薄膜的厚度在50nm～300nm之间。
上述所述的薄膜的厚度及比例可通过调节沉积时间及混合气体比例来实现。
在上述化学气相沉积工艺中，开始沉积时的气体还可为硅烷气体和不含氧的含氮气体的混合气体，在沉积过程中逐渐加入氧化气体，使得薄膜的组分层变。
本发明的有益效果是，本发明的实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，沉积出的薄膜的折射率可由2.3变化到1.5，且沉积速度快，产量高，能一次实现多种薄膜的沉积，沉积出来的薄膜致密度高，其折射率具有缓变的特征，能更加有效的降低入射光的放射率。沉积的薄膜还能有效地降低有不同薄膜组合带来的界面态，能更加有效的降低符合率，具有更加优越的钝化作用。沉积出的薄膜具有特有的氮氧化硅兼具有氧化硅和氮化硅的优点，改善了热稳定性，降低了膜应力。而且简单容易控制，成本低，高效率。
附图说明
图1是本发明的薄膜结构示意图。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片受光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积减反射薄膜，开始沉积时的气体为SiH4和NH3的混合气体或SiH4和N2的混合气体，在沉积过程中逐渐加入N2O，使得薄膜的组分由硅片表面的氮化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为二氧化硅。
化学气相沉积工艺法是在温度为200°～400°的条件下在硅片正面进行沉积。硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2Ωcm～10Ωcm。化学气相沉积工艺法开始时的气体为SiH4和NH3按比例1∶5～1∶1或为SiH4和N2按比例1∶5～1∶1进行混合的气体，工艺中通过逐渐添加到混合的气体中。薄膜的厚度在50nm～300nm之间。
本发明的实施例为，选择P型单晶硅片，晶面(100)，电阻率为0.5Ωcm，对硅片进行切片后经过常规清洗工艺，然后表面制绒，接着进行扩散，去PSG，边缘刻蚀。在低温350℃的化学气相沉积工艺法的PEVCD工艺中，工艺频率选择13.56MHZ，初始的工艺气体为SiH4和NH3按1∶4进行混合，随着PEVCD工艺的进行，在混合气体中逐渐添加N2O来沉积薄膜，沉积过程中薄膜由硅片表面的SiNx向外层变到SiOyNz，再向外层变到SiO2，如图1所示的薄膜结构，使得总的薄膜厚度控制为130nm，总工艺时间控制为1分钟，使得薄膜的折射率由内到外相应的由2.1缓变到1.5。然后进行正背面电极等后续太阳能电池的工艺。
本工艺沉积法还可以沉积其他的氧化物。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，其特征在于：在经处理后的太阳能电池硅片受光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积减反射薄膜，开始沉积时的气体为SiH4和NH3的混合气体或SiH4和N2的混合气体，在沉积过程中逐渐加入N2O，使得薄膜的组分由硅片表面的氮化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，其特征在于：所述的化学气相沉积工艺法是在温度为200°～400°的条件下在硅片受光面进行沉积。
3.根据权利要求1所述的实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，其特征是：所述的硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2Ωcm～10Ωcm。
4.根据权利要求1或3所述的实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，其特征在于：所述的化学气相沉积工艺法开始时的气体为SiH4和NH3按比例1∶5～1∶1或为SiH4和N2按比例1∶5～1∶1进行混合的气体，工艺中通过逐渐添加N2O到混合的气体中。
5.根据权利要求1或4所述的实现太阳能电池缓变叠层减反射薄膜的方法，其特征在于：所述的薄膜的厚度在50nm～300nm之间。
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