CN102290490A - 一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺 - Google Patents

一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺，首先在硅片表面生长一层二氧化硅膜；将生成了二氧化硅膜的硅片去磷硅玻璃后，置于8-10%的双氧水溶液中浸泡2-3分钟，取出，沥干；在400-500℃，压强150-250帕，真空度1125-1875毫托的管式PECVD下,以流量400-500ml/min的硅烷和2000-5500ml/min的氨气为起源，通过化学气相沉积方法在硅片的二氧化硅膜表面生长一层厚度为70-90纳米的氮化硅膜。本发明先在硅片表面生长一层二氧化硅膜，再在二氧化硅膜的表面镀上一层氮化硅膜，由此形成双层膜钝化及减反射效果，提高了电池片的电性能；本发明工艺方法简单，易于实现，不增加污染物排放。

Description

一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺
  
技术领域
本发明属于晶体硅太阳能电池制造领域，具体涉及一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺，该工艺用于改善太阳能电池表面钝化效果。 
背景技术
在太阳能电池制作工艺中，在电池表面镀上一层减反射膜对于降低电池表面的光反射、减少表面载流子的复合，以提高电池的光转化效率尤其重要。现有技术的减反射膜主要是单层膜，通常采用的方法是采用管式或板式基片以PECVD( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ，等离子体增强化学气相沉积法)方法在硅片表面形成氮化硅膜。但是在氮化硅膜沉积的过程中，产生的氨和氢离子对硅片和表面膜存在一定的刻蚀作用，会对硅片表面产生一定的损伤。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺，该工艺解决了传统工艺中氮化硅沉积时对硅片表面的刻蚀作用。 
本发明所述的一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺，其包括以下步骤： 
1）首先在硅片表面生长一层二氧化硅膜；
2）将步骤1）生成了二氧化硅膜的硅片去磷硅玻璃后，置于8-10%的双氧水溶液中浸泡2-3分钟，取出，沥干；
3）在400-500℃，压强150-250帕，真空度1125-1875毫托的管式PECVD下,以流量400-500ml/min的硅烷和2000-5500ml/min的氨气为起源，通过化学气相沉积方法在硅片的二氧化硅膜表面生长一层厚度为70-90纳米的氮化硅膜。
上述步骤1）的具体过程是：将待加工硅片放入管式热氧化炉，将管式热氧化炉升温到920℃，向管式热氧化炉内持续通入流量为4000ml/min氧气、流量为600ml/min 的C2H2Cl2以及流量为20000ml/min的氮气18-23分钟，通过化学气相沉积法，在硅片表面生长一层二氧化硅膜。 
本发明先在硅片表面生长一层二氧化硅膜，再在二氧化硅膜的表面镀上一层氮化硅膜，由此形成双层膜钝化及减反射效果。与现有工艺相比，具有以下明显优势： 
    1，双面膜可以进一步增加对光的吸收，可以增加光生载流子的产生，提高电池片的电性能；
    2，生长二氧化硅的过程中硅本身参与反应，可降低硅片的表面缺陷，而氮化硅中的氢离子可以弥补二氧化硅产生的缺陷，从而提高电池表面的钝化效果，减少载流子的复合速率，提高少子寿命，开路电压和短路电流，从而提高太阳能电池的转化效率。
    3，本发明工艺方法简单，易于实现，不增加污染物排放。可以批量应用于常规太阳能电池的生产过程中。 
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。 
实施例1： 
步骤一：将待加工硅片放入管式热氧化炉，将管式热氧化炉升温到920℃，向管式热氧化炉内持续通入流量为4000ml/min氧气、流量为600ml/min 的C2H2Cl2以及流量为20000ml/min的氮气18-23分钟，通过化学气相沉积法，在硅片表面生长一层二氧化硅膜。
步骤二：在去磷硅玻璃最后一个水槽内配入10%的双氧水，将步骤1）生成了二氧化硅膜的硅片去磷硅玻璃后，置双氧水溶液中浸泡150秒，后取出测试氧化层厚度为6纳米。 
步骤二：在450摄氏度、压强202帕（真空度1515毫托）的管式PECVD下,以硅烷480ml/min和氨气2300ml/min为起源，通过化学气相沉积，成膜时间15分钟，在二氧化硅膜表面生长一层厚度为78纳米的氮化硅膜，折射率为2.01。 
  
实施例2：
步骤一：将待加工硅片放入管式热氧化炉，将管式热氧化炉升温到920℃，向管式热氧化炉内持续通入流量为4000ml/min氧气、流量为600ml/min 的C2H2Cl2以及流量为20000ml/min的氮气18-23分钟，通过化学气相沉积法，在硅片表面生长一层二氧化硅膜。
步骤二：在去磷硅玻璃最后一个水槽内配入9%的双氧水，将步骤1）生成了二氧化硅膜的硅片去磷硅玻璃后，置双氧水溶液中浸泡180秒，后取出测试氧化层厚度为6.6纳米。 
步骤三：在450摄氏度、压强202帕（真空度1515毫托）的管式PECVD下,以硅烷480ml/min和氨气2300ml/min为起源，通过化学气相沉积，成膜时间15分钟，在二氧化硅膜表面生长一层厚度为80纳米的氮化硅膜，折射率为2.0. 
实施例3：
步骤一：将待加工硅片放入管式热氧化炉，将管式热氧化炉升温到920℃，向管式热氧化炉内持续通入流量为4000ml/min氧气、流量为600ml/min 的C2H2Cl2以及流量为20000ml/min的氮气18-23分钟，通过化学气相沉积法，在硅片表面生长一层二氧化硅膜。
步骤二：在去磷硅玻璃最后一个水槽内配入8%的双氧水，将步骤1）生成了二氧化硅膜的硅片去磷硅玻璃后，置双氧水溶液中浸泡120秒，后取出测试氧化层厚度为4.8纳米。 
步骤二：在450摄氏度下，以硅烷和氨气为起源通过化学气相沉积，氨气流量为2300ml，硅烷流量为480ml，压强为165Pa，成膜时间15分钟，在二氧化硅膜表面生长一层厚度为78.5纳米的氮化硅膜，折射率为2.02. 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
  

Claims (2)

1.一种双层膜钝化太阳能电池的制备工艺，其特征在于其包括以下步骤：
1）首先在硅片表面生长一层二氧化硅膜；
2）将步骤1）生成了二氧化硅膜的硅片去磷硅玻璃后，置于8-10%的双氧水溶液中浸泡2-3分钟，取出，沥干；
3）在400-500℃，压强150-250帕，真空度1125-1875毫托的管式PECVD下,以流量400-500ml/min的硅烷和2000-5500ml/min的氨气为起源，通过化学气相沉积方法在硅片的二氧化硅膜表面生长一层厚度为70-90纳米的氮化硅膜。
2.根据权利要求1所述双层膜钝化太阳能电池的制备工艺，其特征在于步骤1）的具体过程是：将待加工硅片放入管式热氧化炉，将管式热氧化炉升温到920℃，向管式热氧化炉内持续通入流量为4000ml/min氧气、流量为600ml/min 的C2H2Cl2以及流量为20000ml/min的氮气18-23分钟，通过化学气相沉积法，在硅片表面生长一层二氧化硅膜。
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