CN102299185A - 一种太阳能电池结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池结构及其制备方法，涉及太阳能技术领域，为优化表面减反射钝化层的光学性能和钝化性能，提高电池的光电转换效率而发明。所述太阳能电池结构，包括电池基片，所述电池基片的迎光面上设置有包括m(m为整数且m≥3)层膜结构的SiNx减发射钝化层；第一层膜结构设置在所述电池基片上，第二层膜结构设置在所述第一层膜结构上...第m层膜结构设置在第m-1层膜结构上；所述第一层膜结构的折射率大于所述第二层膜结构...所述第m层膜结构的折射率大于所述第m-1层膜结构。本发明可用于晶硅太阳能电池工艺中。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳能电池结构及其制备方法。
背景技术
目前，太阳能发电技术受到了越来越多的关注，其中的晶体硅太阳能电池技术，以其稳定的电池效率、成熟的工艺技术、简单的工艺流程以及便于大规模生产的优点占据了太阳能电池技术的主导地位，并且在未来相当长的一段时期内都将作为太阳能电池的主流技术。
为了提高晶硅太阳能电池的光电转换效率，在太阳能电池的迎光面上，均设置有表面减发射钝化层。一方面，表面减发射钝化层能够降低光线反射，增加光线的透过率，保证更多的光不被反射从而有更多的光可以进入到太阳能电池内部；另一方面，表面减发射钝化层还能够进行表面钝化，降低表面缺陷态所产生的复合中心，从而提高光电流。目前工业上，通常采用氮化硅(SiNx)作为表面减发射钝化层的材料，SiNx内部由于含有氢(H)，可以钝化硅表面，并且通过调节氮和硅组分比，调节SiNx薄膜的折射率，从而获得合适的折射率，起到减反射的作用。然而，SiNx作为光学膜和钝化膜的工艺条件是不一样的，也就是说，SiNx所起到的钝化作用和减反射作用并不能同时达到最优，一定程度上限制了电池的光电转换效率。
为了避免光学性能和钝化性能的矛盾，现有的一种解决方法是使表面减发射钝化层包括双层结构，首先使用热氧化法沉积一层二氧化硅(SiO2)膜，这样实现了完美的表面钝化也提供了一定量的H源。然后在SiO2膜上沉积SiNx光学膜，控制工艺气体的流量配比SiH4/NH3和工艺条件以控制吸收，其中，工艺气体的流量单位为sccm(Standard-State Cubic Centimeter per Minute，标况毫升每分钟)。这种组合膜致密性比较高，钝化性能也比较好，但是从光学设计上，双层膜中的靠近空气那层的SiNx层比下层的SiO2材料的折射率高，这样不利于光学干涉减反射。另外，热氧化的生长方式也增加了热预算，可能造成额外的缺陷，降低载流子寿命，限制了电池的光电转换效率。
现有的另一种解决方法是采用双层SiNx膜，首先沉积钝化膜，在工艺气体的流量配比SiH4/NH3较高，高压等条件下沉积成有些疏松的膜质，这样既提高了膜中H的浓度，又充分增加了H的扩散系数，有利于Si的表面钝化，并且在后道的烧结中也提供了体钝化的H源；然后再沉积光学膜，在流量配比SiH4/NH3比较小的环境中低压高温沉积，形成晶化率比较高的致密膜层，该膜层折射率比较小，对光的吸收少。然而，这种双层膜在光学设计时一般仅考虑的是600～700nm的波段有比较好的增透效果，对于其他波段的增透效果较差，而且在钝化层也存在一定的短波吸收，这都不利于电池效率的进一步提高。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种太阳能电池结构及其制备方法，能够优化太阳能电池表面减反射钝化层的光学性能和钝化性能，提高电池的光电转换效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种太阳能电池结构，包括电池基片，所述电池基片的迎光面上设置有SiNx减发射钝化层，所述SiNx减反射钝化层包括m(m为整数且m≥3)层SiNx膜结构；其中，
第一层膜结构设置在所述电池基片上，第二层膜结构设置在所述第一层膜结构上...第m层膜结构设置在第m-1层膜结构上；
所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率...所述第m层膜结构的折射率小于所述第m-1层膜结构的折射率。
一种太阳能电池结构的制备方法，包括在电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层的步骤，其中，在所述电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层包括：
采用等离子体沉积技术，在第一工艺气体流量配比、第一压力的条件下，在所述电池基片上沉积所述SiNx减反射钝化层的第一层膜结构；
在第一退火温度下，对所述第一层膜结构进行退火处理；
在第二工艺气体流量配比，第二压力的条件下，在所述第一层膜结构上沉积第二层膜结构，使所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率；
在第二退火温度下，对所述第二层膜结构进行退火处理；其中，所述第二退火温度大于所述第一退火温度；
…
在第M(M为整数且M≥3)工艺气体流量配比，第M压力的条件下，在所述第M-1层膜结构上沉积第M层膜结构，使所述第M层膜结构的折射率小于所述M-1膜结构的折射率；
在第M退火温度下，对所述第M层膜结构进行退火处理；其中，所述第M退火温度大于所述第M-1退火温度。
采用上述技术方案后，本发明实施例提供的太阳能电池结构及其制备方法，将SiNx减反射钝化层设计为多层结构，每一层膜结构通过折射率的控制，均具有较好的针对特定波段增透减反射的光学性能，且由于折射率的不同，每层膜结构所针对增透减反射的特定波段不同，增加了SiNx减反射钝化层增透减反射的波长范围，即优化了SiNx减反射钝化层的光学性能。而且，进一步通过对每一层膜结构的退火处理，使每一层膜结构均形成良好的表面钝化，又保留了足够的H为体钝化提供来源，同时减少了短波吸收，增加了光线的摄入，进一步地提高了电池的光电转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的太阳能电池结构的结构示意图；
图2为本发明实施例一的结构示意图；
图3为本发明实施例二的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的制备方法的工艺流程图；
图5(a)为本发明实施例三的工艺流程图；
图5(b)为与图5(a)所示的工艺流程相对应的实施效果图；
图6为本发明实施例四的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例旨在提供一种太阳能电池结构及其制备方法，能够优化太阳能电池表面减反射钝化层的光学性能和钝化性能，提高电池的光电转换效率。
本发明实施例提供的太阳能电池结构，如图1所示，包括电池基片1，电池基片1的迎光面上设置有SiNx减发射钝化层2，SiNx减反射钝化层2包括m(m为整数且m≥3)层SiNx膜结构；其中，
第一层膜结构2-1设置在电池基片1上，第二层膜结构2-2设置在第一层膜结构2-1上...第m层膜结构2-m设置在第m-1层膜结构2-(m-1)上；
第二层膜结构2-2的折射率小于所述第一层膜结构2-1的折射率...第m层膜结构2-m的折射率小于所述第m-1层膜结构2-(m-1)的折射率，即沿着电池基片1从下向上，SiNx减发射钝化层2的每层膜结构的折射率逐渐降低。
每一层膜结构通过折射率的控制，均具有较好的针对特定波段增透减反射的光学性能，而且由于折射率的不同，每层膜结构所针对增透减反射的特定波段不同，显著增加了SiNx减反射钝化层增透减反射的波长范围，优化了SiNx减反射钝化层2的光学性能。
其中，每层膜结构均经过了退火处理，第二层膜结构2-2的退火温度大于第一层膜结构2-1的退火温度...第m层膜结构2-m的退火温度大于第m-1层膜结构2-(m-1)的退火温度，即即沿着电池基片1从下向上，SiNx减发射钝化层2的每层膜结构的退火温度逐渐升高。通过对每一层膜结构的退火处理，使每一层膜结构均形成良好的表面钝化，又保留了足够的H为体钝化提供来源，同时减少了短波吸收，增加了光线的摄入，进一步地提高了电池的光电转换效率。这样来讲，SiNx减反射钝化层2的每层膜结构即是光学膜又是钝化膜，既优化了光学性能，钝化性能也显著增强，提高了电池的光电转换效率。
其中，为了获取良好的光学减反射性能，SiNx减发射钝化层2的m层膜结构的厚度h和折射率n需要满足光学增透公式，即h＝(2k+1)λ/(4n)，其中，k＝0，1，2.......，且沿着电池基片1从下向上折射率n逐渐降低，λ为波长。由于SiNx减发射钝化层2的m层膜结构的折射率n沿着电池基片1从下向上依次降低，根据上述光学增透公式可以知道，每层膜结构增透减反射所针对的特定波段是不同的。其中，每层膜结构增透减反射所针对的特定波段从下向上依次降低，下层膜结构主要针对长波增透，上层膜结构主要针对短波增透，m层膜结构能够涵盖整个可见光波段，具有良好的增透防反射光学性能。这时由于，在可见光的光学特性中，波长较长的长波例如红光的穿透性比较长，短波例如紫光的穿透性较差。因此，使长波在下层膜结构上减反增透，短波在上层膜结构减反增透，这样将使大部分光线进入膜质中，进而提高了电池的光电转化效率。
另外，由于m层膜结构都经过了退火处理，且退火的温度从下层材料到上层材料逐渐增加，这样既能够实现下层膜结构对电池基片1表面的钝化，又避免大量的H被退火时的高温逼出材料，即使下层膜结构的H被高温逼出该层膜结构，由于上层膜结构的保护作用，H还保持在SiNx减反射钝化层2中，这样，SiNx减反射钝化层2中就保持了一定浓度的H为体钝化做准备。同时，材料的晶化率得到提高，避免了短波吸收，对光电转化效率的提高有一定的促进作用。
需要指出的是，m值大于等于三，但不易过大，防止造成SiNx减发射钝化层2过厚，而导致光波的吸收损耗过大，影响电池的光电转换效率以及带来额外的成本浪费。优选地，m值为三或四。
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面通过具体实施例并结合附图对本发明的实施例进行详细描述。这里要注意的是，以下的具体实施例只是为了描述本发明，但不限于本发明。
实施例一
如图2所示，本实施例的太阳能电池结构，包括Si电池基片1，电池基片1的迎光面上设置SiNx减反射钝化层2，还包括烧透SiNx减反射钝化层2，与电池基片1欧姆接触的前接触电极3；
其中，Si电池基片1包括P型区10和N型区11，而且Si电池基片的背面形成有P+背表面场13和背接触电极14；
SiNx减反射钝化层2包括4层膜结构，沿着电池基片1从下向上分别为第一层膜结构2-1，第二层膜结构2-2，第三层膜结构2-3和第四层膜结构2-4；
其中，第一层膜结构2-1的厚度约为83nm，折射率为2.1；第二层膜结构2-2的厚度约为72nm，折射率为2.08；第三层膜结构2-3的厚度约为60nm，折射率为2.05；第四层膜结构2-4的厚度约为50nm，折射率为2.0；其中，每层膜结构增透减反射所针对的特定波段不同，下层膜结构主要针对长波增透，上层膜结构主要针对短波增透，第一层膜结构2-1针对800～1000nm波长的光线，第二层膜结构2-2针对600～800nm波长的光线，第三层膜结构2-3针对400～600nm波长的光线，第四层膜结构2-4针对300nm左右波长的光线，四层膜结构所针对的增透减反射波段涵盖了整个可见光波段，具有良好的增透防反射光学性能；
其中，4层膜结构均经过了退火处理，第一层膜结构2-1的退火温度为400度(摄氏度)，第二层膜结构2-2的退火温度为450度，第三层膜结构2-3的退火温度为500度，第四层膜结构2-4的退火温度为550度。退火处理既能够实现底层膜结构对Si电池基片1表面的钝化，退火温度的逐渐升高又避免大量的H被退火时的高温逼出材料，保持了一定浓度的H为体钝化做准备。同时，材料的晶化率得到提高，避免了短波吸收，对光电转化效率的提高有一定的促进作用。
实施例二
如图3所示，本实施例的太阳能电池结构，包括Si电池基片1，电池基片1的迎光面上设置SiNx减反射钝化层2，还包括烧透SiNx减反射钝化层2，与电池基片1欧姆接触的前接触电极3；
其中，Si电池基片1包括P型区10和N型区11，而且Si电池基片的背面形成有P+背表面场13和背接触电极14；
SiNx减反射钝化层2包括3层膜结构，沿着电池基片1从下向上分别为第一层膜结构2-1，第二层膜结构2-2，第三层膜结构2-3；
其中，第一层膜结构2-1的厚度约为77nm，折射率为2.09；第二层膜结构2-2的厚度约为66nm，折射率为2.07；第三层膜结构2-3的厚度约为55nm，折射率为2.03；其中，每层膜结构增透减反射所针对的特定波段不同，下层膜结构主要针对长波增透，上层膜结构主要针对短波增透，第一层膜结构2-1针对750～950nm波长范围的光线，第二层膜结构2-2针对550～750nm波长范围的光线，第三层膜结构2-3针对400～550nm波长范围的光线，三层膜结构所针对的增透减反射波段涵盖了整个可见光波段，具有良好的增透防反射光学性能；
其中，3层膜结构均经过了退火处理，第一层膜结构2-1的退火温度为450度，第二层膜结构2-2的退火温度为500度，第三层膜结构2-3的退火温度为550度，退火处理既能够实现底层膜结构对Si电池基片1表面的钝化，退火温度的逐渐升高能够避免大量的H被退火时的高温逼出材料，保持了一定浓度的H为体钝化做准备。同时，材料的晶化率得到提高，避免了短波吸收，对光电转化效率的提高有一定的促进作用。
相应地，本发明的实施例还提供了针对上述太阳能电池结构的一种制备方法，所述制备方法包括制备电池基片和在所述电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层的步骤，如图4所示的流程图，在所述电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层包括：
S11，采用等离子体沉积技术，在第一工艺气体流量配比、第一压力的条件下，在所述电池基片上沉积所述SiNx减反射钝化层的第一层膜结构；
S12，在第一退火温度下，对所述第一层膜结构进行退火处理；
S13，在第二工艺气体流量配比，第二压力的条件下，在所述第一层膜结构上沉积第二层膜结构，使所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率；
其中，为了使第二层膜结构的折射率小于第一层膜结构，可以使第二工艺气体流量配比SiH4/NH3小于第一工艺气体流量配比SiH4/NH3，第二压力小于所述第一压力。
S14，在第二退火温度下，对所述第二层膜结构进行退火处理；
其中，所述第二退火温度大于所述第一退火温度；
…
S15，在第M(M为整数且M≥3)工艺气体流量配比，第M压力的条件下，在所述第M-1层膜结构上沉积第M层膜结构，使所述第M层膜结构的折射率小于所述M-1膜结构的折射率；
其中，为了所述第M层膜结构的折射率小于所述第M-1膜结构的折射率，可以使第M工艺气体流量配比SiH4/NH3小于第M-1工艺气体流量配比SiH4/NH3，第M压力小于第M-1压力。
S16，在第M退火温度下，对所述第M层膜结构进行退火处理。
其中，所述第M退火温度大于所述第M-1退火温度。
本发明实施例提供的太阳能电池结构的制备方法，通过工艺参数对SiNx减反射钝化层的每一层膜结构的折射率进行控制，使每层膜结构具有较好的针对特定波段增透减反射的光学性能，且每层膜结构增透减反射所针对的特定波段是不同的，从下向上依次降低，下层膜结构主要针对长波增透，上层膜结构主要针对短波增透，M层膜结构能够涵盖整个可见光波段，具有良好的增透防反射光学性能。而且通过退火处理，使每一层膜结构形成良好的表面钝化，又保留了足够的H为体钝化提供来源，同时减少了短波吸收，增加了光线的摄入，即本发明实施例提供的制备方法，同时优化了SiNx减反射钝化层的光学性能和钝化性能，从而进一步地提高了电池的光电转换效率。
本发明实施例中，采用等离子体薄膜沉积技术沉积减反射钝化层，工艺气体为SiH4和NH3，所述工艺气体流量配比SiH4/NH3指的是SiH4和NH3的流量比，其中流量的单位为sccm。研究发现，SiH4/NH3的值对于成膜的光学性能和钝化性能具有较大影响，通常情况下，在SiH4/NH3值较低时，所沉积的薄膜致密性较好，光学性能较好，在SiH4/NH3值较高时，所沉积的薄膜相对疏松，钝化性能较好。另外，在特定的工艺气体配比下，提高压力，能够增加样品表面H的滞留时间，改善钝化性能。因此，通过控制工艺气体配比SiH4/NH3，配合其他工艺参数如压力等，能够控制成膜的光学性能和钝化性能。
进一步地，本发明实施例提供的制备方法，在沉积减反射钝化层之前，还包括：
根据光学增透条件和每层所述膜结构增透减反射的特定波段获得每层所述膜结构对应的厚度和折射率范围；
根据每层所述膜结构对应的厚度和折射率范围设计每层膜结构的工艺参数。
由于减反射钝化层的每层膜结构的厚度h和折射需要满足光学增透公式，h＝(2k+1)λ/(4n)，其中，k＝0，1，2.......，且沿着电池基片1从下向上折射率n逐渐降低，λ为波长，而且每层膜结构需要针对特定波段光波的增透减反射，因此，在进行沉积之前，可预先根据光学增透公式和每层膜结构针对的特定波段，通过数值运算和模拟等获得每层所述膜结构对应的厚度和折射率范围，进而设定工艺参数进行薄膜的沉积，其中，工艺参数包括工艺气体流量配比和压力等。
另外，本发明实施例提供的制备方法，在每层膜结构沉积以后，下层膜沉积之前，对每层膜结构进行了退火处理。进行退火处理时，需要关闭等离子体激发功率，并在特定的工艺气体流量配比SiH4/NH3的条件下进行，也就是说，要在气体氛围中对每层膜结构进行退火处理，这样，退火时膜结构的物质成分会发生分子重排，以减少轰击缺陷或者结构缺陷，气氛中游离的H会在这时填补空位，提高分子结构的完整性，较少缺陷数量，获得良好的退火效果。
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明实施例提供的制备方法的技术方案，下面通过具体实施例并结合附图对本发明的实施例进行详细描述。这里要注意的是，以下的具体实施例只是为了描述本发明，但不限于本发明。
实施例三
本实施例为针对实施例一提供的太阳能电池结构的一种制备方法，如图5所示，其中，图5(a)为本实施例的工艺流程图，图5(b)为与图5(a)的工艺流程相对应的实施效果图，包括下列步骤：
S21，去除P型硅衬底表面损伤层，形成减反射表面结构及化学清洗。
本步骤的实施效果见S21′。
S22，在POCl3气氛中进行n型层的扩散。
即在P型的硅衬底表面形成n型层，从而制造出PN结，本步骤的实施效果见S22′。
S23，去除周边PN结。
本步骤，采用等离子体刻蚀硅片边缘，防止电池片正面背面导通，本步骤的实施效果见S23′。
通过S21至S23步骤，初始的电池基片制备完成，接下来，将在电池基片上沉积SiNx减反射钝化层。
S24，在电池基片上设置SiNx减反射钝化层的第一层膜结构SiNx-1。
本步骤分为两步进行，包括：
第一步，采用等离子体薄膜沉积技术，在第一工艺气体流量配比SiH4/NH3＝4，第一压力为70pa的条件下，在电池基片上沉积SiNx减反射钝化层的第一层膜结构SiNx-1。
本实施例中，工艺气体的总流量保持恒定，为3000sccm，即具体的，本步中，SiH4的流量为2400sccm，NH3的流量为600sccm。
其中，等离子体激发功率为1500瓦(W)，可以通过监控第一层膜结构SiNx-1的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约83nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第一退火温度下，对第一层膜结构SiNx-1进行退火处理。
进行退火处理时，改变了沉积第一层膜结构SiNx-1的工艺气体流量配比和压力，在第二工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.6，第二压力为60pa的条件下，对第一层膜结构SiNx进行退火处理。这样，一方面是为了与之后的工艺衔接紧密，不影响工艺效果，另一方面是为了改变该层的表面状态，适合下一层膜在其上沉积。其中第一退火温度为400度，退火时间为10秒钟。
经过本步骤，在电池基片上设置了SiNx减反射钝化层的第一层膜结构SiNx-1，本步骤的实施效果见S24′。
S25，在第一层膜结构SiNx-1上设置第二层膜结构SiNx-2。
和设置第一层膜结构的过程相同，本步骤也分为两步进行：
第一步，保持第一层膜结构的退火处理的工艺参数，开启等离子体激发功率，在第二工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.6，第二压力为60pa的条件下，沉积第二层膜结构SiNx-2。
具体的，SiH4的流量为2350sccm，NH3的流量为650sccm。
其中，等离子体激发功率为1500W，同样可以通过监控第二层膜结构SiNx-2的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约72nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第二退火温度下，对第二层膜结构SiNx-2进行退火处理。
在第三工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.2，第三压力为50pa的条件下，对第二层膜结构SiNx-2进行退火处理，退火温度升高，第二退火温度为450度，退火时间为10秒钟。
经过本步骤，在第一层膜结构SiNx-1上设置了SiNx减反射钝化层的第二层膜结构SiNx-2，本步骤的实施效果见S25′。
S26，在第二层膜结构SiNx-2上设置第三层膜结构SiNx-3。
同样，本步骤也分为两步进行：
第一步，保持第二层膜结构SiNx-2的退火处理的工艺参数，开启等离子体激发功率，在第三工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.2，第三压力为50pa的条件下，沉积第三层膜机构SiNx-3。
具体的，SiH4的流量为2285sccm，NH3的流量为715sccm。
其中，等离子体激发功率为1500W，同样可以通过监控第三层膜结构SiNx-3的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约60nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第三退火温度下，对第三层膜结构SiNx-3进行退火处理。
在第四工艺气体流量配比SiH4/NH3＝2.8，第四压力为40pa的条件下，对第三层膜结构SiNx-3进行退火处理，退火温度升高，第三退火温度为500度，退火时间为10秒钟。
经过本步骤，在第二层膜结构SiNx-2上设置了SiNx减反射钝化层的第三层膜结构SiNx-2，本步骤的实施效果见S26′。
S27，在第三层膜结构SiNx-3上沉积第四层膜结构SiNx-4。
同样，本步骤也分为两步进行：
第一步，保持第三层膜结构SiNx-3的退火处理的工艺参数，开启等离子体激发功率，在第四工艺气体流量配比SiH4/NH3＝2.8，第四压力为40pa的条件下，沉积第四层膜机构SiNx-4。
具体的，SiH4的流量为2210sccm，NH3的流量为790sccm。
其中，等离子体激发功率为1500W，同样可以通过监控第四层膜结构SiNx-3的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约50nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第四退火温度下，对第四层膜结构SiNx-2进行退火处理。
在第四工艺气体流量配比，第四压力的条件下，对第四层膜结构SiNx-4进行退火处理，退火温度升高，第四退火温度为550度，退火时间为10秒钟。
经过本步骤，在第三层膜结构SiNx-3上设置了SiNx减反射钝化层的第四层膜结构SiNx-4，本步骤的实施效果见S27′。
至此，减反射钝化层的四层膜结构全部制备完成。
之后，将进行丝网印刷正反面电极/背电场及电极烧结，形成前接触电极，背表面场和背接触电极等步骤，由于这些步骤与现有技术相同，这里不再详述。至此，整个电池制备完毕。
实施例四
本实施例为针对实施例二提供的太阳能电池结构的一种制备方法，如图6所示，包括下述步骤：
S31，去除P型硅衬底表面损伤层，形成减反射表面结构及化学清洗。
S32，在POCl3气氛中进行n型层的扩散。
S33，去除周边PN结。
本步骤，采用等离子体刻蚀硅片边缘，防止电池片正面背面导通。
通过S31至S33步骤，初始的电池基片制备完成，接下来，将在电池基片上沉积SiNx减反射钝化层。
S34，在电池基片上设置SiNx减反射钝化层的第一层膜结构SiNx-1。
本步骤分为两步进行，包括：
第一步，采用等离子体薄膜沉积技术，在第一工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.8，第一压力为65pa的条件下，在电池基片上沉积SiNx减反射钝化层的第一层膜结构。
本实施例中，工艺气体的总流量保持恒定，为3000sccm，即具体的，SiH4的流量为2375sccm，NH3的流量为625sccm。
其中，等离子体激发功率为1500瓦(W)，可以通过监控第一层膜结构SiNx-1的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约77nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第一退火温度下，对第一层膜结构SiNx-1进行退火处理。
进行退火处理时，改变了沉积第一层膜结构SiNx-1的工艺气体流量配比和压力，在第二工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.4，第二压力为55pa的条件下，对第一层膜结构SiNx-1进行退火处理。这样，一方面是为了与之后的工艺衔接紧密，不影响工艺效果，另一方面是为了改变该层的表面状态，适合下一层膜在其上沉积。其中第一退火温度为450度，退火时间为10秒钟。
经过本步骤，在电池基片上设置了SiNx减反射钝化层的第一层膜结构SiNx-1。
S35，在第一层膜结构SiNx-1上设置第二层膜结构SiNx-2。
和设置第一层膜结构的过程相同，本步骤也分为两步进行：
第一步，保持第一层膜结构的退火处理的工艺参数，开启等离子体激发功率，在第二工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3.4，第二压力为55pa的条件下，沉积第二层膜结构SiNx-2。
具体的，SiH4的流量为2320sccm，NH3的流量为680sccm。
其中，等离子体激发功率为1500W，同样可以通过监控第二层膜结构SiNx-2的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约66nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第二退火温度下，对第二层膜结构SiNx-2进行退火处理。
在第三工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3，第三压力为45pa的条件下，对第二层膜结构SiNx-2进行退火处理，退火温度升高，第二退火温度为500度，退火时间为10秒钟。
经过本步骤，在第一层膜结构SiNx-1上设置了SiNx减反射钝化层的第二层膜结构SiNx-2。
S36，在第二层膜结构SiNx-2上设置第三层膜结构SiNx-3。
同样，本步骤也分为两步进行：
第一步，保持第二层膜结构SiNx-2的退火处理的工艺参数，开启等离子体激发功率，在第三工艺气体流量配比SiH4/NH3＝3，第三压力为55pa的条件下，沉积第三层膜机构SiNx-3。
具体的，SiH4的流量为2250sccm，NH3的流量为750sccm。
其中，等离子体激发功率为1500W，同样可以通过监控第三层膜结构SiNx-3的厚度或者通过经验参数掌握沉积时间，当厚度达到约55nm时停止沉积，关闭等离子体激发功率。
第二步，在第三退火温度下，对第三层膜结构SiNx-3进行退火处理。
在第三工艺气体流量配比，第三压力的条件下，对第三层膜结构SiNx-3进行退火处理，退火温度升高，第三退火温度为550度，退火时间为10秒钟。
至此，减反射钝化层的三层膜结构全部制备完成。
之后，将进行丝网印刷正反面电极/背电场及电极烧结，形成前接触电极，背表面场和背接触电极等步骤，由于这些步骤与现有技术相同，这里不再详述。至此，整个电池制备完毕。
综上，本发明实施例提供的制备方法，能够通过工艺参数的改变和退火处理，优化了太阳能电池结构的减反射钝化层的光学性能和钝化性能，进而提高了电池的光电转换效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能电池结构，包括电池基片，所述电池基片的迎光面上设置有SiNx减发射钝化层，其特征在于，
所述SiNx减反射钝化层包括m(m为整数且m≥3)层SiNx膜结构；其中，
第一层膜结构设置在所述电池基片上，第二层膜结构设置在所述第一层膜结构上...第m层膜结构设置在第m-1层膜结构上；
所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率...所述第m层膜结构的折射率小于所述第m-1层膜结构的折射率。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述m为三或四。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池结构，其特征在于，
所述m为四；
所述第一层膜结构的折射率为2；
所述第二层膜结构的折射率为2.08；
所述第三层膜结构的折射率为2.05；
所述第四层膜结构的折射率为2.0。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池结构，其特征在于，
所述m为三；
所述第一层膜结构的折射率为2.09；
所述第二层膜结构的折射率为2.07；
所述第三层膜结构的折射率为2.03。
5.一种太阳能电池结构的制备方法，包括在电池基片迎光面上设置SiNx减反射钝化层的步骤，其特征在于，在所述电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层的方法包括：
采用等离子体沉积技术，在第一气体流量配比、第一压力的条件下，在所述电池基片上沉积所述SiNx减反射钝化层的第一层膜结构；
在第一退火温度下，对所述第一层膜结构进行退火处理；
在第二气体流量配比，第二压力的条件下，在所述第一层膜结构上沉积第二层膜结构，使所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率；
在第二退火温度下，对所述第二层膜结构进行退火处理；其中，所述第二退火温度大于所述第一退火温度；
...
在第M(M为整数且M≥3)气体流量配比，第M压力的条件下，在所述第M-1层膜结构上沉积第M层膜结构，使所述第M层膜结构的折射率小于所述M-1膜结构的折射率；
在第M退火温度下，对所述第M层膜结构进行退火处理；其中，所述第M退火温度大于所述第M-1退火温度。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述第二气体流量配比SiH4/NH3小于第一工艺气体流量配比SiH4/NH3，所述第二压力小于所述第一压力；
所述第M气体流量配比SiH4/NH3小于第M-1工艺气体流量配比SiH4/NH3，所述第M压力小于第M-1压力。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括：
预先根据光学增透条件和每层所述膜结构增透的特定波段获得每层所述膜结构对应的折射率和厚度范围；
根据每层所述膜结构对应的厚度和折射率范围设计每层膜结构的工艺参数。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述进行退火处理包括：
关闭等离子体激发功率，在特定的工艺气体流量配比的条件下，进行退火处理。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述M为四；
第一气体流量配比SiH4/NH3为4，第一压力为70帕(Pa)，第一退火温度为400度；
第二气体流量配比SiH4/NH3为3.6，第二压力为60Pa，第二退火温度为450度；
第三气体流量配比SiH4/NH3为3.2，第三压力为50Pa，第三退火温度为500度；
第四气体流量配比SiH4/NH3为2.8，第四压力为40Pa，第四退火温度为550度。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述M为三；
第一气体流量配比SiH4/NH3为3.8，第一压力为65Pa，第一退火温度为450度；
第二气体流量配比SiH4/NH3为3.4，第二压力为55Pa，第二退火温度为500度；
第三气体流量配比SiH4/NH3为3，第三压力为45Pa，第三退火温度为550度。
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