CN102339871B - 适用于rie绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体硅太阳能电池工艺技术领域，尤其是一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法。这种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，包括底层SiO2薄膜，在底层SiO2薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiO2薄膜。这种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，包括：(1)、在硅片绒面用干氧氧化方法生长一层SiO2薄膜；(2)、采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜；(3)、采用PECVD的方法沉积一层SiO2薄膜。本发明能够有效钝化RIE制绒晶体硅电池，使电池的开路电压提升3-5mV，转换效率提升0.2％-0.4％。
Description
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池工艺技术领域，尤其是一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法。
背景技术
当前晶体硅太阳能电池生产中，一般采用PECVD方法生长单层SiNx薄膜作为正面钝化层及减反膜，具有降低表面反射以及表面钝化、体钝化作用。但SiNx沉积在硅片表面后，界面缺陷密度较高，相对于SiO2表面钝化效果较差。同时，利用RIE方法制备的绒面其表面损伤严重，表面复合速率大，因此单层SiNx薄膜作为正面钝化层应用于RIE绒面效果不理想。
此外，高效晶体硅太阳能电池研发一般采用SiO2/SiNx双层薄膜作为正面钝化层，其中SiO2、SiNx分别采用干氧氧化、PECVD的方法生长。SiO2薄膜能够有效降低Si-SiO2的界面缺陷态密度，应用于RIE绒面具有良好的表面钝化效果；SiNx薄膜中含有大量的以N-H键和Si-H键存在的氢，烧结过程中氢从N-H键、Si-H键中释放出来，然后扩散进入电池内，起到体钝化的作用。然而热氧化SiO2薄膜的折射率为1.46，而PECVD沉积SiNx薄膜的折射率较高，约为2.05±0.05，也就是说SiO2/SiNx双层薄膜结构作为正面减反膜不利于太阳能电池的光吸收。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种能够有效提高RIE制绒晶体硅太阳能电池的开路电压及短路电流，达到提升转换效率的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，包括底层SiO2薄膜，所述的底层SiO2薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiO2薄膜。
本发明所述的中间层SiNx薄膜和表层SiO2薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SiO2薄膜的厚度为5-20nm。
本发明所述的底层SiO2薄膜折射率为1.46，中间层SiNx薄膜的折射率为2.0-2.3，表层SiO2薄膜的折射率为1.5-1.8。
一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，具有如下步骤：(1)、晶体硅太阳能电池扩散及去PSG工艺后，用干氧氧化方法在硅片绒面生长一层SiO2薄膜，氧气流量为0.5-8slm，氧化温度为650-900℃，氧化时间为5-50min；(2)、采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜，硅烷和氨气流量比为1∶3，沉积温度为350-450℃，射频功率为3000W，反应压强为3×10-2Pa；(3)、采用PECVD的方法沉积一层SiO2薄膜，硅烷和一氧化二氮流量比为1∶2.5，沉积温度为300-400℃，射频功率为1000W。
本发明所述的中间层SiNx薄膜和表层SiO2薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SiO2薄膜的厚度为5-20nm。
本发明所述的底层SiO2薄膜折射率为1.46，中间层SiNx薄膜的折射率为2.0-2.3，表层SiO2薄膜的折射率为1.5-1.8。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，方法操作方便，具有以下优点：(1)、热氧化的SiO2薄膜能够有效饱和表面悬挂键，降低其与硅片的界面态密度；(2)、SiNx薄膜内具有很高的正电荷密度，在硅片表面形成内建电场，降低表面的电子或空穴浓度，从而降低载流子复合速率；(3)、表层低折射率的SiO2薄膜能够进一步降低表面反射率，增加电池的光吸收。
综合作用下，能够有效钝化RIE制绒晶体硅电池，使电池的开路电压提升3-5mV，转换效率提升0.2％-0.4％。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的剖面图。
图中1.表层SiO2薄膜，2.中间层SiNx薄膜，3.底层SiO2薄膜。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，包括底层SiO2薄膜，所述的底层SiO2薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiO2薄膜。
适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法，在RIE制绒晶体硅太阳能电池经正常的扩散及去PSG工艺后，首先用干氧氧化的方法在洁净的硅片绒面生长一层厚度为5-20nm的SiO2层，折射率约为1.46，氧气流量为0.5-8slm，氧化温度为650-900℃，氧化时间为5-50min；接着采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜，折射率范围为2.0-2.3，其中硅烷、氨气流量比为1∶3，沉积温度为350-450℃，射频功率为3000W，反应压强为3×10-2Pa；最后同样采用PECVD的方法沉积一层SiO2薄膜，折射率范围为1.5-1.8，其中硅烷、一氧化二氮流量比为1∶2.5，沉积温度为300-400℃，射频功率为1000W。PECVD方法沉积的SiNx、SiO2薄膜的总厚度约为100-150nm，其中SiNx薄膜厚度为50-90nm。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，其特征在于：包括底层SiO2薄膜，所述的底层SiO2薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiO2薄膜；
所述的中间层SiNx薄膜和表层SiO2薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SiO2薄膜的厚度为5-20nm；
所述的底层SiO2薄膜折射率为1.46，中间层SiNx薄膜的折射率为2.0-2.3，表层SiO2薄膜的折射率为1.5-1.8。
2.一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，其特征在于：具有如下步骤：（1）、晶体硅太阳能电池扩散及去PSG工艺后，用干氧氧化方法在硅片绒面生长一层SiO2薄膜，氧气流量为0.5-8slm，氧化温度为650-900℃，氧化时间为5-50min；（2）、采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜，硅烷和氨气流量比为1：3，沉积温度为350-450℃，射频功率为3000W，反应压强为3×10-2Pa；（3）、采用PECVD的方法沉积一层SiO2薄膜，硅烷和一氧化二氮流量比为1：2.5，沉积温度为300-400℃，射频功率为1000W。
3.根据权利要求2所述的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，其特征在于：所述的中间层SiNx薄膜和表层SiO2薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SiO2薄膜的厚度为5-20nm。
4.根据权利要求2所述的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，其特征在于：所述的底层SiO2薄膜折射率为1.46，中间层SiNx薄膜的折射率为2.0-2.3，表层SiO2薄膜的折射率为1.5-1.8。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cai Wenhao Inventor after: Gao Jifan Inventor before: Cai Wenhao |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Solar photovoltaic industry park Tianhe Road 213031 north of Jiangsu Province, Changzhou City, No. 2 Patentee after: TRINA SOLAR Co.,Ltd. Address before: Solar photovoltaic industry park Tianhe Road 213031 north of Jiangsu Province, Changzhou City, No. 2 Patentee before: trina solar Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Solar photovoltaic industry park Tianhe Road 213031 north of Jiangsu Province, Changzhou City, No. 2 Patentee after: trina solar Ltd. Address before: 213031, No. 2, Tianhe Road, Xinbei Industrial Park, Jiangsu, Changzhou Patentee before: CHANGZHOU TRINA SOLAR ENERGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |