CN102610694A - 一种太阳电池双层减反射膜的制备方法 - Google Patents

一种太阳电池双层减反射膜的制备方法 Download PDF

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蔡济波
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Abstract

本发明公开了一种太阳电池双层减反射膜的制备方法，包括以下步骤：1）利用等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)在经过清洗并扩散形成PN结的晶体硅片上沉积一层氮化硅(Si3N4)薄膜；2）利用液相沉积方法（LPD）在氮化硅薄膜上沉积一层二氧化硅(SiO2)薄膜。本发明的有益效果是：使用简单的液相沉积生产设备，降低了生产成本，并且试验表明所制造的减反射膜的表面反射率低于1.5%，从而提高晶体硅太阳电池的转换效率。

Description

一种太阳电池双层减反射膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳电池减反射膜的制备方法，特别是一种用于晶体硅太阳电池的双层减反射膜的制备方法。
背景技术
制造晶体硅太阳电池，一般需要在太阳电池表面制作减反射膜。目前一般利用“等离子体增强化学气相沉积(PECVD)”方法在晶体硅太阳电池上表面沉积一层氮化硅(Si3N4)薄膜作为减反射膜，表面反射率大约为9％。所谓的“等离子体增强化学气相沉积(PECVD)”方法，是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，在基片上沉积出所期望的薄膜。
相对于单层减反射膜，也有双层或者多层减反射膜的制造技术。一般是利用“等离子体增强化学气相沉积(PECVD)”方法在晶体硅太阳电池上表面沉积不同折射率和厚度的氮化硅(Si3N4)薄膜。或者，在硅片上用热氧化的方法生长一层二氧化硅(SiO2)薄膜，然后在二氧化硅(SiO2)薄膜上再利用“等离子体增强化学气相沉积(PECVD)”方法沉积一层氮化硅(Si3N4)薄膜。但是，上述的双层或多层减反射膜制造技术，工艺过程复杂，对设备要求高，成本高，并且一般反射率大约为4％。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种太阳电池双层减反射膜的制备方法，以简化工艺、减少生产成本，减低表面反射率并提高晶体硅太阳电池的转换效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种太阳电池双层减反射膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用等离子体增强化学气相沉积方法在经过清洗并扩散形成PN结的晶体硅片上沉积一层氮化硅薄膜；
2)利用液相沉积方法在氮化硅薄膜上沉积一层二氧化硅薄膜。
所述的氮化硅薄膜的厚度为10nm～80nm，折射率为1.9～2.4；所述的二氧化硅薄膜的厚度为10nm～150nm，折射率为1.4～1.9。
本发明的有益效果是：
1)使用简单的液相沉积(LPD)生产设备，降低了生产成本。
2)试验表明所制造的减反射膜的表面反射率低于1.5％，从而提高了太阳电池的转换效率。
3)更合理的折射率组合，增加了晶体硅太阳电池光伏组件的的封装增益。这里的晶体硅太阳电池组件封装的折射率组合是：Si：3.84；Si3N4：1.9～2.4；SiO2：1.4～1.9；EVA：1.45；玻璃：1.51。
附图说明
图1是本发明太阳电池双层减反射膜的结构示意图。
其中：1-扩散PN结后的硅片，2-氮化硅薄膜，3-二氧化硅薄膜。
具体实施方式
为进一步揭示本发明的技术方案，现结合附图详细说明本发明的实施方式：如图1所示，双层减反射膜沉积的基片是经过清洗并扩散形成PN结的晶体硅片1。沉积形成双层减反射膜时，其具体步骤为：
1)利用“等离子体增强化学气相沉积(PECVD)”方法在经过清洗并扩散形成PN结的晶体硅片上1沉积一层氮化硅(Si3N4)薄膜2。
PECVD沉积氮化硅(Si3N4)薄膜，是在高频微波的作用下，使在350℃～400℃真空工艺腔中的氨(NH3)和硅烷(SiH4)分子剧烈的热运动、相互碰撞并发生电离。这些离子反应生成氮化硅(Si3N4)，其反应过程如下：
Figure BDA0000144083670000032
总反应：
Figure BDA0000144083670000033
在电场的作用下，氮化硅(Si3N4)沉积到表面温度为350℃～400℃的硅片表面，形成氮化硅(Si3N4)薄膜。所产生的副产物从衬底上解吸，随主气流由真空泵抽走。
2)利用“液相沉积(LPD)”方法在氮化硅薄膜2上沉积一层二氧化硅(SiO2)薄膜3。
液相沉积(LPD)从属于半导体生长工艺的液相外延技术。液相沉积二氧化硅(SiO2)薄膜，是采用过饱和的氟硅酸(H2SiF6)溶液，利用其和水的如下反应：
H2SiF6+H2O→SiO2+6HF
当H2SiF6的浓度增加或HF的浓度降低时，便发生SiO2的沉积。
步骤1)中沉积氮化硅(Si3N4)薄膜的厚度为10nm～80nm，折射率为1.9～2.4。
步骤2)中沉积二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度为10nm～150nm，折射率为1.4～1.9。
本发明的工艺过程简单，降低了生产成本，所制造的双层减反射膜，形成了二氧化硅(SiO2)薄膜的折射率为1.4～1.9、氮化硅(Si3N4)薄膜的折射率为1.9～2.4、硅片的折射率为3.84这样一个折射率阶梯递增的膜层结构。当光线从大气(折射率为1)射入太阳电池时，这个结构可以有效地减少各个界面的反射率，从而大幅度降低表面的反射率，使之低于1.5％。此外，这样膜层结构的太阳电池封装成组件后，可以增加封装增益。
以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种太阳电池双层减反射膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
       1）利用等离子体增强化学气相沉积方法在经过清洗并扩散形成PN结的晶体硅片上沉积一层氮化硅薄膜；
      2）利用液相沉积方法在氮化硅薄膜上沉积一层二氧化硅薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种太阳电池双层减反射膜的制备方法，其特征在于：所述的氮化硅薄膜的厚度为10nm～80nm，折射率为1.9～2.4；所述的二氧化硅薄膜的厚度为10nm～150nm, 折射率为1.4～1.9。
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