CN102723370B - 一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，为了解决目前太阳能电池领域减反膜减反效果差，减反光谱带窄的难题，所述用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜包括在硅基衬底太阳能电池PN结的迎光面发射极表面上依次沉积的多层光学减反钝化膜，多层膜的折射率由理论计算确定，膜层的厚度由光学薄膜设计软件TFCalc优化确定，所述多层光学减反钝化膜外设有EVA和玻璃；所述多层光学减反钝化膜中，各膜层折射率从基底材料向顶层材料递减，各膜层厚度由底层材料向顶层材料递增。本发明设计的膜体系无论是材料的折射率，还是膜层的厚度都满足光学薄膜设计的最佳匹配要求，因此大大拓宽了传统减反膜的低反射带区间，提高了太阳能电池的光电转换效率。

Description

一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜

技术领域

本发明属于半导体太阳能电池制造技术领域，具体涉及一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜。

背景技术

减反膜和钝化膜的制备技术是太阳能电池生产工艺中的关键技术之一。通过在太阳能电池表面沉积合适的减反膜和钝化膜，能够较大幅度的减少电池的光学损失和电学损失。

目前，常用的减反膜有SiNx、SiO₂、TiO₂以及Al₂O₃等, 其中热氧化制备的SiO₂体内存在大量固定正电荷，产生场效应钝化作用，降低硅片表面的缺陷密度，但是SiO₂对P型硅片钝化效果较差，热氧化的高温过程会严重降低体载流子的寿命（对多晶硅影响更大），折射率太低（n=1.4），光学减反效果很差，这些都影响了SiO₂的工业化应用。Al₂O₃的热稳定良好，对太阳光谱的可见光部分没有明显的吸收，特别适合于P型硅片表面的钝化，但其折射率只有1.65，也满足不了太阳能电池对折射率的要求。TiO₂和SiNx的折射率较高（TiO₂的折射率为2.35，SiNx的折射率为1.8~2.4），折射率虽然接近晶硅太阳能电池最佳单层光学减反膜的理论值，但是TiO₂没有表面钝化功能，因此其应用受到了限制。SiNx由于兼具表面钝化和体钝化的优点，目前，在太阳能电池工业得到了广泛的应用。虽然SiNx薄膜在减反和钝化方面都有较好的效果，但是作为单层减反膜，有着其固有的缺陷，即减反的光谱带宽较窄，只对中心波长有较好的减反效果，离中心波长越远，其减反效果越差。于是人们又发展了多层减反钝化膜体系。

目前，这些体系主要有SiNx_M/SiNx_L双层膜、SiNx/SiO₂双层膜、SiNx /TiO₂双层膜、SiO₂/TiO₂双层膜、α-Si/SiNx双层膜、SiNx_M/SiNx_L/SiO₂三层膜、SiO₂/α-Si / SiNx以及SiNx/ TiO₂/ SiO₂三层膜等等。这些多层膜体系一定程度上拓宽了减反的光谱范围，但是由于作为减反膜底层的膜材折射率都不高（折射率最高2.4）或者违反了光学薄膜的设计原则，不能达到光学薄膜设计上折射率匹配要求，所以它们拓宽减反射膜低反射带的能力有限，其减反效果不理想。

太阳能电池技术的发展对减反膜提出了越来越高的要求。因此开发出低成本减反效果优异的多层减反膜，并实现表面钝化对高效太阳能电池的发展是十分必要的。

发明内容

为了解决目前太阳能电池领域减反膜减反效果差，减反光谱带窄的难题，本发明旨在提供一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其结构特点是，包括在硅基衬底的太阳能电池PN结的迎光面的发射极表面上依次沉积的多层光学减反钝化膜，所述多层光学减反钝化膜外设有封装材料；所述多层光学减反钝化膜中，各膜层折射率由硅基衬底上的第一层膜开始而从下向上依次递减，各膜层厚度由硅基衬底上的第一层膜从下向上依次递增

所述多层光学减反钝化膜包括三层，其中底层为底层高折射率材料，折射率为2.9~3.2，厚度为38~48nm；中层中折射率材料，折射率为2.2~2.5，厚度为35~55nm；顶层低折射率材料，折射率为1.7~2.0，厚度为60~80nm。

底层高折射率材料之下的硅基衬底是掺P的N型Si，其折射率在Si材料光谱响应范围300~1100nm内为3.5~5.0，顶层低折射率材料之上的封装材料为EVA，EVA在参考波长λ₀=633nm处的折射率为n ₀ =1.43。

本发明所述的多层光学减反钝化膜满足条件：

则在下列k个波长处实现零反射：

其中n₀为入射介质折射率，n _s 为硅基衬底（1）的折射率，n₁,n₂,n₃... n_i-1, n_i表示相应膜层的折射率，其中n₁是顶层低折射率材料的折射率, k=i 。

本发明所述的多层光学减反钝化膜包括三层，三层膜层满足条件：

则在下列3个波长处实现零反射： 

2λ₀/3，λ₀，2λ₀

其中λ₀为参考波长，

各膜层的折射率计算公式为：

；

其中n₀为入射介质折射率，n₁表示顶层材料的折射率，n₂表示中层材料的折射率，n₃表示底层材料的折射率，n _s 为硅基衬底材料折射率。

所述高折射率材料为α-SiCx:H薄膜、非晶硅薄膜（α-Si:H）、微晶硅薄膜（μc-Si:H）和纳米晶薄膜（nc-Si:H）中的一种，其中α-SiCx:H薄膜为本征型或掺氮、磷、砷的N型，X值的可选范围为0.5~3.0，高折射率材料的折射率在2.9~3.2间可调

所述中折射率材料选用SiNx:H薄膜（或称SiNx_M）或TiOx薄膜，其中TiOx为纳米晶、非晶或者多晶态，Ti/O原子比为1、2、2/3或者3/5，SiNx:H中X值的可选范围为0.5~2.0，中折射率材料的折射率在2.2 ~2.5间可调。

所述低折射率材料为α-SiNx:H薄膜（或称SiNx_L），SiNx:H中X值的可选范围为0.5~2.0，低折射率材料的折射率1.7~2.0间可调。

根据本发明的实施例，作为几个优选组合，本发明三层膜层按照底层/中层/顶层的膜层体系为α-SiCx:H/SiNx_M/ SiNx_L、α-SiCx:H/TiOx/SiNx_L、α-Si:H/SiNx_M/SiNx_L、μc-Si:H/ SiNx_M/SiNx_L、nc-Si:H/SiNx_M/SiNx_L、α-Si:H/TiOx/SiNx_L、μc-Si:H/ TiOx/SiNx_L和nc-Si:H/TiOx/SiNx_L中的一种，其中SiNx_M表示折射率较高的氮化硅薄膜，SiNx_L表示折射率较低的氮化硅薄膜。

本发明确定多层膜的折射率后，考虑到AM1.5光源的光谱分布特征以及晶硅材料的内量子效率，通过光学薄膜设计软件TFCalc优化确定膜层厚度，得到最优的加权平均反射率。

本发明的三层膜系依据光学薄膜宽光谱低反射带的设计原理，依次沉积折射率递减的三层减反膜。所述三层减反膜的折射率和厚度分别为高折射率底层材料：n为2.9~3.2，厚度为28~48nm；中折射率的中层材料：n为2.2~2.5，d为35~55nm；低折射率的顶层材料：n为1.7~2.0，d为60~80nm。依据设计膜层的折射率，高折射率材料选用α-SiCx:H、α-Si:H、μc-Si:H或者nc-Si:H；中折射率材料选用α-SiNx:H或TiOx（可为纳米晶、非晶或单晶态）；低折射率材料选用α-SiNx:H。选用的材料不仅折射率满足设计要求，而且都具有良好的表面和体钝化效果。所述的多层膜体系均可采用PECVD制备，与常规的晶硅太阳能电池的制备工艺兼容。与传统的太阳能电池单层或双层减反膜相比，本发明设计的三层膜体系无论是材料的折射率，还是膜层的厚度都满足光学薄膜设计的最佳匹配要求，因此大大拓宽了传统减反膜的低反射带区间，提高了太阳能电池的光电转换效率。

以下以三层膜为例来进一步的阐述本发明的思想。

第一步：利用光学薄膜设计理论—遥减法确定多层膜的折射率。

遥减法的设计原则如下：

（1）所用膜层厚度均满足n _i d _i =l ₀ /4；

（2）规定各膜层折射率从基底材料折射率开始逐渐递减排列；

（3）如果满足条件：

则可以在下列k个波长处实现零反射：

如果是三层膜的话，折射率的计算公式为：

其中，n ₀ 为为入射介质折射率，此处为EVA（n ₀ =1.43），n _s 为硅基衬底材料折射率，此处为晶硅（n _s =3.93，取参考波长633nm处多晶硅的折射率）。

计算可得：三层膜的折射率分别为n ₁ =1.84，n ₂ =2.37， n ₃ =3.05；厚度分别为d ₁ =86nm，d ₂ =67nm，d ₃ =52nm。

第二步：利用光学薄膜设计软件TFCalc优化确定膜层厚度。

 遥减法从理论上确定了高折射率衬底上光学减反膜在全光谱带上具有最佳的减反效果。但是，实际应用中，由于Si基材料的太阳能光谱响应区间为300~1100nm，地面应用采用的太阳光谱为AM1.5，而且考虑到Si基材料的内量子效率，遥减法确定的折射率和厚度并不能达到最优的减反效果，所以需要利用光学薄膜设计软件TFCalc来优化多层膜的膜层厚度，达到最优的加权平均反射率。

目前，大多数的研究者由于很难找到折射率大于3.0的薄膜材料，而只能采用单层或双层膜体系。本发明采用的高折射率材料如α-SiCx:H具有钝化效果好，化学稳定性好，不吸收可见光和红外光，折射率在2.5~3.75间可调，导电导热性能好等优点，是一种绝佳的晶硅太阳能电池发射极的底层高折射率材料。

本发明设计的多层膜体系为三层膜，由底层高折射率且具有良好钝化效果的α-SiCx:H薄膜，中层中折射率的α-SiNx:H薄膜（SiNx_M），以及顶层低折射率材料α-SiNx:H薄膜（SiNx_L）组成。其中底层α-SiCx:H折射率范围为2.9~3.2，膜层厚度范围为28~48nm；中层SiNx_M的折射率范围为2.2~2.5，，膜层厚度范围为35~55nm；顶层SiNx_L的折射率范围为1.7~2.0，膜层厚度范围为60~80nm。

本发明的底层高折射率材料还可为α-Si:H、μc-Si:H以及nc-Si:H薄膜。α-Si:H、μc-Si:H以及nc-Si:H薄膜由于具有折射率3.0~4.2间可调，与晶硅太阳能电池工艺兼容，钝化效果好等优点也可用作太阳能电池的底层高折射率钝化层，但是也存在光吸收率较高，热稳定性差的缺点。本发明的中层中等折射率材料还可以为TiOx，TiOx的形态可为纳米晶、非晶或多晶态，Ti/O原子比可为1、2、2/3或者3/5。

因此，本发明的三层膜层体系的可选组合有：α-SiCx:H/ SiNx_M/ SiNx_L、α-SiCx:H/ TiOx/ SiNx_L、α-Si:H/ SiNx_M/ SiNx_L、μc-Si:H/ SiNx_M / SiNx_L、nc-Si:H/ SiNx_M/ SiNx_L、α-Si:H/ TiOx / SiNx_L、μc-Si:H/ TiOx / SiNx_L以及nc-Si:H/ TiOx / SiNx_L等。

本发明所述的三层减反钝化膜可以按照如下步骤制备：

1）在已完成PN结制作的硅基衬底正表面上沉积一层高折射率材料薄膜：α-SiCx:H、α-Si:H、μc-Si:H或者nc-Si:H。

2）在高折射率材料薄膜上沉积一层中折射率材料薄膜，中折射率材料薄膜为SiNx_M或TiOx。

3）在中折射率材料薄膜上沉积一层低折射率材料薄膜，低折射率材料薄膜为SiNx_L。

4）常规的丝网印刷和快速烧结后，用EVA和玻璃封装。

具体制备方法如下：

步骤1）：α-SiCx:H可采用磁控溅射法、射频溅射法、离子注入法、低压化学气相沉积法（LPCVD）、热丝化学气相沉积法（HWCVD）、等离子增强化学气相沉积法（PECVD）以及光化学气相沉积法制备，优选方法为PECVD法。α-Si:H、μc-Si:H以及nc-Si:H采用射频等离子增强化学气相沉积法（RF-PECVD）、甚高频等离子体增强化学气相沉积法（VHF-PECVD）、热丝化学气相沉积法(HW-CVD)以及喷射气相沉积法（JVD）等方法制备, 优选方法为PECVD法。

步骤2）：SiNx_M可采用直接氮化法、磁控反应溅射法、常压化学气相沉积法（APCVD）、低压化学气相沉积法（LPCVD）、等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）以及光化学气相沉积法（PCVD）等方法制备，优选方法为PECVD法。TiOx采用磁控溅射法、离子束辅助沉积法、PECVD法、电子束蒸发沉积法，化学气相沉积法以及溶胶-凝胶法等方法制备，优选方法为PECVD法。

步骤3）：SiNx_L可采用直接氮化法、磁控反应溅射法、常压化学气相沉积法（APCVD）、低压化学气相沉积法（LPCVD）、等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）以及光化学气相沉积法（PCVD）等方法制备, 优选方法为PECVD法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的三层减反钝化膜体系，所选膜层材料折射率和膜厚均满足光学薄膜设计的最佳匹配要求，因此大大拓宽了传统减反膜的低反射带区间。此外，需要特别说明的是，由于底层高折射率材料α-SiCx:H具备优异的钝化性能、透光性能和导电性能，它不仅起到一个表面钝化和体钝化作用，还起到一个高光透和收集电流的作用。因此，所设计的三层减反钝化膜体系能够提高晶硅太阳能电池的开路电压和短路电流，降低了串联电阻，使填充因子得到提高，从而最终使得电池的转换效率得到了有效的提高。

附图说明

图1是本发明所述的三层减反钝化膜体系结构示意图；

图2是应用本发明的晶硅太阳能电池的制备工艺流程图；

图3是本发明三层减反钝化膜体系的TFCalc模拟结果图。

在图中： 

1–硅基衬底；

2–高折射率材料薄膜（α-SiCx:H、α-Si:H、μc-Si:H或nc-Si:H薄膜）；

3–中折射率材料薄膜（致密的α-SiNx:H或TiOx薄膜）；

4–低折射率材料薄膜（较疏松的α-SiNx:H薄膜）；

曲线A-入射介质为EVA时本发明三层膜体系的反射率曲线；

曲线B-入射介质为空气时本发明三层膜体系的反射率曲线；

曲线C-入射介质为EVA时双层SiNx减反膜（理想双层SiNx结构）的反射率曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，包括在硅基衬底太阳能电池PN结的迎光面的发射极表面上依次沉积的三层光学减反钝化膜，多层膜的折射率由理论计算确定，膜层厚度由光学薄膜设计软件TFCalc优化确定，所述三层光学减反钝化膜外设有EVA和玻璃；所述三膜层折射率从基底材料向顶层材料递减，三膜层厚度由底层材料向顶层材料递增。

三层膜层按照底层/中层/顶层的膜层体系为α-SiCx:H / SiNx_M / SiNx_L，如图1所示，其中1为硅基衬底，2为α-SiCx:H薄膜，3为SiNx_M薄膜，4为SiNx_L薄膜。应用本发明三层膜体系的晶硅太阳能电池的制备工艺流程如图2所示。

三层膜的具体制备步骤和工艺如下：

1）H₂等离子预处理：在减反钝化薄膜PECVD制备之前，不通入SiH₄、CH₄、NH₃等工艺气体，只通入H₂, 并且保持其流量为8000~12000sccm，温度为200℃～500℃，射频功率为1500W～5000W，反应室气压为500~1500pa，时间50s～300s。射频产生的氢等离子对硅表面的悬挂键及体内的缺陷能起到很好的钝化作用。

2）高折射率材料α-SiCx:H薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、CH₄为源物质，以H₂或Ar为载气制备一层致密的氢化非晶碳化硅薄膜。其中，SiH₄流量为400～800sccm，CH₄流量为4000~8000sccm，射频频率为13.56MHz，射频功率为1500 W～5000W, 反应室的压力为400~1200Pa，沉积温度为200℃～500℃。制备的α-SiCx:H薄膜厚度为28~48nm，折射率为2.9~3.2。

3）中折射率材料SiNx_M薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、NH₃为源物质，N₂为载气制备一层致密的氢化非晶氮化硅薄膜。其中，SiH₄流量为500~1000sccm，NH₃的流量为1500～3500sccm，N₂的流量为4000~7000sccm，射频功率为1500 W～5000 W，反应室压力为500~1500pa，温度为200℃～500℃，反应室压力为500~1500pa，制备的SiNx_M薄膜厚度为35~55nm，折射率为2.2~2.5。

4）低折射率材料SiNx_L薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、NH₃和源物质，N₂为载气制备一层较疏松的氢化非晶氮化硅薄膜。其中，SiH₄流量为300~600sccm，NH₃的流量为3000～5000sccm，N₂的流量为4000~7000sccm，射频功率为1500 W～5000 W，反应室压力为1000~2000pa，温度为200℃～500℃，反应室压力为500~1500pa，制备的SiNx_M薄膜厚度为60~80nm，折射率为1.7~2.0。

图3是应用本三层减反钝化膜的TFCalc模拟结果图。图中：曲线A为入射介质为硅橡胶时的反射率曲线，此时的加权平均反射率为0.47%；曲线B为入射介质为空气时本发明三层膜体系的反射率曲线，此时的加权平均反射率为2.37%；曲线C为入射介质为硅橡胶时双层SiNx减反膜（双层SiNx薄膜理论最优结构）的反射率曲线，此时的加权平均反射率为1.86%。由此可见，采用本发明的三层减反钝化膜结构，减反效果比双层SiNx减反膜提高了1.39%。

实施例2：

一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，包括在硅基衬底太阳能电池PN结的迎光面的发射极表面上依次沉积的三层光学减反钝化膜，多层膜的折射率由理论计算确定，膜层厚度由光学薄膜设计软件TFCalc优化确定，，所述三层光学减反钝化膜外设有EVA和玻璃；所述三膜层折射率从基底材料向顶层材料递减，三膜层厚度由底层材料向顶层材料递增。

三层膜层按照底层/中层/顶层的膜层体系为α-SiCx:H / TiOx/ SiNx_L。

其制备步骤和方法如下：

1）H₂等离子预处理：在减反钝化薄膜PECVD制备之前，不通入SiH₄、CH₄、NH₃等工艺气体，只通入H₂, 并且保持其流量为8000~12000sccm，温度为200℃～500℃，射频功率为1500W～5000W，反应室气压为500~1500pa，时间50s～300s。射频产生的氢等离子对硅表面的悬挂键及体内的缺陷能起到很好的钝化作用。

2）高折射率材料α-SiCx:H薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、CH₄为源物质，以H₂或Ar为载气制备一层致密的氢化非晶碳化硅薄膜。其中，SiH₄流量为400～800sccm，CH₄流量为4000~8000sccm，射频频率为13.56MHz，射频功率为1500 W～5000W, 反应室的压力为400~1200Pa，沉积温度为200℃～500℃。制备的α-SiCx:H薄膜厚度为28~48nm，折射率为2.9~3.2。

3）中折射率材料TiO₂薄膜的制备：采用PECVD法，以四异丙基态酸脂TIPT(Ti[OCH(CH₃)₂]₄)为源物质，以O₂为载气制备一层致密的非晶TiO₂薄膜。其中，射频功率为20~500W，硅基衬底1偏压为-10~-500V，硅基衬底1温度50~500℃，反应室气压0.1~10Pa， O₂和Ti源的流量比为5~15。制备的TiO₂薄膜厚度为35~55nm，折射率为2.2~2.5。

4）低折射率材料SiNx_L薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、NH₃和源物质，N₂为载气制备一层较疏松的氢化非晶氮化硅薄膜。其中，SiH₄流量为300~600sccm，NH₃的流量为3000～5000sccm，N₂的流量为4000~7000sccm，射频功率为1500 W～5000 W，反应室压力为1000~2000pa，温度为200℃～500℃，反应室压力为500~1500pa，制备的SiNx_M薄膜厚度为60~80nm，折射率为1.7~2.0。

实施例3：

一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，包括在硅基衬底太阳能电池PN结的迎光面的发射极表面上依次沉积的三层光学减反钝化膜，多层膜的折射率由理论计算确定，膜层厚度由光学薄膜设计软件TFCalc优化确定，所述三层光学减反钝化膜外设有EVA和玻璃；所述三膜层折射率从基底材料向顶层材料递减，三膜层厚度由底层材料向顶层材料递增。

三层膜层按照底层/中层/顶层的膜层体系为μc-Si:H/ SiNx_M / SiNx_L。

其制备步骤和方法如下：

1）H₂等离子预处理：在减反钝化薄膜PECVD制备之前，不通入SiH₄、CH₄、NH₃等工艺气体，只通入H₂, 并且保持其流量为8000~12000sccm，温度为200℃～500℃，射频功率为1500W～5000W，反应室气压为500~1500pa，时间50s～300s。射频产生的氢等离子对硅表面的悬挂键及体内的缺陷能起到很好的钝化作用。

2）高折射率材料μc-Si:H薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄ 和H₂为源气体制备一层致密的氢化微晶硅薄膜。其中，射频频率为13.56MHz，本底真空2.0×10^-4以上，硅烷浓度为1%~10%，辉光功率为5~20W, 沉积气压为100~500Pa，硅基衬底1温度为150~500℃。制备的μc-Si:H薄膜厚度为28~48nm，折射率为2.9~3.2。

3）中折射率材料SiNx_M薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、NH₃和源物质，N₂为载气制备一层致密的氢化非晶氮化硅薄膜。其中，SiH₄流量为500~1000sccm，NH₃的流量为1500～3500sccm，N₂的流量为4000~7000sccm，射频功率为1500 W～5000 W，反应室压力为500~1500pa，温度为200℃～500℃，反应室压力为500~1500pa，制备的SiNx_M薄膜厚度为35~55nm，折射率为2.2~2.5。

4）低折射率材料SiNx_L薄膜的制备：采用PECVD技术，以SiH₄、NH₃和源物质，N₂为载气制备一层较疏松的氢化非晶氮化硅薄膜。其中，SiH₄流量为300~600sccm，NH₃的流量为3000～5000sccm，N₂的流量为4000~7000sccm，射频功率为1500 W～5000 W，反应室压力为1000~2000pa，温度为200℃～500℃，反应室压力为500~1500pa，制备的SiNx_M薄膜厚度为60~80nm，折射率为1.7~2.0。

本发明例举了上述优选的实施方式，但是应该说明，本领域的技术人员可以进行各种变化和改型。因此，除非这样的变化和改型偏离了本发明的思想范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，包括在硅基衬底(1)的太阳能电池PN结的迎光面的发射极表面上依次沉积的多层光学减反钝化膜，所述多层光学减反钝化膜外设有封装材料；所述多层光学减反钝化膜中，各膜层折射率由硅基衬底(1)上的第一层膜开始而从下向上依次递减，各膜层厚度由硅基衬底(1)上的第一层膜从下向上依次递增；其特征是，所述多层光学减反钝化膜满足条件：

$\frac{n_1}{n_0}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{n_3}{n_2}=\·\·\·=\frac{n_i}{n_{i-1}}=\frac{n_s}{n_i}$

则在下列k个波长处实现零反射：

$\frac{k+1}{2k}{\mathrm{\λ}}_0,\frac{k+1}{2(k-1)}{\mathrm{\λ}}_0,\frac{k+1}{2(k-2)}{\mathrm{\λ}}_0,\·\·\·\frac{k+1}{4}{\mathrm{\λ}}_0,\frac{k+1}{2}{\mathrm{\λ}}_0$

其中n₀为入射介质折射率，n_s为硅基衬底(1)的折射率，n₁,n₂,n₃...n_i-1,n_i表示相应膜层的折射率，其中n₁是顶层低折射率材料的折射率,k＝i，n_i表示第i层膜层的折射率。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，所述多层光学减反钝化膜包括三层，其中底层为底层高折射率材料，折射率为2.9～3.2，厚度为38～48nm；中层为中层中折射率材料，折射率为2.2～2.5，厚度为35～55nm；顶层为低折射率材料，折射率为1.7～2.0，厚度为60～80nm。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，底层高折射率材料之下的硅基衬底(1)是掺P的N型Si，其折射率在Si材料光谱响应范围300～1100nm内为3.5～5.0，顶层低折射率材料之上的封装材料为EVA，EVA在参考波长λ₀＝633nm处的折射率为n₀＝1.43。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，所述多层光学减反钝化膜包括三层，三层膜满足条件：

$\frac{n_1}{n_0}=\frac{n_2}{n_1}=\frac{n_3}{n_2}=\frac{n_s}{n_3}$

则在下列3个波长处实现零反射：

2λ₀/3，λ₀，2λ₀

其中，λ₀为参考波长，

各膜层的折射率计算公式为：

$n_1^4=n_0^3{n}_s,n_2^4=n_0^2{n}_s^2,n_3^4=n_0{n}_s^3.$

5.根据权利要求2或4所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，所述高折射率材料为α-SiCx:H薄膜、非晶硅薄膜α-Si:H、微晶硅薄膜μc-Si:H和纳米晶薄膜nc-Si:H中的一种，其中α-SiCx:H薄膜为本征型或掺氮、磷、砷的N型，X值的可选范围为0.5～3.0，高折射率材料的折射率在2.9～3.2间可调。

6.根据权利要求2或4所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，所述中折射率材料选用SiNx:H薄膜或TiOx薄膜，其中TiOx为纳米晶、非晶或者多晶态，Ti/O原子比为1、2、2/3或者3/5，SiNx:H中X值的可选范围为0.5～2.0，中折射率材料的折射率在2.2～2.5间可调。

7.根据权利要求2或4所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，所述低折射率材料为SiNx:H薄膜，SiNx:H中X值的可选范围为0.5～2.0，低折射率材料的折射率1.7～2.0间可调。

8.根据权利要求2或4所述的用于太阳能电池的宽光谱多层减反钝化膜，其特征是，三层膜层按照底层/中层/顶层的膜层体系为α-SiCx:H/SiNx_M/SiNx_L、α-SiCx:H/TiOx/SiNx_L、α-Si:H/SiNx_M/SiNx_L、μc-Si:H/SiNx_M/SiNx_L、nc-Si:H/SiNx_M/SiNx_L、α-Si:H/TiOx/SiNx_L、μc-Si:H/TiOx/SiNx_L和nc-Si:H/TiOx/SiNx_L中的一种，其中SiNx_M表示折射率较高的氮化硅薄膜，SiNx_L表示折射率较低的氮化硅薄膜。