CN102800737A - 一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法 - Google Patents

一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102800737A
CN102800737A CN201110134799XA CN201110134799A CN102800737A CN 102800737 A CN102800737 A CN 102800737A CN 201110134799X A CN201110134799X A CN 201110134799XA CN 201110134799 A CN201110134799 A CN 201110134799A CN 102800737 A CN102800737 A CN 102800737A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction chamber
flow
silicon chip
ammonia
silane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110134799XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102800737B (zh
Inventor
吴俊�
汪艳
张德磊
冯春暖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI SHENZHOU NEW ENERGY DEVELOPMENT Co Ltd
Original Assignee
SHANGHAI SHENZHOU NEW ENERGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI SHENZHOU NEW ENERGY DEVELOPMENT Co Ltd filed Critical SHANGHAI SHENZHOU NEW ENERGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority to CN201110134799.XA priority Critical patent/CN102800737B/zh
Publication of CN102800737A publication Critical patent/CN102800737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102800737B publication Critical patent/CN102800737B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，将硅片放入石英反应腔室，控制反应腔室的温度、压强设定在100Pa，向其中通入氮气并利用射频电源对硅片表面进行预处理15min，然后通入氨气和硅烷生长Si3N4层，最后通氮气降温即可。与现有技术相比，本发明通过在硅片表面沉积两层折射率不同的氮化硅薄膜提高电池的钝化效果，有效提升了太阳电池的光电转化效率；同时通过在硅片和上层高致密性氮化硅薄膜之前沉积高折射率的氮化硅薄膜，缓解了硅片和氮化硅薄膜的应力问题，降低了硅片在后续金属化和热处理过程中的翘曲度，有效提升了太阳电池的品质。

Description

一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳电池的制造领域，尤其是涉及一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法。
背景技术
为提高太阳电池光吸收和光生载流子的收集效率，在太阳电池制造过程中普遍采用PECVD的方法在电池表面沉积一层氮化硅薄膜。由于氮化硅薄膜和基体硅材料的热膨胀系数的差异，在后续的金属化过程中会造成电池片的翘曲，影响产品品质。一般采用适当降低氮化硅薄膜的致密性来降低氮化硅薄膜的热应力，但是，同时也会造成氮化硅薄膜钝化效果不明显，影响电池片光电转换效率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种缓解了硅片和氮化硅薄膜的应力问题，能够有效提高品质的晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将硅片放入石英反应腔室，控制反应腔室的温度为300℃，反应腔室内压强设定在100Pa，并向其中通入氮气；
(2)将反应腔室温度均匀升至450℃，稳定后关闭氮气，再通入流量为3L/min的氨气，打开反应腔室射频电源对硅片表面进行预处理15min；
(3)将氨气流量调整为800sccm，再通入流量为650sccm的硅烷，反应5min，在表面生长一层Si3N4层；
(4)将氨气流量调整为600sccm，硅烷流量调整到400sccm，反应10min，在表面再生长一层Si3N4层；
(5)关闭通入的硅烷和氨气，通入流量为5L/min的氮气，将反应腔室内压强恢复至标准大气压，待反应腔室降低至100℃以下，打开腔室取出硅片即可。
步骤(1)中所述的氮气的流量为5L/min。
步骤(2)中所述的射频电源的频率13.56MHz，功率为3000KW。
步骤(3)中所述的Si3N4层的厚度为20～40nm，硅烷和氨气的流量比为13∶16。
步骤(4)中所述的Si3N4层的厚度为60～70nm，硅烷和氨气的流量比为2∶3。
与现有技术相比，本发明通过在硅片表面沉积两层折射率不同的氮化硅薄膜，在保证薄膜光学厚度，不影响电池光吸收的情况下，通过在薄膜沉积前对硅片表面的预处理和采用高致密性的上层薄膜两种方式来提高电池的钝化效果，有效提升了太阳电池的光电转化效率；同时通过在硅片和上层高致密性氮化硅薄膜之前沉积高折射率的氮化硅薄膜，缓解了硅片和氮化硅薄膜的应力问题，降低了硅片在后续金属化和热处理过程中的翘曲度，有效提升了太阳电池的品质。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将硅片放入石英反应腔室，控制反应腔室的温度为300℃，反应腔室内压强设定在100Pa，控制氮气的流量为5L/min，向其中通入氮气；
(2)将反应腔室温度均匀升至450℃，稳定后关闭氮气，再通入流量为3L/min的氨气，打开反应腔室射频电源对硅片表面进行预处理15min，使用的射频电源的频率13.56MHz，功率为3000KW；
(3)将氨气流量调整为800sccm，再通入流量为650sccm的硅烷，反应5min，硅烷和氨气的流量比为13∶16，在表面生长一层厚度为30nm的Si3N4层；
(4)将氨气流量调整为600sccm，硅烷流量调整到400sccm，反应10min，硅烷和氨气的流量比为2∶3，在表面再生长一层厚度为65nm的Si3N4层；
(5)关闭通入的硅烷和氨气，通入5L/min的氮气，将反应腔室内压强恢复至标准大气压，待反应腔室降低至100℃以下，打开腔室取出硅片即可。
实施例2
一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将硅片放入石英反应腔室，控制反应腔室的温度为300℃，反应腔室内压强设定在100Pa，控制氮气的流量为5L/min，向其中通入氮气；
(2)将反应腔室温度均匀升至450℃，稳定后关闭氮气，再通入流量为3L/min的氨气，打开反应腔室射频电源对硅片表面进行预处理15min，使用的射频电源的频率13.56MHz，功率为3000KW；
(3)将氨气流量调整为800sccm，再通入流量为650sccm的硅烷，反应5min，硅烷和氨气的流量比为13∶16，在表面生长一层厚度为20nm的Si3N4层；
(4)将氨气流量调整为600sccm，硅烷流量调整到400sccm，反应10min，硅烷和氨气的流量比为2∶3，在表面再生长一层厚度为60nm的Si3N4层；
(5)关闭通入的硅烷和氨气，通入5L/min的氮气，将反应腔室内压强恢复至标准大气压，待反应腔室降低至100℃以下，打开腔室取出硅片即可。
实施例3
一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将硅片放入石英反应腔室，控制反应腔室的温度为300℃，反应腔室内压强设定在100Pa，控制氮气的流量为5L/min，向其中通入氮气；
(2)将反应腔室温度均匀升至450℃，稳定后关闭氮气，再通入流量为3L/min的氨气，打开反应腔室射频电源对硅片表面进行预处理15min，使用的射频电源的频率13.56MHz，功率为3000KW；
(3)将氨气流量调整为800sccm，再通入流量为650sccm的硅烷，反应5min，硅烷和氨气的流量比为13∶16，在表面生长一层厚度为40nm的Si3N4层；
(4)将氨气流量调整为600sccm，硅烷流量调整到400sccm，反应10min，硅烷和氨气的流量比为2∶3，在表面再生长一层厚度为70nm的Si3N4层；
(5)关闭通入的硅烷和氨气，通入5L/min的氮气，将反应腔室内压强恢复至标准大气压，待反应腔室降低至100℃以下，打开腔室取出硅片即可。
对实施例1～3制造得到的样品进行测试，样品制备及数据采集方法：
实验样品采用156mmx156mm的多晶硅片200片，经过清洗，表面织构化处理、扩散、去边缘结和去除表面磷硅玻璃后，将硅片分为四组：样品1、样品2、样品3，和参考样品，其中参考样品通过在实例1的条件下，经过步骤2后，省略步骤3，直接通过步骤4，将反应时间延长至12min，钝化膜厚度约为76nm。
四组样品采用相同的条件制备正、背面电极和金属化后进行检测，选用每组50组数据中间的40组数据的平均值来表征该组样品的性能。样品测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0000063117350000041

Claims (5)

1.一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将硅片放入石英反应腔室，控制反应腔室的温度为300℃，反应腔室内压强设定在100Pa，并向其中通入氮气；
(2)将反应腔室温度均匀升至450℃，稳定后关闭氮气，再通入流量为3L/min的氨气，打开反应腔室射频电源对硅片表面进行预处理15min；
(3)将氨气流量调整为800sccm，再通入流量为650sccm的硅烷，反应5min，在表面生长一层Si3N4层；
(4)将氨气流量调整为600sccm，硅烷流量调整到400sccm，反应10min，在表面再生长一层Si3N4层；
(5)关闭通入的硅烷和氨气，通入流量为5L/min的氮气，将反应腔室内压强恢复至标准大气压，待反应腔室降低至100℃以下，打开腔室取出硅片即可。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氮气的流量为5L/min。
3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的射频电源的频率13.56MHz，功率为3000KW。
4.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的Si3N4层的厚度为20～40nm，硅烷和氨气的流量比为13∶16。
5.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的Si3N4层的厚度为60～70nm，硅烷和氨气的流量比为2∶3。
CN201110134799.XA 2011-05-23 2011-05-23 一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法 Expired - Fee Related CN102800737B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110134799.XA CN102800737B (zh) 2011-05-23 2011-05-23 一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110134799.XA CN102800737B (zh) 2011-05-23 2011-05-23 一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102800737A true CN102800737A (zh) 2012-11-28
CN102800737B CN102800737B (zh) 2015-02-25

Family

ID=47199791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110134799.XA Expired - Fee Related CN102800737B (zh) 2011-05-23 2011-05-23 一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102800737B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103022256A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 中利腾晖光伏科技有限公司 晶体硅太阳能电池镀膜方法
CN103199154A (zh) * 2013-03-22 2013-07-10 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种双层减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法
CN103456838A (zh) * 2013-08-29 2013-12-18 东莞南玻光伏科技有限公司 太阳能电池钝化膜的制作方法及太阳能电池的制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270879A (ja) * 2001-03-14 2002-09-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2006332510A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
CN101527326A (zh) * 2009-03-02 2009-09-09 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种应用于冶金硅太阳电池的减反射膜及其制备方法
CN101834225A (zh) * 2010-04-14 2010-09-15 湖南红太阳新能源科技有限公司 晶体硅太阳能电池各色氮化硅膜制备方法
CN101989623A (zh) * 2009-08-07 2011-03-23 比亚迪股份有限公司 一种太阳能电池减反射膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270879A (ja) * 2001-03-14 2002-09-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2006332510A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
CN101527326A (zh) * 2009-03-02 2009-09-09 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种应用于冶金硅太阳电池的减反射膜及其制备方法
CN101989623A (zh) * 2009-08-07 2011-03-23 比亚迪股份有限公司 一种太阳能电池减反射膜及其制备方法
CN101834225A (zh) * 2010-04-14 2010-09-15 湖南红太阳新能源科技有限公司 晶体硅太阳能电池各色氮化硅膜制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103022256A (zh) * 2012-12-27 2013-04-03 中利腾晖光伏科技有限公司 晶体硅太阳能电池镀膜方法
CN103022256B (zh) * 2012-12-27 2015-04-22 中利腾晖光伏科技有限公司 晶体硅太阳能电池镀膜方法
CN103199154A (zh) * 2013-03-22 2013-07-10 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种双层减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法
CN103199154B (zh) * 2013-03-22 2016-06-01 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种双层减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法
CN103456838A (zh) * 2013-08-29 2013-12-18 东莞南玻光伏科技有限公司 太阳能电池钝化膜的制作方法及太阳能电池的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102800737B (zh) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109216473B (zh) 一种晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法
Ge et al. Optimisation of intrinsic a-Si: H passivation layers in crystalline-amorphous silicon heterojunction solar cells
CN110112243A (zh) 太阳能电池的背面钝化结构及其制备方法
CN102903764A (zh) 一种晶体硅太阳能电池三层氮化硅减反射膜及其制备方法
CN103531658A (zh) 一种三氧化二铝薄膜的原子层沉积制备方法
CN102339872A (zh) 一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜及其制备方法
CN102856174A (zh) 氮化硅的膜制备方法、具有氮化硅膜的太阳能电池片及其制备方法
CN103160803A (zh) 石墨舟预处理方法
WO2015076678A1 (en) Passivation stack on a crystalline silicon solar cell
CN102222733A (zh) 双层氮化硅减反射膜制备方法
CN102185012A (zh) 镀氮化硅减反射膜的方法
CN107154437A (zh) 太阳能电池减反射膜的制备方法
CN108695408A (zh) 一种管式pecvd沉积氮化硅叠层减反射膜工艺
CN110190156A (zh) TOPCon电池表面钝化设备及钝化方法
CN102800737B (zh) 一种晶体硅太阳电池钝化膜的制备方法
CN102505101B (zh) 碳纤维表面C/Si复合涂层的制备方法
CN102903785A (zh) 一种采用增氢钝化提高太阳能电池片转换效率的方法
CN106449783A (zh) 多晶硅太阳能电池高效多层减反射膜及其制备方法
CN101820019B (zh) 制造薄膜太阳能电池的硅基薄膜沉积方法
CN102260857B (zh) 一种晶硅表面镀膜及其制备方法
CN103066132B (zh) 一种用于太阳能电池的双层氮化硅减反射膜及其制备方法
CN103413868A (zh) 一种晶硅太阳能电池多层膜制备工艺
CN101931022A (zh) 晶体硅太阳能电池的制备方法
CN102254960A (zh) 一种晶体硅太阳能电池p型硅表面的钝化层及其制备方法
CN209880634U (zh) 太阳能电池背面钝化结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Ma Xianfang

Inventor after: Zhao Yuxue

Inventor after: Feng Chunnuan

Inventor after: Zhang Zhongwei

Inventor after: Ruan Zhongli

Inventor after: Shi Lei

Inventor before: Wu Jun

Inventor before: Wang Yan

Inventor before: Zhang Delei

Inventor before: Feng Chunnuan

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WU JUN WANG YAN ZHANG DELEI FENG CHUNNUAN TO: MA XIANFANG ZHAO YUXUE FENG CHUNNUAN ZHANG ZHONGWEI RUAN ZHONGLI SHI LEI

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150225

Termination date: 20200523