CN102931283B - 一种高效晶体硅太阳电池背面钝化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高效晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)将已刻蚀的硅片反插入PECVD石墨舟，送入PECVD炉管；(2)对炉管抽真空；(3)对炉管进行预处理；(4)压力测试；(5)沉积第一层氮氧化硅膜，温度为460℃，氨气流量为2.5~3.8slm，硅烷流量为1100~1800sccm，一氧化二氮流量为500~800sccm,射频功率6000瓦，持续时间2~5min；(6)氮气5slm吹扫30s，抽真空至80mTorr，沉积第二层氮化硅膜，温度为465℃，氨气流量为5~8slm，硅烷流量为700~950sccm，射频功率6000瓦，持续时间3min；(7)氮气吹扫冷却。本发明背面钝化设备可以使用产线任意镀减反射膜设备完成，不增加额外设备成本，背面镀上光滑介质膜后增加光在内部的反射，减少光的流失，提升电池短路电流。

Description

一种高效晶体硅太阳电池背面钝化的方法
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池背面钝化工艺的方法，主要应用于晶体硅电池转化效率提升方面，具体地说是一种高效晶硅电池背面钝化的方法。
背景技术
太阳能是人类最主要的可再生资源。太阳能以其独具的优势，其开发利用最终解决常规能源特别是化石能源短缺、环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类立项的替代能源。
光伏晶硅电池是一种把光能转化成电能的器件，其转化效率成为该器件最重要的指标。晶硅太阳能电池的效率取得重要的提高的一种方法是对背面进行钝化，热氧化技术通过使表面晶化而降低了太阳电池的表面态密度，使太阳能电池的复合速率可以在100cm/s以下PECVD钝化技术通过氮化硅钝化膜中的H来钝化硅片表面悬挂键，而使低温钝化技术得以实现，SiN背面钝化的两种结构是PERC和PERL。这两种电池在新南威尔士大学研究室的效率可以分别达到22.3%和23.5%。
发明内容
本发明的目的是针对目前电池转化效率低的问题提出一种新型背面钝化技术提高电池转化效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高效晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)将已刻蚀的硅片反插入PECVD石墨舟，使电池片发射极面不被镀膜，送入PECVD炉管；
(2)对炉管抽真空，保持炉内温度420℃，压力80mTorr，时间为4min；
(3)对炉管进行预处理，温度升至450℃，氮气流量为5slm进行吹扫，后抽真空至压力为1600mTorr并保持3min；
(4)压力测试，保证设备内部压力50mTorr恒定，保持0.2~0.5min；
(5)沉积第一层氮氧化硅膜，温度为460℃，氨气流量为2.5~3.8slm，硅烷流量为1100~1800sccm，一氧化二氮流量为500~800sccm,射频功率6000瓦，持续时间2~5min；
(6)氮气5slm吹扫30s，抽真空至80mTorr，沉积第二层氮化硅膜，温度为465℃，氨气流量为5~8slm，硅烷流量为700~950sccm，射频功率6000瓦，持续时间3min；
(7)氮气吹扫冷却，温度为420℃，氮气流量为6~10slm，压力为10000mTorr，吹扫时间7~10min。
本发明步骤(5)中，沉积第一层氮氧化硅膜使用氨气流量为3.6slm,硅烷流量为1200sccm，一氧化氮流量为500sccm,射频功率6000瓦，沉积时间为2.5min。
本发明步骤(6)中沉积第二层氮化硅膜使用氨气流量为7.8slm，硅烷流量为780sccm，射频功率6000瓦，沉积时间为3min。
本发明的有益效果：本发明背面钝化设备可以使用产线任意镀减反射膜设备完成，不增加额外设备成本，背面镀上光滑介质膜后增加光在内部的反射，减少光的流失，提升电池短路电流。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1。一种高效晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)将已刻蚀的硅片反插入PECVD石墨舟，使电池片发射极面不被镀膜，送入PECVD炉管；(2)对炉管抽真空，保持炉内温度420℃，压力80mTorr，时间为4min；(3)对炉管进行预处理，温度升至450℃，氮气流量为5slm进行吹扫，后抽真空至压力为1600mTorr并保持3min；(4)压力测试，保证设备内部压力50mTorr恒定，保持0.35min；(5)沉积第一层氮氧化硅膜，温度为460℃，氨气流量为2.7slm，硅烷流量为1100sccm，一氧化二氮流量为800sccm,射频功率6000瓦，持续时间5min；(6)氮气5slm吹扫30s，抽真空至80mTorr，沉积第二层氮化硅膜，温度为465℃，氨气流量为6slm，硅烷流量为950sccm，射频功率6000瓦，持续时间3min；(7)氮气吹扫冷却，温度为420℃，氮气流量为6slm，压力为10000mTorr，吹扫时间10min。
实施例2。一种高效晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)将已刻蚀的硅片反插入PECVD石墨舟，使电池片发射极面不被镀膜，送入PECVD炉管；(2)对炉管抽真空，保持炉内温度420℃，压力80mTorr，时间为4min；(3)对炉管进行预处理，温度升至450℃，氮气流量为5slm进行吹扫，后抽真空至压力为1600mTorr并保持3min；(4)压力测试，保证设备内部压力50mTorr恒定，保持0.48min；(5)沉积第一层氮氧化硅膜，温度为460℃，氨气流量为3.6slm，硅烷流量为1600sccm，一氧化二氮流量为500sccm,射频功率6000瓦，持续时间2.5min；(6)氮气5slm吹扫30s，抽真空至80mTorr，沉积第二层氮化硅膜，温度为465℃，氨气流量为7.8slm，硅烷流量为780sccm，射频功率6000瓦，持续时间3min；(7)氮气吹扫冷却，温度为420℃，氮气流量为8slm，压力为10000mTorr，吹扫时间7min。

Claims (3)

1.一种晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)将已刻蚀的硅片反插入PECVD石墨舟，使硅片发射极面不被镀膜，送入PECVD炉管；
(2)对炉管抽真空，保持炉内温度420℃，压力80mTorr，时间为4min；
(3)对炉管进行预处理，温度升至450℃，氮气流量为5000sccm进行吹扫，后抽真空至压力为1600mTorr并保持3min；
(4)压力测试，保证设备内部压力50mTorr恒定，保持0.2～0.5min；
(5)沉积第一层氮氧化硅膜，温度为460℃，氨气流量为2500～3800sccm，硅烷流量为1100～1800sccm，一氧化二氮流量为500～800sccm,射频功率6000瓦，持续时间2～5min；
(6)氮气5000sccm吹扫30s，抽真空至80mTorr，沉积第二层氮化硅膜，温度为465℃，氨气流量为5000～8000sccm，硅烷流量为700～950sccm，射频功率6000瓦，持续时间3min；
(7)氮气吹扫冷却，温度为420℃，氮气流量为6000～10000sccm，压力为10000mTorr，吹扫时间7～10min。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于步骤(5)中，沉积第一层氮氧化硅膜使用氨气流量为3600sccm,硅烷流量为1200sccm，一氧化氮流量为500sccm,射频功率6000瓦，沉积时间为2.5min。
3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池背面钝化的方法，其特征在于步骤(6)中沉积第二层氮化硅膜使用氨气流量为7800sccm，硅烷流量为780sccm，射频功率6000瓦，沉积时间为3min。
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