CN103296094A - 一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多晶硅太阳电池减反射膜，它包括三层膜，第一层膜为热氧化法生长的二氧化硅膜，第二层为在二氧化硅膜上沉积的氮氧化硅膜，第三层为在氮氧化硅膜上沉积的第二层氮氧化硅膜，二氧化硅膜厚度为8-12nm，折射率为2.1-2.3，第一层氮氧化硅膜厚度为15-25nm，折射率为1.9-2.0，第三层氮氧化硅膜厚度为30-50nm，折射率为1.7-1.9。该三层减反射膜能大幅度降低膜表面反射率，二氧化硅层具有高损伤阈值和优良的光学性能，氮氧化硅具有氮化硅和氧化硅的优良特性，因此，能够很好地提高光学转换效率。

Description

一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法
 
技术领域
   本发明涉及多晶硅太阳电池的制备技术领域，具体是一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法。
背景技术
太阳能电池发展的主要趋势是高转换效率和低成本。为了提高电池的转换效率，降低电池表面的光反射，增加光的有效吸收是十分必要的。采用减反射膜以降低电池表面对光的反射损失，即是一种提高转化率和降低成本的方法。
在多晶硅太阳能电池的生产工艺中，常用的减反射层材料由SiO2、SiNx、ITO等。晶体硅电池行业目前普遍采用PEVCD制备SiNx和SiO2作为减反射膜。PEVC等离子体增强化学气相沉积是利用辉光放电的作用产生电子，而这些电子经过与反应气体分子的碰撞而形成等离子体，通过一定的温度、压强等在样品表面经过复杂的物理化学反应而形成等离子体，通过一定的温度、压强等在样品表面经过复杂的物理化学反应而形成固体薄膜。通过选用不同的减反射材料和不同的沉积层数相互配合，达到最佳的减反射效果，并最终提高电池片的光电转换效率。为了更好的提高减反射膜与可见光波段内太阳光的光学匹配度，同时考虑平衡钝化和短波吸收之间的矛盾，双层膜或者多层膜结构今年来逐渐成为研究热点，并开始规模化应用于晶体硅太阳能电池的生产中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种多晶硅太阳电池减反射膜，其特征在于它包括三层膜，第一层膜为热氧化法生长的二氧化硅膜，第二层为在二氧化硅膜上沉积的氮氧化硅膜，第三层为在氮氧化硅膜上沉积的第二层氮氧化硅膜，所述的二氧化硅膜厚度为8-12nm，折射率为2.1-2.3，所述的第一层氮氧化硅膜厚度为15-25nm，折射率为1.9-2.0，所述的第三层氮氧化硅膜厚度为30-50nm，折射率为1.7-1.9。
一种多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，该制备方法依次经过下述常规工序：清洗、制绒、制结和刻蚀，在氧气气氛中进行热氧化生长二氧化硅膜，然后通过等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化硅膜上沉积氮氧化硅膜，再通过等离子体增强化学气相沉积方法在氮氧化硅膜上沉积第二层氮氧化硅膜，得到多晶硅太阳能电池减反射膜。
所述的热氧化生成二氧化硅膜的工艺条件为：通入氮气流量为15-30L/min，氧气流量为20-35L/min，温度为600-750℃，反应时间20-30min。
所述的热氧化生成二氧化硅膜的工艺条件为：通入氮气流量为20L/min，氧气流量为32L/min，温度为700℃，反应时间25min。
所述的沉积第一层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度430℃，氨气流量2.4-3.1L/min，硅烷流量10-15L/min，笑气流量5-6.3L/min，压力为0.3KPa，射频功率4000瓦，持续时间4-5min。
所述的沉积第一层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度430℃，氨气流量2.5L/min，硅烷流量12L/min，笑气流量5.7L/min，压力为0.3KPa，射频功率4000瓦，持续时间4min。
所述的沉积第二层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度450℃，氨气流量6-8L/min，硅烷流量20-27L/min，笑气流量3.2-5.4L/min，压力为1.6KPa，射频功率4000瓦，持续时间5-8min。
所述的沉积第二层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度450℃，氨气流量7L/min，硅烷流量24L/min，笑气流量4.6L/min，压力为1.6KPa，射频功率4000瓦，持续时间6min。
本发明的有益效果：本发明多晶硅太阳电池减反射膜由三层膜构成，依次是二氧化硅膜、折射率较大的氮氧化硅膜和折射率较小的氮氧化硅膜，该三层减反射膜能大幅度降低膜表面反射率，二氧化硅膜具有高损伤阈值和优良的光学性能，氮氧化硅具有氮化硅和氧化硅的优良特性，因此，能够很好地提高光学转换效率。
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
一种多晶硅太阳电池减反射膜，其特征在于它包括三层膜，一层膜为热氧化法生长的二氧化硅膜，第二层为在二氧化硅膜上沉积的氮氧化硅膜，第三层为在氮氧化硅膜上沉积的第二层氮氧化硅膜，得到多晶硅太阳能电池减反射膜。
一种多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，该制备方法依次经过下述常规工序：清洗、制绒、制结和刻蚀，在氧气气氛中进行热氧化生长二氧化硅膜，工艺条件为：通入氮气流量为20L/min，氧气流量为32L/min，温度为700℃，反应时间25min，得到厚度为10nm、折射率为2.2的二氧化硅膜；然后通过等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化硅膜上沉积氮氧化硅膜，工艺条件为：温度430℃，氨气流量2.5L/min，硅烷流量12L/min，笑气流量5.7L/min，压力为0.3KPa，射频功率4000瓦，持续时间4min，得到厚度为18nm、折射率为2.0的氮氧化硅膜；再通过等离子体增强化学气相沉积方法在氮氧化硅膜上沉积第二层氮氧化硅膜，工艺条件为：温度450℃，氨气流量7L/min，硅烷流量24L/min，笑气流量4.6L/min，压力为1.6KPa，射频功率4000瓦，持续时间6min，得到厚度为40nm、折射率为1.8的氮氧化硅膜。
实施例2
一种多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，该制备方法依次经过下述常规工序：清洗、制绒、制结和刻蚀，在氧气气氛中进行热氧化生长二氧化硅膜，工艺条件为：通入氮气流量为30L/min，氧气流量为20L/min，温度为600℃，反应时间30min，得到厚度为8nm、折射率为2.3的二氧化硅膜；然后通过等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化硅膜上沉积氮氧化硅膜，工艺条件为：温度430℃，氨气流量3.1L/min，硅烷流量15L/min，笑气流量6.3L/min，压力为0.3KPa，射频功率4000瓦，持续时间5min，得到厚度为25nm、折射率为1.9的氮氧化硅膜；再通过等离子体增强化学气相沉积方法在氮氧化硅膜上沉积第二层氮氧化硅膜，工艺条件为：温度450℃，氨气流量8L/min，硅烷流量27L/min，笑气流量3.2L/min，压力为1.6KPa，射频功率4000瓦，持续时间8min，得到厚度为50nm、折射率为1.7的氮氧化硅膜。

Claims (8)

1.一种多晶硅太阳电池减反射膜，其特征在于它包括三层膜，第一层膜为热氧化法生长的二氧化硅膜，第二层为在二氧化硅膜上沉积的氮氧化硅膜，第三层为在氮氧化硅膜上沉积的第二层氮氧化硅膜，所述的二氧化硅膜厚度为8-12nm，折射率为2.1-2.3，所述的第一层氮氧化硅膜厚度为15-25nm，折射率为1.9-2.0，所述的第三层氮氧化硅膜厚度为30-50nm，折射率为1.7-1.9。
2.一种多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，该制备方法依次经过下述常规工序：清洗、制绒、制结和刻蚀，在氧气气氛中进行热氧化生长二氧化硅膜，然后通过等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化硅膜上沉积氮氧化硅膜，再通过等离子体增强化学气相沉积方法在氮氧化硅膜上沉积第二层氮氧化硅膜，得到多晶硅太阳能电池减反射膜。
3.根据权利要求2所述的多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，其特征在于所述的热氧化生成二氧化硅膜的工艺条件为：通入氮气流量为15-30L/min，氧气流量为20-35L/min，温度为600-750℃，反应时间20-30min。
4.根据权利要求3所述的多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，其特征在于所述的热氧化生成二氧化硅膜的工艺条件为：通入氮气流量为20L/min，氧气流量为32L/min，温度为700℃，反应时间25min。
5.根据权利要求2所述的多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，其特征在于所述的沉积第一层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度430℃，氨气流量2.4-3.1L/min，硅烷流量10-15L/min，笑气流量5-6.3L/min，压力为0.3KPa，射频功率4000瓦，持续时间4-5min。
6.根据权利要求5所述的多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，其特征在于所述的沉积第一层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度430℃，氨气流量2.5L/min，硅烷流量12L/min，笑气流量5.7L/min，压力为0.3KPa，射频功率4000瓦，持续时间4min。
7.根据权利要求2所述的多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，其特征在于所述的沉积第二层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度450℃，氨气流量6-8L/min，硅烷流量20-27L/min，笑气流量3.2-5.4L/min，压力为1.6KPa，射频功率4000瓦，持续时间5-8min。
8.根据权利要求7所述的多晶硅太阳电池减反射膜的制备方法，其特征在于所述的沉积第二层氮氧化硅膜的工艺条件为：温度450℃，氨气流量7L/min，硅烷流量24L/min，笑气流量4.6L/min，压力为1.6KPa，射频功率4000瓦，持续时间6min。
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