CN107316919A - 晶硅电池片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶硅电池片的制造方法，其中，所述的制造方法包括管式PECVD镀膜步骤，所述的管式PECVD镀膜步骤包括在管式PECVD中进行N2O处理和至少两次的氮化硅层镀膜，在第一次氮化硅层镀膜之后进行所述的N2O处理，所述的晶硅电池片在烧结后无发白现象且具有抗PID性能。采用了该发明中的晶硅电池片的制造方法，在保持膜厚折射率不变的情况下，将原来的单层SiNx膜变更为双层或多层SiNx膜(内层高折射率SiN1，外层低折射率SiN2)，同时在SiN1之后加入N2O对表面进行氧化吹扫清洁，不仅可以解决烧结后发白问题，同时由于N2O本身也具有氧化能力，也带来抗PID功能提升的附加效益。
Description
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池技术领域，尤其涉及制造方法，具体是指一种晶硅电池片的制造方法。
背景技术
随着行业水平的不断进步，客户对产品抗PID质量要求也越来越高。从最初的PECVD高折射率抗PID法，到N2O预处理抗PID法，再到目前主流的刻蚀后O3氧化抗PID法(即刻蚀后硅片表面覆盖一层O3氧化层)。目前O3氧化抗PID法，可以大幅提高行业抗PID可靠性，但也引入烧结后发白新问题，同时因为这种外观差异无法在PECVD镀膜后辨识，给制造企业排查和解决过程带来很大困扰。
相比常规色斑，烧结后发白无法在PECVD进行外观辨别，这给制造企业排查带来很大困扰。同时，由于此问题仅能在印刷后的成品电池才能被发现，故一般只能作降级处理，给企业带来经济损失。
因此，需要一种晶硅电池片的制造方法用于解决晶硅电池片在烧结后的发白现象且提高抗PID性能。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够解决晶硅电池烧结后外观发白同时增强抗PID性能的晶硅电池片的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的晶硅电池片的制造方法包括管式PECVD镀膜步骤，所述的管式PECVD镀膜步骤包括在管式PECVD中进行N2O处理和至少两次的氮化硅层镀膜，在第一次氮化硅层镀膜之后进行所述的N2O处理，所述的晶硅电池片在烧结后无发白现象且具有抗PID性能。
较佳地，所述的N2O处理为吹扫氮化硅层以形成N2O氧化层。
较佳地，所述的N2O处理中的工艺参数包括：功率5000～6500w，压力1600～2500mtorr，流量3000～6000sccm，占空比2～5/10～50，时间30～90s。
较佳地，所述的第一次氮化硅层镀膜时的工艺参数包括：厚度10～25nm，折射率2.2～2.25，工艺压力1600～2000mtorr。
较佳地，所述的N2O处理之后进行第二次氮化硅层镀膜。
较佳地，所述的N2O处理之后进行第二次氮化硅层镀膜和第三次氮化硅层镀膜。
较佳地，所述的第二次氮化硅层镀膜之后进行N2O处理和第三次氮化硅层镀膜。
较佳地，所述的第二次氮化硅层镀膜时的工艺参数包括：厚度50～65nm，折射率2.05～2.15，工艺压力1600～2000mtorr。
较佳地，所述的管式PECVD镀膜步骤之前包括在刻蚀步骤之后的O3氧化处理步骤。
较佳地，所述的管式PECVD镀膜步骤之后包括丝网印刷步骤。
采用了该发明中的晶硅电池片的制造方法，有效解决了O3氧化抗PID产生的烧结后发白问题，创造性地发现该问题与O3氧化层及SiNx膜致密性匹配有关。本发明提供了一种可靠解决烧结后发白现象的晶硅电池片的制造方法，在保持膜厚折射率不变的情况下，将原来的单层SiNx膜变更为双层或多层SiNx膜(内层高折射率SiN1，外层低折射率SiN2)，同时在SiN1之后加入N2O对表面进行氧化吹扫清洁，不仅可以解决烧结后发白问题，同时由于N2O本身也具有氧化能力，也带来抗PID功能提升的附加效益。
附图说明
图1为本发明晶硅电池片的制造方法的具体实施例。
图2为现有技术中具有烧结后发白异常外观的晶硅电池片。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的晶硅电池片的制造方法包括管式PECVD镀膜步骤，所述的管式PECVD镀膜步骤包括在管式PECVD中进行N2O处理和至少两次的氮化硅层镀膜，在第一次氮化硅层镀膜之后进行所述的N2O处理，所述的晶硅电池片在烧结后无发白现象且具有抗PID性能。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的N2O处理为吹扫氮化硅层以形成N2O氧化层。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的N2O处理中的工艺参数包括：功率5000～6500w，压力1600～2500mtorr，流量3000～6000sccm，占空比2～5/10～50，时间30～90s。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的第一次氮化硅层镀膜时的工艺参数包括：厚度10～25nm，折射率2.2～2.25，工艺压力1600～2000mtorr。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的N2O处理之后进行第二次氮化硅层镀膜。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的N2O处理之后进行第二次氮化硅层镀膜和第三次氮化硅层镀膜。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的第二次氮化硅层镀膜之后进行N2O处理和第三次氮化硅层镀膜。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的第二次氮化硅层镀膜时的工艺参数包括：厚度50～65nm，折射率2.05～2.15，工艺压力1600～2000mtorr。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的管式PECVD镀膜步骤之前包括在刻蚀步骤之后的O3氧化处理步骤。
在本发明提供的一种具体实施方式中，所述的管式PECVD镀膜步骤之后包括丝网印刷步骤。
对于解决O3氧化抗PID产生的烧结后发白问题，申请人经过试验摸索和排查创造性地发现，主要与O3氧化层及SiNx膜致密性匹配有关，通常O3氧化层或SiNx致密性越高出现烧结后发白概率越大。源头上，因为要保证产品抗PID性能，O3氧化层成膜速率或厚度可调性空间较小，只能从PECVD工序作为突破口。申请人通过近半年的系统性排查及大量实验验证，得出一种最佳可靠性方法。即：保持膜厚折射率不变的情况下，将原来的单层SiNx膜变更为双层SiNx膜(内层高折射率SiN1，外层低折射率SiN2)，同时在SiN1和SiN2之间加入N2O对表面进行氧化吹扫清洁。通过验证，此方法不仅可以解决烧结后发白问题，同时由于N2O本身也具有氧化能力，也带来抗PID功能提升的附加效益。
常规工艺与本发明提供的工艺流程对比：
常规O3氧化抗PID工艺流程(易产生烧结后发白问题)：制绒→清洗→扩散→刻蚀→O3氧化→管式PECVD镀膜(单层SiNx)→丝网印刷→分检；
本发明提供的O3氧化抗PID工艺流程(解决烧结后发白问题)：制绒→清洗→扩散→刻蚀→O3氧化→管式PECVD镀膜(SiN1+N2O处理+SiN2或SiN1+SiN2+N2O+SIN3处理或SiN1+N2O处理+SiN2+SiN3)→丝网印刷→分检。
本发明提供的O3氧化抗PID工艺流程中，SiN1：厚度10～25nm，高折射率2.2～2.25，工艺压力1600～2000mtorr，其他参数不变；SiN2：厚度50～65nm，低折射率2.05～2.15，工艺压力1600～2000mtorr，其他参数不变；N2O处理：功率5000～6500w，压力1600～2500mtorr，流量3000～6000sccm，占空比2-5/10-50，时间30～90s。优选地，SiN1：厚度18nm，高折射率2.23，工艺压力1800mtorr，其他参数不变；SiN2：厚度57nm，低折射率2.08，工艺压力1800mtorr，其他参数不变；N2O预处理：功率6500w，压力2200mtorr，流量4500sccm，占空比5/30，时间45s。
N2O处理本质是在SiNx低膜厚情况下，提前通过高频电源辉光放电使N2O分子形成离子态并获得充足的能量，这些高能量电子会对硅片表面进行撞击起到一定清洁作用去除杂质，同时碰撞过程中会使气体分子活化形成另一种N2O氧化层。镀膜过程中，工艺压力1600～2000mtorr主要目的是通过降低炉内真空度，进一步从成膜致密性带来更佳的匹配性，完美的解决烧结后发白问题。选择两个SiNx膜层间加入N2O主要是兼顾PID和烧结后发白两个问题，SiNx未形成前加入N2O会破坏O3氧化层，从而PID失效；SiNx完全形成后加入N2O不能完全达到消除烧结后发白目的，从而治标不治本。另外，膜层间加入N2O预处理形成的N2O氧化层，与前期O3氧化层产生抗PID叠加效应，进一步增强产品可靠性。
采用了该发明中的晶硅电池片的制造方法，有效解决了O3氧化抗PID产生的烧结后发白问题，创造性地发现该问题与O3氧化层及SiNx膜致密性匹配有关。本发明提供了一种可靠解决烧结后发白现象的晶硅电池片的制造方法，在保持膜厚折射率不变的情况下，将原来的单层SiNx膜变更为双层或多层SiNx膜(内层高折射率SiN1，外层低折射率SiN2)，同时在SiN1之后加入N2O对表面进行氧化吹扫清洁，不仅可以解决烧结后发白问题，同时由于N2O本身也具有氧化能力，也带来抗PID功能提升的附加效益。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (10)
1.一种晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的制造方法包括管式PECVD镀膜步骤，所述的管式PECVD镀膜步骤包括在管式PECVD中进行N2O处理和至少两次的氮化硅层镀膜，在第一次氮化硅层镀膜之后进行所述的N2O处理，所述的晶硅电池片在烧结后无发白现象且具有抗PID性能。
2.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的N2O处理为吹扫氮化硅层以形成N2O氧化层。
3.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的N2O处理中的工艺参数包括：功率5000～6500w，压力1600～2500mtorr，流量3000～6000sccm，占空比2～5/10～50，时间30～90s。
4.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的第一次氮化硅层镀膜时的工艺参数包括：厚度10～25nm，折射率2.2～2.25，工艺压力1600～2000mtorr。
5.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的N2O处理之后进行第二次氮化硅层镀膜。
6.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的N2O处理之后进行第二次氮化硅层镀膜和第三次氮化硅层镀膜。
7.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的第二次氮化硅层镀膜之后进行N2O处理和第三次氮化硅层镀膜。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的第二次氮化硅层镀膜时的工艺参数包括：厚度50～65nm，折射率2.05～2.15，工艺压力1600～2000mtorr。
9.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的管式PECVD镀膜步骤之前包括在刻蚀步骤之后的O3氧化处理步骤。
10.根据权利要求1所述的晶硅电池片的制造方法，其特征在于，所述的管式PECVD镀膜步骤之后包括丝网印刷步骤。
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