CN114134482A - 一种晶硅太阳能电池pecvd背膜优化工艺 - Google Patents
一种晶硅太阳能电池pecvd背膜优化工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114134482A CN114134482A CN202111409579.3A CN202111409579A CN114134482A CN 114134482 A CN114134482 A CN 114134482A CN 202111409579 A CN202111409579 A CN 202111409579A CN 114134482 A CN114134482 A CN 114134482A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- deposition
- silicon oxynitride
- oxynitride film
- silicon
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 39
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000013386 optimize process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 58
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/308—Oxynitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
本发明提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：对晶体硅片进行恒温处理，然后在所述晶体硅片的背面上依次沉积氮氧化硅膜和氮化硅膜；所述氮氧化硅膜和所述氮化硅膜的沉积方式分别独立地为PECVD；形成所述氮氧化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12‑18)；所述优化工艺通过控制形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比，实现了氮氧化硅膜的快速沉积，有效缩短了沉积时间，提高了生产效率，并且使形成的背膜膜色更加均匀；同时还提升了特气的利用率，具有较高的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺。
背景技术
随着高效太阳电池研发的不断推进，优质的表面钝化已成为高转换效率太阳电池不可或缺的，近年来，钝化发射区背面电池(PERC)技术得到了广泛关注，PERC即钝化发射极背面接触电池是一种发射极与背面双面钝化的太阳电池。
PERC电池一般的工艺流程有以下步骤：制绒→扩散→SE激光→氧化→刻蚀(去PSG)→退火→背膜→正膜→背膜激光开槽→丝网印刷→烧结→光注入或电注入→测试分拣。其中镀膜工艺是PERC电池产线工艺中及其重要的一环。电池片在生产过程中，需要在正面镀一层减反膜，降低光的反射，增强光的吸收。在背面镀一层钝化膜，一般钝化膜是通过钝化硅表面的悬挂键来降低表面的复合速率从而起到表面钝化或者体钝化的作用。同时其高折射率可以增强背面的反射率进一步提升电池效率，可以说钝化膜的好坏直接影响到太阳能电池的性能。
目前行业内背面普遍采用的技术是氧化铝加氮化硅的叠层钝化技术，即通过在电池片背表面沉积一层氧化铝，然后再使用等离子化学气相沉积法PECVD在背面镀一层SiNx薄膜，对氧化铝层起保护作用；同时，这层SiNx薄膜还能提高少子寿命，增加对长波的反射，对光进行充分利用，增加硅片对长波的吸收，显著提高开路电压和短路电流，极大地提高了电池的转换效率。氧化铝介质膜在与硅或者二氧化硅界面处具有一层高浓度的负电荷，可以增加P型硅中多子浓度，降低少子浓度，从而降低表面速率。
CN113293358A公开了一种PECVD提高氧化铝背膜钝化效果的制备方法，在制绒、扩散、正激光、碱抛、后氧化的晶体硅片用管式PECVD沉积，PECVD沉积过程安如下步骤进行，步骤一、制备氧化铝膜；步骤二、进行第一次预清理；步骤三、制备氮氧化硅膜；步骤四、进行第二次预先清理；步骤五、制备氮化硅膜。在镀氮化硅膜和氮氧化硅膜前添加一次预清理，在每次镀膜前添加可以有效的减少镀膜过程中的污染，并生成更纯净的SiNx膜，SiOxNy膜。但传统的制备方法中，氧化铝的使用也伴随着许多问题，例如氧化铝本身的不稳定性，沉积速率慢，良率较低，均匀性难以稳定把控等，同时沉积氧化铝工艺中常常使用三甲基铝作为特气，耗材成本很高，且该气体易燃易爆炸，存在不稳定的安全隐患。而且氧化铝本身的折射率较低，通常需要叠加多层氮化硅结构，对膜的均匀性提供了更高的要求。
CN113013267A公开了一种太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件，该太阳能电池包括依次层叠设置的电池基片、氧化硅钝化膜、氮氧化硅钝化膜和氮化硅钝化膜，氧化硅钝化膜的厚度范围为11-100nm；氮氧化硅钝化膜的厚度范围为20-110nm；氮化硅钝化膜的厚度范围为60-160nm，该钝化层虽规避了AlOx钝化层，但其镀膜时间较长，降低了生产效率。
因此，如何在保证钝化效果的基础上优化背面钝化工艺，缩短整个工艺的时间成为当前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺可有效缩短沉积时间，提升钝化效果，具有较高的经济效益。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：
对晶体硅片进行恒温处理，然后在所述晶体硅片的背面上依次沉积氮氧化硅膜和氮化硅膜；
所述氮氧化硅膜和所述氮化硅膜的沉积方式分别独立地为PECVD；
形成所述氮氧化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12-18)，例如1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17或1:18等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述优化工艺通过控制形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比，实现了氮氧化硅膜的快速沉积，有效缩短了沉积时间，使形成的背膜膜色更加均匀，保持反射率的一致性，进一步提升了对太阳光的吸收能力，从而提升太阳能电池光电转换效率；此外还提升了特气的利用率，具有较高的经济效益。
形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比对沉积速率影响较大，同时也是提高成膜质量的关键。若脉冲比过小，会导致工艺时间偏长，生产效率低；若脉冲比过大，则会反应比较激烈，成膜均匀性较差。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述恒温处理的温度为450-560℃，例如450℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃或560℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述恒温处理的时间为700-1100s，例如700s、750s、800s、850s、900s、950s、1000s、1050s或1100s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述氮氧化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜。
作为本发明优选的技术方案，所述钝化炉内的温度维持在450-560℃，例如450℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃或560℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述钝化炉内的压力维持为200-300Pa，例如200Pa、220Pa、240Pa、260Pa、280Pa或300Pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述SiH4的流量为2-10L/min，例如2L/min、3L/min、4L/min、5L/min、6L/min、7L/min、8L/min、9L/min或10L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述NH3的流量为3-10L/min，例如3L/min、4L/min、5L/min、6L/min、7L/min、8L/min、9L/min或10L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述N2O的流量为5-20L/min，例如5L/min、6L/min、7L/min、8L/min、9L/min、10L/min、12L/min、13L/min、14L/min、15L/min、16L/min、18L/min或20L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一沉积的时间为30-700s，例如30s、50s、70s、100s、150s、200s、250s、300s、350s、400s、450s、500s、550s、600s、650s或700s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述氮氧化硅膜的厚度为20-80nm，例如20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm或80nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，形成的氮氧化硅膜的厚度对最终的钝化效果具有一定的影响。若厚度过薄，会影响电池片转换效率；若厚度过厚，则会导致电池片颜色不一致，镀氧化层过后会导致电池片激光开窗困难。合理的SION薄膜有利于提升电池片的转换效率。
作为本发明优选的技术方案，所述氮化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜。
作为本发明优选的技术方案，所述钝化炉内的温度维持在450-560℃，例如450℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃或560℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述钝化炉内的压力维持为200-300Pa，例如200Pa、220Pa、240Pa、260Pa、280Pa或300Pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述SiH4的流量为2-10L/min，例如2L/min、3L/min、4L/min、5L/min、6L/min、7L/min、8L/min、9L/min或10L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述NH3的流量为3-10L/min，例如3L/min、4L/min、5L/min、6L/min、7L/min、8L/min、9L/min或10L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第二沉积的时间为200-600s，例如200s、250s、300s、350s、400s、450s、500s、550s或600s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，形成所述氮化硅膜的过程中，脉冲为1:(12-18)，例如1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17或1:18等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述氮化硅膜的厚度为30-100nm，例如30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，形成的氮化硅膜的厚度同样对最终的钝化效果具有一定的影响。厚度过薄，会影响电池片转换效率；厚度过厚，电池片颜色不一致，镀氧化层过后导致电池片激光开窗困难。
作为本发明优选的技术方案，所述优化工艺包括以下步骤：
在450-560℃的条件下对晶体硅片进行恒温处理700-1100s；
然后向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜；所述第一沉积过程中，钝化炉内的温度维持在450-560℃，压力维持为200-300Pa，SiH4的流量为2-10L/min，NH3的流量为3-10L/min，N2O的流量为5-20L/min，脉冲比为1:(12-18)，沉积30-700s，形成厚度为20-80nm的氮氧化硅膜；
接着，向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜；所述第二沉积过程中，钝化炉内的温度维持在450-560℃，压力维持为200-300Pa，SiH4的流量为2-10L/min，NH3的流量为3-10L/min，脉冲比为1:(12-18)，沉积200-600s，形成厚度为30-100nm的氮化硅膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述优化工艺通过控制形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比，实现了氮氧化硅膜的快速沉积，较传统工艺(约为50min)有效缩短了沉积时间，使形成的背膜膜色更加均匀，保持反射率的一致性，提升了钝化效果，进一步提升了对太阳光的吸收能力，从而提升太阳能电池光电转换效率；此外还使特气的利用率提升40％以上，具有较高的经济效益。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：
在500℃的条件下对晶体硅片进行恒温处理720s；；
然后向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜；所述第一沉积过程中，钝化炉内的温度维持在500℃，压力维持为250Pa，SiH4的流量为6L/min，NH3的流量为6L/min，N2O的流量为10L/min，脉冲比为1:13，沉积400s，形成厚度为40nm的氮氧化硅膜；
接着，向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜；所述第二沉积过程中，钝化炉内的温度维持在500℃，压力维持为250Pa，SiH4的流量为8L/min，NH3的流量为5L/min，脉冲比为1:14，沉积450s，形成厚度为70nm的氮化硅膜。
实施例2：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：
在450℃的条件下对晶体硅片进行恒温处理1000s；
然后向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜；所述第一沉积过程中，钝化炉内的温度维持在450℃，压力维持为200Pa，SiH4的流量为2L/min，NH3的流量为8L/min，N2O的流量为12L/min，脉冲比为1:12，沉积200s，形成厚度为20nm的氮氧化硅膜；
接着，向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜；所述第二沉积过程中，钝化炉内的温度维持在450℃，压力维持为200Pa，SiH4的流量为2L/min，NH3的流量为3L/min，脉冲比为1:12，沉积200s，形成厚度为30nm的氮化硅膜。
实施例3：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：
在560℃的条件下对晶体硅片进行恒温处理900s；
然后向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜；所述第一沉积过程中，钝化炉内的温度维持在560℃，压力维持为300Pa，SiH4的流量为10L/min，NH3的流量为10L/min，N2O的流量为20L/min，脉冲比为1:18，沉积700s，形成厚度为80nm的氮氧化硅膜；
接着，向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜；所述第二沉积过程中，钝化炉内的温度维持在560℃，压力维持为300Pa，SiH4的流量为10L/min，NH3的流量为10L/min，脉冲比为1:18，沉积600s，形成厚度为100nm的氮化硅膜。
实施例4：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺参照实施例2中的优化工艺，区别仅在于：制备氮氧化硅膜的过程中，沉积150s，形成厚度为10nm的氮氧化硅膜。
实施例5：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺参照实施例3中的优化工艺，区别仅在于：制备氮氧化硅膜的过程中，沉积800s，形成厚度为95nm的氮氧化硅膜。
实施例6：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺参照实施例2中的优化工艺，区别仅在于：制备氮化硅膜的过程中，沉积170s，形成厚度为20nm的氮氧化硅膜。
实施例7：
本实施例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺参照实施例3中的优化工艺，区别仅在于：制备氮氧化硅膜的过程中，沉积800s，形成厚度为110nm的氮氧化硅膜。
通过将实施例2-3和实施例4-7进行对比可知，无论是氮氧化硅膜过薄还是氮化硅膜过薄，均会导致电池片转换效率降低；无论是氮氧化硅膜过厚还是氮化硅膜过厚，均会导致电池片颜色不一致，镀氧化层过后致使电池片激光开窗困难。
对比例1：
本对比例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺参考实施例2中的优化工艺，区别仅在于：脉冲比为1：10。
对比例2：
本对比例提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺参考实施例3中的优化工艺，区别仅在于：脉冲比为1：20。
将实施例2-3与对比例1-2进行对比可知，制备氮氧化硅膜的过程中，当脉冲比过大，电池片膜沉积较快；脉冲比过小，电池片膜沉积速度较慢。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述优化工艺通过控制形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比，实现了氮氧化硅膜的快速沉积，较传统工艺(约为50min)有效缩短了沉积时间(缩短13min以上，最多可缩短26min)，一种使形成的背膜膜色更加均匀，保持反射率的一致性，提升了钝化效果，进一步提升了对太阳光的吸收能力，从而提升太阳能电池光电转换效率；此外还使特气的利用率提升40％以上，具有较高的经济效益。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，其特征在于，所述优化工艺包括以下步骤：
对晶体硅片进行恒温处理，然后在所述晶体硅片的背面上依次沉积氮氧化硅膜和氮化硅膜；
所述氮氧化硅膜和所述氮化硅膜的沉积方式分别独立地为PECVD；
形成所述氮氧化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12-18)。
2.根据权利要求1所述的优化工艺，其特征在于，所述恒温处理的温度为450-560℃；
优选地，所述恒温处理的时间为700-1100s。
3.根据权利要求1或2所述的优化工艺，其特征在于，所述氮氧化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜。
4.根据权利要求3所述的优化工艺，其特征在于，所述钝化炉内的温度维持在450-560℃；
优选地，所述钝化炉内的压力维持为200-300Pa。
5.根据权利要求3或4所述的优化工艺，其特征在于，所述SiH4的流量为2-10L/min；
优选地，所述NH3的流量为3-10L/min；
优选地，所述N2O的流量为5-20L/min。
6.根据权利要求3-5任一项所述的优化工艺，其特征在于，所述第一沉积的时间为200-700s；
优选地，所述氮氧化硅膜的厚度为20-80nm。
7.根据权利要求1或2所述的优化工艺，其特征在于，所述氮化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜。
8.根据权利要求7所述的优化工艺，其特征在于，所述钝化炉内的温度维持在450-560℃；
优选地，所述钝化炉内的压力维持为200-300Pa；
优选地，所述SiH4的流量为2-10L/min；
优选地，所述NH3的流量为3-10L/min。
9.根据权利要求7或8所述的优化工艺，其特征在于，所述第二沉积的时间为200-600s；
优选地，形成所述氮化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12-18)；
优选地，所述氮化硅膜的厚度为30-100nm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的优化工艺，其特征在于，所述优化工艺包括以下步骤：
在450-560℃的条件下对晶体硅片进行恒温处理700-1100s；
然后向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜；所述第一沉积过程中，钝化炉内的温度维持在450-560℃，压力维持为200-300Pa，SiH4的流量为2-10L/min，NH3的流量为3-10L/min，N2O的流量为5-20L/min，脉冲比为1:(12-18)，沉积30-700s，形成厚度为20-80nm的氮氧化硅膜；
接着，向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜；所述第二沉积过程中，钝化炉内的温度维持在450-560℃，压力维持为200-300Pa，SiH4的流量为2-10L/min，NH3的流量为3-10L/min，脉冲比为1:(12-18)，沉积200-600s，形成厚度为30-100nm的氮化硅膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111409579.3A CN114134482A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种晶硅太阳能电池pecvd背膜优化工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111409579.3A CN114134482A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种晶硅太阳能电池pecvd背膜优化工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114134482A true CN114134482A (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=80391562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111409579.3A Pending CN114134482A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种晶硅太阳能电池pecvd背膜优化工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114134482A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4837185A (en) * | 1988-10-26 | 1989-06-06 | Intel Corporation | Pulsed dual radio frequency CVD process |
| US4933206A (en) * | 1988-08-17 | 1990-06-12 | Intel Corporation | UV-vis characteristic writing in silicon nitride and oxynitride films |
| CN101009216A (zh) * | 2006-01-26 | 2007-08-01 | 财团法人工业技术研究院 | 储存电荷元件的制造方法 |
| CN106299025A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种管式pecvd沉积氮化硅的工艺 |
| CN106653939A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-10 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种应用于晶硅太阳能电池的热氧化工艺 |
| CN111235552A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-05 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种预热型管式pecvd设备及其控制方法 |
| CN112382696A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-19 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种新型晶硅SiON双面电池背钝化工艺 |
-
2021
- 2021-11-25 CN CN202111409579.3A patent/CN114134482A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933206A (en) * | 1988-08-17 | 1990-06-12 | Intel Corporation | UV-vis characteristic writing in silicon nitride and oxynitride films |
| US4837185A (en) * | 1988-10-26 | 1989-06-06 | Intel Corporation | Pulsed dual radio frequency CVD process |
| CN101009216A (zh) * | 2006-01-26 | 2007-08-01 | 财团法人工业技术研究院 | 储存电荷元件的制造方法 |
| CN106299025A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种管式pecvd沉积氮化硅的工艺 |
| CN106653939A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-10 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种应用于晶硅太阳能电池的热氧化工艺 |
| CN111235552A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-05 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种预热型管式pecvd设备及其控制方法 |
| CN112382696A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-19 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种新型晶硅SiON双面电池背钝化工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240097056A1 (en) | Efficient Back Passivation Crystalline Silicon Solar Cell and Manufacturing Method Therefor | |
| CN102751337B (zh) | N型晶硅太阳能电池及其制作方法 | |
| CN111029436B (zh) | 可改善LeTID现象的P型单晶PERC电池及其制作方法 | |
| CN111192935B (zh) | 一种管式perc太阳能电池背钝化结构及其制备方法 | |
| CN103094366A (zh) | 一种太阳电池钝化减反射膜及其制备工艺方法 | |
| CN109004038B (zh) | 太阳能电池及其制备方法和光伏组件 | |
| CN110391318B (zh) | 一种p型单晶perc电池及其制作方法 | |
| WO2023124046A1 (zh) | 一种隧穿氧化层、n型双面太阳能晶硅电池及制备方法 | |
| CN110854240A (zh) | Perc电池及其制备方法 | |
| CN113611756B (zh) | 一种N型TOPCon电池及其制备方法 | |
| CN102222733A (zh) | 双层氮化硅减反射膜制备方法 | |
| CN114864751B (zh) | 太阳电池及其制备方法 | |
| WO2024066884A1 (zh) | 太阳电池及其制备方法 | |
| CN116014032A (zh) | 太阳电池的制备方法 | |
| CN114823969A (zh) | 一种提升钝化接触结构性能的低温氢等离子体辅助退火方法和TOPCon太阳能电池 | |
| CN117199186B (zh) | 一种N-TOPCon电池的制作方法 | |
| CN104659150A (zh) | 一种晶体硅太阳电池多层减反射膜的制备方法 | |
| CN113013267A (zh) | 太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件 | |
| CN210956692U (zh) | Perc电池 | |
| CN112768534A (zh) | 一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 | |
| CN104701390A (zh) | 太阳能电池背面钝化方法 | |
| CN110246905B (zh) | 一种硅太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114134482A (zh) | 一种晶硅太阳能电池pecvd背膜优化工艺 | |
| CN218160392U (zh) | 一种太阳能电池 | |
| CN214176046U (zh) | 一种氮氧化硅perc电池背钝化结构及包括其的perc电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220304 |