一種新型太陽能電池減反射膜的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種制備新型太陽能電池減反射膜的制備方法。將制絨、擴散并刻蝕后的多晶硅片裝入石墨舟，然后進入PECVD設備制備減反射膜，減反射膜為SixNy/SiO2雙層膜；制備過程以SiH4、NH3和O2為原料氣體，N2為稀釋氣體，氣體的總流量為0~9slm，其中，SiH4氣體的流量為0~1000sccm，NH3氣體的流量為0~6slm，O2氣體的流量為0~6slm，N2氣體的流量為0~5slm，控制功率為4000~6000W，電流為10~30A，射頻發生器的占空比為1∶1~30，壓力為50~10000mTorr，壓力變化時間為0~10min，溫度為300~500℃，升溫速率為5~20℃/min，保溫時間為30~900s。本發明能夠實現鈍化、降低反射率以及提高效率的目的。
【專利說明】一種新型太陽能電池減反射膜的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能電池【技術領域】，具體涉及一種制備新型太陽能電池減反射膜的 方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著環境污染和能源危機的加劇，太陽能光伏行業由于其具有安全可靠、 無污染以及永不枯竭等優點，得到了迅猛發展。眾所周知，降低太陽能電池成本和提高效率 是所有研發團隊最重要的兩大課題，且在全球研究人員的共同努力下太陽能電池的轉換效 率約每年提高1%。太陽能電池的研發主要集中在擴散、PECVD以及絲網印刷等工序，尤其是 PECVD在太陽能電池生產中會產生較多返工片，且由于鈍化以及減反射膜等對效率影響較 大，因此得到了研究者廣泛的關注。
[0003] 目前，PECVD中一般以SixNy作為減反射膜，這是由于其具有如下優點：減反射效 果好，因為其折射率接近太陽電池所需的最佳折射率；低溫工藝，能夠有效降低成本，因為 等離子體活化能較高，使得低溫能夠產生化學氣相沉積；化學溫度性、耐磨性以及疏水性等 都較好；且在制備SixNy薄膜時產生的Η離子會與硅中的懸掛鍵缺陷或雜質進行反應，從 而為太陽能電池提供較為理想的表面和體鈍化，提高少子壽命和擴散長度以及電池的轉換 效率。不過，研究發現單一 SixNy減反射膜制備的太陽能電池綜合性能還有待提高，因此為 了提高其綜合性能，我們對減反射膜進行了長期的研究。研究發現SixNy/Si0 2雙層膜能夠 有效的提高其綜合性能，同時也有效的改善了 PECVD工藝技術。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種新型太陽能電池減反射膜 的制備方法，由本發明方法制備減反射膜的太陽能電池，成本較低且性能較好的太陽能電 池。
[0005] 本發明解決技術問題所采取的技術方案是，一種新型太陽能電池減反射膜的制備 方法，將制絨、擴散并刻蝕后的多晶硅片裝入石墨舟，然后進入PECVD設備制備減反射膜， 其特征在于，所述減反射膜為SixNy/Si0 2雙層膜；制備過程以SiH4、NH3和02為原料氣體， N2為稀釋氣體，氣體的總流量為(T9slm，其中，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的 流量為(T6slm，02氣體的流量為(T6slm，N2氣體的流量為(T5slm，控制功率為400(T6000W， 電流為ΚΓ30Α，射頻發生器的占空比為1 : 1~30,壓力為5(Tl0000mTorr，壓力變化時間為 (TlOmin，溫度為30(T500°C，升溫速率為5?20°C /min，保溫時間為3(T900s。
[0006] 作為一種優選，制備過程中，先利用SiH4和02反應得到Si0 2膜，控制SiH4氣體的 流量為(TlOOOsccm，02氣體的流量為(T6slm，NH 3氣體的流量為0, SiH4氣體和02氣體的流 量比為1 : 2(Γ60 ;再利用SiH4和NH3反應生成SixNy膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm， NH3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0, SiH4氣體和NH3氣體的流量比為1 : 2~20。
[0007] 作為一種優選，制備過程中，先利用SiH4和NH3反應生成SixNy膜，SiH 4氣體的流 量為(TlOOOsccm，NH3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0, SiH4氣體和NH3氣體的流 量比為1 : 2~20 ;再利用SiH4和02反應得到Si02膜，SiH4氣體的流量為0~10008(3〇11，0 2氣 體的流量為(T6slm，NH3氣體的流量為0, SiH4氣體和02氣體的流量比為1 : 2(Γ60。
[0008] 作為一種優選，所述的保溫時間為6(T600s。
[0009] 本發明雙層減反射膜的制備是太陽能電池制程的一部分。具有雙層減反射膜的太 陽能電池的制造過程是：首先將P型多晶硅片在清洗制絨車間進行制絨和清洗，然后將制 絨后的多晶硅片放入擴散車間進行P源摻雜，擴散后的多晶硅片再進刻蝕車間去除PSG及 邊緣的PN結，刻蝕后的多晶硅片進入TOCVD設備鍍減反射膜，即制備SixNy/Si0 2雙層膜(雙 層減反射膜)，鍍膜后的多晶硅片再進行絲網印刷及燒結，最后經過測試和分檢后封裝太陽 能電池片。
[0010] 本發明為滿足降低太陽能電池反射率以及優化PECVD工藝等要求，利用SiH4、NH 3、 N2以及02鍍減反射膜，通過控制鍍膜時的壓力、溫度和時間、氣體流量及鍍膜功率等達到獲 得SixNy/Si0 2雙層膜的目的。通過此方法鍍的減反射膜為SixNy/Si02雙層膜，不僅能夠達 到體鈍化和表面鈍化，還能進一步降低電池反射率。
[0011] 與現有的PECVD鍍膜技術相比，本發明在PECVD過程中制備SixNy/Si02雙層膜， 能夠實現鈍化、降低反射率以及提高效率的目的；而且本發明是在現有的生產線上進行改 造后實施，因此很容易實現產業化。
【具體實施方式】
[0012] 以下通過實施例對本發明做進一步闡述，但不應理解為對本發明總的技術方案的 限定。
[0013] 實施例1 : 一種具有雙層減反射膜的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟： (1) 制絨和清洗：選取156mmX 156mm規格的p型多晶硅片，電阻率為1. 5Ω · cm，厚度 為200Mm，采用酸液進行制絨和清洗處理，形成制絨面； (2) 進行P擴散：采用三氯氧磷液態源，在管式擴散爐中進行擴散，形成η層，擴散方阻 控制在80 Ω / □，結深為〇· 3 μ m ; (3) 刻蝕：利用酸液對硅片背面進行刻蝕，去除硅片上的PSG和邊緣pn結； (4) 制備減反射膜：利用管式PECVD設備在硅片正面依次沉積Si02和SiNx膜作為減反 射膜； (5) 絲網印刷和燒結：在多晶硅片正表面印刷銀漿作為正電極、背表面印刷鋁漿作為背 電場以及印刷銀鋁漿作為背電極，然后進入燒結爐進行燒結； (6) 燒結后的多晶硅片與金屬電極間形成歐姆接觸，然后對其進行性能測試，電池外觀 為藍色和深藍色。
[0014] 其中步驟（4)為制備雙層減反射膜的關鍵步驟，具體為：先利用5以4和0 2反應得 到Si02膜，控制SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，0 2氣體的流量為(T6slm，NH3氣體的流量 為0, SiH4氣體和02氣體的流量比為1 : 40 ;再利用SiH4和NH3反應生成Si3N4膜，SiH 4氣 體的流量為(TlOOOsccm，NH3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0, SiH4氣體和NH3氣 體的流量比為1:30。所得到的3"隊膜厚為8〇11111，折射率為2.07。
[0015] 實施例2 :另一種具有雙層減反射膜的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：
【權利要求】
1. 一種新型太陽能電池減反射膜的制備方法，將制絨、擴散并刻蝕后的多晶硅片裝入 石墨舟，然后進入PECVD設備制備減反射膜，其特征在于，所述減反射膜為SixNy/Si0 2雙 層膜；制備過程以SiH4、NH3和02為原料氣體，N 2為稀釋氣體，氣體的總流量為0~9slm，其 中，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為(T6slm， N2氣體的流量為(T5slm，控制功率為400(T6000W，電流為ΚΓ30Α，射頻發生器的占空比為 1 : 1?30,壓力為5(Tl0000mTorr，壓力變化時間為(TlOmin，溫度為30(T500°C，升溫速率為 5?20°C /min，保溫時間為3(T900s。
2. 根據權利要求1所述的新型太陽能電池減反射膜的制備方法，其特征在于，先利用 SiH4和02反應得到Si02膜，控制SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，0 2氣體的流量為(T6slm， NH3氣體的流量為0, SiH4氣體和02氣體的流量比為1 : 2(Γ60 ;再利用SiH4和NH3反應生 成SixNy膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的流量為(T6slm，02氣體的流量為0， SiH4氣體和見13氣體的流量比為1 : 2~20。
3. 根據權利要求1所述的新型太陽能電池減反射膜的制備方法，其特征在于，先利用 SiH4和NH3反應生成SixNy膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，NH 3氣體的流量為(T6slm， 〇2氣體的流量為〇, SiH4氣體和NH3氣體的流量比為1 : 2~20 ;再利用SiH4和02反應得到 Si02膜，SiH4氣體的流量為(TlOOOsccm，02氣體的流量為(T6slm，NH 3氣體的流量為0, SiH4 氣體和〇2氣體的流量比為1 : 2(Γ60。
4. 根據權利要求1所述的新型太陽能電池減反射膜的制備方法，其特征在于，所述的 保溫時間為6(T600s。
【文檔編號】C23C16/455GK104103717SQ201410304235
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】葉飛, 金浩, 蔣方丹, 金井升, 陳康平, 郭俊華 申請人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司