CN102983211A - 一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：(1)在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜；(2)利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(1)得到的二氧化硅薄膜上沉积一层氮化硅薄膜；(3)利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)得到的氮化硅薄膜上沉积第二层氮化硅薄膜；(4)在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。：本发明得到了由二氧化硅和氮化硅组成的三层氮化硅薄膜，该减反射膜可以明显降低电池表面对光的反射，提高晶体硅太阳能的光电转换效率。

Description

一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法
 
技术领域
  本发明涉及太阳能电池的生产加工技术领域，更具体地说，是一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜及其制备方法。
背景技术
减反射膜又称增透膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。目前，大规模生产采用的是PEVCD法制备氮硅膜，但其反射率还不是很低。
工业上一般采用在制绒以后的硅片表面镀上减反射膜。减反射膜的作用就是利用光在减反射膜上下表面反射产生的光程差，使得两束反射光干涉相消，从而削弱反射，增加入射，从而增加电池的短路电流提高光电转换效率。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。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。减反射膜是应用最广、产量最大的光学薄膜，因此，它至今仍然是光学薄膜技术中重要的研究课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶体硅太阳能电池三层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：
一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
(1)在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜；
(2)利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(1)得到的二氧化硅薄膜上沉积一层氮化硅薄膜；
(3) 利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)得到的氮化硅薄膜上沉积第二层氮化硅薄膜；
(4)在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
本发明步骤(1)的工艺条件为：通入氮气流量为10-35L/min，氧气流量为15-40 L/min，温度为600-700℃，反应时间10-40min。
本发明步骤(2)的工艺条件为：温度为480℃，氨气流量为5.4-6.8L/min，硅烷流量为30-50 L/min，射频功率4300瓦，持续时间5min。
本发明步骤(2)的工艺条件为：温度为480℃，氨气流量为6L/min，硅烷流量为35 L/min，射频功率4300瓦，持续时间5min。
本发明步骤(3)为沉积第二次氮化硅薄膜，氮气吹扫50s，氨气流量为10-15L/min，硅烷流量为5-20 L/min，温度为460℃，射频功率4500瓦，持续时间8min。
本发明步骤(3)为沉积第二次氮化硅薄膜，氮气吹扫50s，氨气流量为12L/min，硅烷流量为18L/min，温度为460℃，射频功率4500瓦，持续时间8min。
本发明的有益效果：本发明得到了由二氧化硅和氮化硅组成的三层氮化硅薄膜，该减反射膜可以明显降低电池表面对光的反射，提高晶体硅太阳能的光电转换效率；利用硅烷和氨气为原料，采用新的工艺参数，在二氧化硅薄膜表面镀制二层折射率与厚度不同氮化硅薄膜，具有对设备要求不高，反应容易实现的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、硅片，2、二氧化硅膜层，3、氮化硅膜层，4、氮化硅膜层。
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描述。
实施例1
一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
1、在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜，反应气体氮气流量为10L/min，氧气流量为40 L/min，温度为600℃，反应时间10min，形成一层折射率为1.45，厚度为15nm的二氧化硅薄膜。
2、利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(1)得到的二氧化硅薄膜上沉积一层氮化硅薄膜，温度为480℃，氨气流量为6L/min，硅烷流量为35 L/min，射频功率4300瓦，持续时间5min，形成一层折射率为2.17，厚度为39nm的氮化硅层。
3、利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)得到的氮化硅薄膜上沉积第二层氮化硅薄膜，氮气吹扫50s，氨气流量为12L/min，硅烷流量为18L/min，温度为460℃，射频功率4500瓦，持续时间8min，形成一层厚度为2.03，厚度为50nm的氮化硅层。
4、在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
实施例2
一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
1、在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜，反应气体氮气流量为35L/min，氧气流量为15L/min，温度为700℃，反应时间10min，形成一层折射率为1.45，厚度为15nm的二氧化硅薄膜。
2、利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(1)得到的二氧化硅薄膜上沉积一层氮化硅薄膜，温度为480℃，氨气流量为6.8L/min，硅烷流量为50L/min，射频功率4300瓦，持续时间5min，形成一层折射率为2.25，厚度为56nm的氮化硅层。
3、利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)得到的氮化硅薄膜上沉积第二层氮化硅薄膜，氮气吹扫50s，氨气流量为15L/min，硅烷流量为10L/min，温度为460℃，射频功率4500瓦，持续时间8min，形成一层厚度为2.11，厚度为42nm的氮化硅层。
4、在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。

Claims (6)

1.一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
(1)在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜；
(2)利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(1)得到的二氧化硅薄膜上沉积一层氮化硅薄膜；
(3) 利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)得到的氮化硅薄膜上沉积第二层氮化硅薄膜；
(4)在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
2.根据权利要求1所述的制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，其特征在于步骤(1)的工艺条件为：通入氮气流量为10-35L/min，氧气流量为15-40 L/min，温度为600-700℃，反应时间10-40min。
3.根据权利要求1所述的制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，其特征在于步骤(2)的工艺条件为：温度为480℃，氨气流量为5.4-6.8L/min，硅烷流量为30-50 L/min，射频功率4300瓦，持续时间5min。
4.根据权利要求3所述的制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，其特征在于步骤(2)的工艺条件为：温度为480℃，氨气流量为6L/min，硅烷流量为35 L/min，射频功率4300瓦，持续时间5min。
5.根据权利要求1所述的制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，其特征在于步骤(3)为沉积第二层氮化硅薄膜，氮气吹扫50s，氨气流量为10-15L/min，硅烷流量为5-20 L/min，温度为460℃，射频功率4500瓦，持续时间8min。
6.根据权利要求5所述的制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法，其特征在于步骤(3)为沉积第二层氮化硅薄膜，氮气吹扫50s，氨气流量为12L/min，硅烷流量为18L/min，温度为460℃，射频功率4500瓦，持续时间8min。
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