CN103606599A - 一种高折射率氮化硅减反射膜的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高折射率氮化硅减反射膜的制作方法，其是在经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片上表面依次镀一层折射率为2.10～2.15的高折射率氮化硅减反射膜、一层折射率为2.25～2.30的高折射率氮化硅减反射膜和再一层折射率为2.00～2.05的低折射率减反射膜而获得由三层氮化硅减反射膜组成的高折射率氮化硅减反射膜，其折射率为2.12～2.16。本发明制作的高折射率减反射膜，能满足电池组件抗PID的要求；而且，与传统高折射率减反射膜工艺相比，成品转换率提升0.05%以上，成品开路电压提升1mV，短路电流提升30mA左右。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种高折射率氮化硅减反射膜的制作方法。
背景技术
近几年的研究表明，存在于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压，会造成组件的光伏性能的持续衰减。造成此类衰减的机理是多方面的，例如在上述高电压的作用下，组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象；电池中出现的热载流子现象；电荷的再分配削减了电池的活性层；相关的电路被腐蚀等等。这些引起衰减的机理被称之为电位诱发衰减、极性化(Potential Induced Degradation即PID)。
一些电站实际使用表明，光伏发电***的***电压似乎存在对晶体硅电池组件有持续的“电位诱发衰减”效应（PID效应），基于丝网印刷的晶体硅电池通过封装材料（通常是EVA 和玻璃的上表面）对组件边框形成的回路所导致的漏电流，被确认为是引起上述效应的主要原因。近年来PID 已经成为国外买家投诉国内组件质量的重要因素之一，严重时候它可以引起一块组件功率衰减50%以上，从而影响整个电站的功率输出，一些国家和地区已逐步开始把抗PID作为组件的关键要求之一。目前可以明确的是PID现象和电池片表面的减反射膜的折射率有关，提高反射层的折射率可以有效地降低PID现象的发生。含Si多的减反层比含N多的减反层更可以抵抗PID现象。当减反射膜的折射率大于2.12后，PID现象不再被观察到。而当折射率小于2.08后，组件很难通过PID测试。目前有不少的光伏电池厂在做针对电池和PID的关系的测试中也发现了类似的现象，所以制作高折射率减反射膜成为抗PID的手段之一。在制作减反射膜时，镀膜腔体中的NH3与SiH4气体流量比例直接决定着折射率的高低，常规高折射率减反射膜的制作方法是单纯增加镀膜时硅烷（SiH4）流量的比例，由低折射率时NH3∶SiH4为10∶1增加到高折射率的1∶7左右，用此种方法制作的高折射率减反射膜成品开路电压及短路电流均有降低，导致成品转换率降低0.05%~0.10%。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提出了一种高折射率氮化硅减反射膜的制作方法，所得氮化硅减反射膜的折射率在2.12~2.16，能满足电池组件抗PID的要求。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是，一种高折射率氮化硅减反射膜的制作方法，其是在经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片上表面依次镀一层折射率为2.10~2.15的高折射率氮化硅减反射膜、一层折射率为2.25~2.30的高折射率氮化硅减反射膜和再一层折射率为2.00~2.05的低折射率减反射膜而获得由三层氮化硅减反射膜组成的高折射率氮化硅减反射膜，其折射率为2.12~2.16。
所述方法的具体步骤依次如下：
⑴将经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片用管式PECVD 沉积，得到第1层折射率为2.10~2.15的高折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量6.5~7.2slm，硅烷流量750~850sccm，压强1600~1800mTorr，射频功率6500~7300w，开关时间5:50ms，时间80~130s；
⑵在步骤⑴完成后得到的减反射膜上用管式PECVD 再次沉积，得到第2层折射率为2.25~2.30的高折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量4.8~5.5slm，硅烷流量850~950sccm，压强1600~1800mTorr，射频功率6500~7300w，开关时间5:50ms，时间280~330s；
⑶在步骤⑵完成后得到的减反射膜上用管式PECVD 再次沉积，得到第3层折射率为2.00~2.05的低折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量6.5~7.5slm，硅烷流量650~750sccm，压强1600~1800mTorr，射频功率6500~7300w，开关时间5:50ms，时间120~160s。
本发明制作的由三层氮化硅减反射膜组成的高折射率减反射膜较常规高折射率减反射膜，折射率有较大的提高，折射率稳定在2.12~2.16，能满足电池组件抗PID的要求；而且，与传统高折射率减反射膜工艺相比，成品转换率提升0.05%以上，成品开路电压提升1mV，短路电流提升30mA左右。下表是本发明与传统方法，成品电性能的比较：
| 太阳能电池类型 | Ncell（转换效率） | Uoc （开路电压） | Isc（短路电流） |
| 常规高折射率工艺 | 17.38 | 0.628 | 8.581 |
| 本发明三层高折射率减反射膜工艺 | 17.46 | 0.630 | 8.622 |
附图说明
图1为本发明制作的由三层氮化硅减反射膜组成的高折射率减反射膜结构示意图。图中：1为晶体硅基体，2为第1层高折射率氮化硅减反射膜，3为第2层高折射率氮化硅减反射膜，4为第3层低折射率氮化硅减反射膜。
具体实施方式
实施例1：
⑴将经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片用管式PECVD 沉积，得到第1层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD参数设置为：氨气流量6.5slm，硅烷流量750sccm，压强1600mTorr，射频功率7300w，开关时间5:50ms，时间80s；
⑵将步骤⑴完成后得到的减反射膜用管式PECVD再次沉积，得到第2层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD参数设置为：氨气流量4.8slm，硅烷流量850sccm，压强1600mTorr，射频功率7300w，开关时间5:50ms，时间280s；
⑶将步骤⑵完成后得到的减反射膜用管式PECVD再次沉积，得到第3层低折射率氮化硅减反射膜，PECVD参数设置为：氨气流量6.5slm，硅烷流量650sccm，压强1600mTorr，射频功率6500w，开关时间5:50ms，时间120s。
所得三层高折射率减反射膜如图1所示，与常规高折射率减反射膜相比，成品短路电流提升30mA，开压提升1mV，效率提升0.07%。
实施例2：
⑴将经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片用管式PECVD 沉积，得到第1层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量7 slm，硅烷流量800sccm，压强1700mTorr，射频功率7000w，开关时间5:50ms，时间100s ；
⑵将步骤⑴完成后得到的减反射膜用管式PECVD再次沉积，得到第2层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量5.2slm，硅烷流量900sccm，压强1700mTorr，射频功率7000w，开关时间5:50ms，时间300s；
⑶将步骤⑵完成后得到的减反射膜用管式PECVD再次沉积，得到第3层低折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量6.8 slm，硅烷流量680sccm，压强1700mTorr，射频功率7000w，开关时间5:50ms，时间140s。
所得三层高折射率减反射膜如图1所示，与常规高折射率减反射膜相比，成品短路电流提升35mA，开压提升1mV，效率提升0.10%。
实施例3：
⑴将经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片用管式PECVD 沉积，得到第1层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD参数设置为：氨气流量7.2slm，硅烷流量850sccm，压强1800mTorr，射频功率6500w，开关时间5:50ms，时间130s；
⑵将步骤⑴完成后得到的减反射膜用管式PECVD再次沉积，得到第2层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD参数设置为：氨气流量5.5slm，硅烷流量950sccm，压强1800mTorr，射频功率6500w，开关时间5:50ms，时间330s；
⑶将步骤⑵完成后得到的减反射膜用管式PECVD再次沉积，得到第3层低折射率氮化硅减反射膜，PECVD参数设置为：氨气流量7.5slm，硅烷流量750sccm，压强1800mTorr，射频功率6500w，开关时间5:50ms，时间160s。
所得三层高折射率减反射膜如图1所示，与常规高折射率减反射膜相比，成品短路电流提升32mA，开压提升1mV，效率提升0.06%。
Claims (2)
1.一种高折射率氮化硅减反射膜的制作方法，其特征在于，在经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片上表面依次镀一层折射率为2.10~2.15的高折射率氮化硅减反射膜、一层折射率为2.25~2.30的高折射率氮化硅减反射膜和再一层折射率为2.00~2.05的低折射率减反射膜而获得由三层氮化硅减反射膜组成的高折射率氮化硅减反射膜，其折射率为2.12~2.16。
2.根据权利要求1所述的高折射率氮化硅减反射膜的制作方法，其特征在于，具体步骤依次如下：
⑴将经过清洗制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅片用管式PECVD 沉积，得到第1层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量6.5~7.2slm，硅烷流量750~850sccm，压强1600~1800mTorr，射频功率6500~7300w，开关时间5:50ms，时间80~130s；
⑵在步骤⑴完成后得到的减反射膜上用管式PECVD 再次沉积，得到第2层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量4.8~5.5slm，硅烷流量850~950sccm，压强1600~1800mTorr，射频功率6500~7300w，开关时间5:50ms，时间280~330s；
⑶在步骤⑵完成后得到的减反射膜上用管式PECVD 再次沉积，得到第3层低折射率氮化硅减反射膜，PECVD 参数设置为：氨气流量6.5~7.5slm，硅烷流量650~750sccm，压强1600~1800mTorr，射频功率6500~7300w，开关时间5:50ms，时间120~160s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140226 |