CN110867393A - 沉积膜的致密性的表征方法及电池片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沉积膜的致密性的表征方法及电池片的制造方法，其中，表征方法包括如下步骤：步骤S1，提供测试片，测试片的正面的面积为S，且质量为M；步骤S2，在测试片上沉积沉积膜，测定沉积膜的厚度d，且沉积有沉积膜的测试片的质量M’；步骤S3，基于面积S以及厚度d，得到沉积膜的体积为V，并基于质量M以及M’，得到沉积膜的质量⊿M；步骤S4，根据沉积膜的质量⊿M与沉积膜的体积为V，得到沉积膜的密度ρ，基于密度ρ评价沉积膜的致密性。该表征方法用于评价电池片上沉积的减反射层的致密性，避免了使用化学溶液，从而保证了操作的安全，降低了电池片上沉积的减反射层的致密性的评价的成本，且大大提高了减反射层的致密性的评价的效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种沉积膜的致密性的表征方法及电池片的制造方法。
背景技术
当太阳光照射到电池片表面时会有部分光被反射，造成较大光损失，所以需要在硅片表面沉积减反射层来达到减反射的目的，通常使用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)在硅片的表面沉积氮化硅膜，它含有Si、N、H三种元素，既可以起到减反射的作用，也可以达到表面钝化的作用。
电位诱导衰减的发生，主要的原因为Na离子迁移进入到电池片内部，导致电池片的电性能发生大幅度衰减，其预防方法有：a.光伏组件通过增加封装胶膜等封装材料的电阻率，降低漏电流，减缓Na离子迁移的速度；b.电池片通过提高硅片表面的氮化硅膜的折射率，以提升氮化硅膜的阻隔性能，来减少Na离子等金属离子迁移到电池片内部的数目，来达到光伏组件的抗电位诱导衰减性能。
所以，控制好减反射层氮化硅膜的质量至关重要，其中，减反射层的致密性的好坏直接影响着减反射的质量，如何快速准确评价减反射层的致密性也变得尤为重要。
目前，常用的评价减反射层的致密性的方法为化学腐蚀法，然而化学腐蚀法需要使用到强腐蚀性的酸性溶液，操作具有一定危险性，且消耗大量的酸性溶液，成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种沉积膜的致密性的表征方法，该表征方法用于评价电池片上沉积的减反射层的致密性，避免了使用化学溶液，从而保证了操作的安全，降低了电池片上沉积的减反射层的致密性的评价的成本，且大大提高了减反射层的致密性的评价的效率。
本发明的另一个目的在于提供一种包括上述沉积膜的致密性的表征方法的电池片的制造方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的沉积膜的致密性的表征方法，包括如下步骤：
步骤S1，提供测试片，所述测试片的正面的面积为S，且质量为M；
步骤S2，在所述测试片上沉积所述沉积膜，测定所述沉积膜的厚度d，且沉积有所述沉积膜的测试片的质量M’；
步骤S3，基于所述面积S以及所述厚度d，得到所述沉积膜的体积为V，并基于所述质量M以及M’，得到所述沉积膜的质量⊿M；
步骤S4，根据所述沉积膜的质量⊿M与所述沉积膜的体积为V，得到所述沉积膜的密度ρ，基于所述密度ρ评价所述沉积膜的致密性。
优选地，所述步骤S2中，测定所述测试片上的沉积膜的多个点的厚度并以其平均值作为所述沉积膜的厚度d。
优选地，使用多个所述测试片，并分别以相同的条件沉积所述沉积膜且求得该多个所述测试片上的沉积膜的密度的平均值作为所述密度ρ。
优选地，所述步骤S2中测定所述测试片上的沉积膜的2-10个点的厚度。
优选地，使用的所述测试片的个数为2-10个。
优选地，所述测试片为硅片或玻璃片或金属片。
优选地，所述测试片的正面为抛光面。
优选地，所述沉积膜为氮化硅膜。
优选地，所述步骤S2中，使用椭偏仪测定所述沉积膜的厚度d。
根据本发明第二方面实施例的电池片的制造方法，包括形成沉积膜步骤，所述形成沉积膜步骤中根据上述任一实施例所述的沉积膜的致密性的表征方法确定所形成的沉积膜的密度，并将所述沉积膜的密度ρ与基准密度ρ基进行比较，当ρ小于基准密度ρ基，则对所述沉积膜的沉积工艺进行调整，如果沉积膜的密度ρ大于等于基准密度ρ基，则不对所述沉积膜的沉积工艺进行调整。
本发明的有益效果在于：
通过在测试片上沉积沉积膜，并测定得到沉积膜的体积和质量，进而得到沉积膜的密度，基于沉积膜的密度评价沉积膜的致密性，进而用于评价电池片上沉积的减反射层的致密性，本发明实施例的沉积膜的致密性的表征方法，避免了使用化学溶液，从而保证了操作的安全，降低了电池片上沉积的减反射层的致密性的评价的成本，且大大提高了减反射层的致密性的评价的效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明实施例的沉积膜的致密性的表征方法的流程图；
图2为实施例1-3中三种不同的沉积条件下的氮化硅膜的折射率与密度以及与刻蚀速率的关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，根据本发明实施例的沉积膜的致密性的表征方法，包括如下步骤：
步骤S1，提供测试片，所述测试片的正面的面积为S，且质量为M。
根据本发明的一些实施例，测试片为硅片或玻璃片或金属片。
根据本发明的一些实施例，测试片的正面为抛光面。便于准确测定测试片的正面的面积S以及沉积膜的厚度d，从而准确得到沉积膜的体积V，进而保证得到的沉积膜的致密性的准确性。
步骤S2，在所述测试片上沉积所述沉积膜，测定所述沉积膜的厚度d，且沉积有所述沉积膜的测试片的质量M’。
根据本发明的一些实施例，步骤S2中，测定测试片上的沉积膜的多个点的厚度并以其平均值作为所述沉积膜的厚度d。以确保测定的测试片上的沉积膜的厚度d的准确性，进而确保得到的沉积膜的致密性的准确性。
优选地，步骤S2中测定测试片上的沉积膜的2-10个点的厚度。
根据本发明的一些实施例，沉积膜为氮化硅膜。沉积膜也可以是氧化硅膜、氮氧化硅膜、碳化硅膜等其它可以作为减反射层的薄膜。
根据本发明的一些实施例，步骤S2中，使用椭偏仪测定沉积膜的厚度d。
步骤S3，基于所述面积S以及所述厚度d，得到所述沉积膜的体积为V，并基于所述质量M以及M’，得到所述沉积膜的质量⊿M；
步骤S4，根据所述沉积膜的质量⊿M与所述沉积膜的体积为V，得到所述沉积膜的密度ρ，基于所述密度ρ评价所述沉积膜的致密性。
本发明实施例的沉积膜的致密性的表征方法，用于评价电池片上沉积的减反射层的致密性，沉积膜的密度ρ越小，则沉积膜的致密性越差，沉积膜的密度ρ越大，则沉积膜的致密性越好。
通过在测试片上沉积沉积膜，并测定得到沉积膜的体积和质量，进而得到沉积膜的密度，基于沉积膜的密度评价沉积膜的致密性，进而用于评价电池片上沉积的减反射层的致密性，本发明实施例的沉积膜的致密性的表征方法，避免了使用化学溶液，从而保证了操作的安全，降低了电池片上沉积的减反射层的致密性的评价的成本，且大大提高了减反射层的致密性的评价的效率。
根据本发明的一些实施例，使用多个测试片，并分别以相同的条件沉积所述沉积膜且求得该多个测试片上的沉积膜的密度的平均值作为所述密度ρ。以进一步的确保所得到的沉积膜的致密性的准确性。优选地，使用的测试片的个数为2-10个。
根据本发明实施例的电池片的制造方法，包括形成沉积膜步骤，形成沉积膜步骤中根据上述本发明实施例的沉积膜的致密性的表征方法确定所形成的沉积膜的密度，并将沉积膜的密度ρ与基准密度ρ基进行比较，当沉积膜的密度ρ小于基准密度ρ基，则对沉积膜的沉积工艺进行调整，如果沉积膜的密度ρ大于等于基准密度ρ基，则不对沉积膜的沉积工艺进行调整。本发明实施例的电池片的制造方法，降低了制造成本，且提高了效率。
下面通过具体实施例描述本发明。
实施例1
一种沉积膜的致密性的表征方法，包括如下步骤：
步骤1：提供5个正面为抛光面的测试片，5个测试片的正面的面积S均为25.20156cm3；
步骤2：称取5个测试片的质量，得到5个测试片的质量分别为M1＝8.876g、M2＝8.989g、M3＝9.007g、M4＝8.793g、M5＝8.880g；
步骤3：在相同的沉积条件下，在5个测试片上分别沉积一层氮化硅膜，称取5个沉积有氮化硅膜的测试片的质量，得到5个沉积有氮化硅膜的测试片的质量分别为M’1＝8.88102g、M’2＝8.99484g、M’3＝9.01522g、M’4＝8.79892g、M’5＝8.88579g；
步骤4：使用椭偏仪分别测定5个测试片上沉积的氮化硅膜的厚度，其中，测定测试片上的氮化硅膜的5个位置点的厚度并以其平均值作为氮化硅膜的厚度，测得5个测试片上氮化硅膜的厚度分别为d1＝78.88nm、d2＝82.18nm、d3＝82.16nm、d4＝82.4nm、d5＝80.72nm；
步骤5：基于5个测试片的正面的面积S以及5个测试片上的氮化硅膜的厚度，得到5个测试片上的氮化硅膜的体积分别为V1＝25.20156cm3×78.88nm＝1.98789925mm3，V2＝25.20156cm3×82.18nm＝2.071064406mm3，V3＝25.20156cm3×82.18nm＝2.070560375mm3，V4＝25.20156cm3×82.4nm＝2.07660875mm3，V5＝25.20156cm3×80.72nm＝2.034270125mm3；且基于5个测试片的质量以及5个沉积有氮化硅膜的测试片的质量，得到5个测试片上沉积的氮化硅膜的质量分别为⊿M 1＝8.88102g-8.876g＝0.00502g，⊿M 2＝8.99484g-8.989g＝0.00584g，⊿M 3＝9.01522g-9.007g＝0.00822g，⊿M 4＝8.79892g-8.793g＝0.00592g，⊿M 5＝8.88579g-8.880g＝0.00579g；
步骤6：根据5个测试片上的氮化硅膜的质量以及体积，得到5个测试片上的氮化硅膜的密度分别为ρ1＝2.5252789g/cm3、ρ2＝2.8198061g/cm3、ρ3＝3.004017693g/cm3、ρ4＝2.8508018g/cm3、ρ5＝2.8462297g/cm3，求取ρ1-ρ5的平均值得到氮化硅膜的密度ρ＝2.809g/cm3；
步骤7：氮化硅膜的致密性通过密度ρ＝2.809g/cm3进行评价。
同时，为了对比，采用现有的评价减反射层的致密性的化学腐蚀法测定测试片上的氮化硅膜的刻蚀速率，具体如下：
将上述5片沉积有氮化硅膜的测试片用5％的氢氟酸溶液刻蚀2min，然后测试刻蚀后的氮化硅膜的厚度，通过计算，得到5片测试片上的氮化硅膜的HF刻蚀速率分别为R1＝9.13nm/min，R2＝8.96nm/min，R3＝8.76nm/min，R4＝8.89nm/min，R5＝8.87nm/min，求取R1-R5的平均值得到该沉积条件下的氮化硅膜的HF刻蚀速率为R＝8.93nm/min。
实施例2
本实施例2与实施例1基本相同，本实施例2与实施例1所不同在于：5个测试片的质量分别为M1＝8.9004g、M2＝8.94274g、M3＝9.93032g、M4＝8.87804g、M5＝8.72318g；得到的5个沉积有氮化硅膜的测试片的质量分别为M’1＝8.890659g、M’2＝8.94919g、M’3＝8.93686g、M’4＝8.88472g、M’5＝8.72951g，该5个测试片上氮化硅膜的厚度分别为d1＝79.02nm，d2＝80.72nm，d3＝80.54nm，d4＝80.58nm，d5＝79.44nm；得到5个测试片上的氮化硅膜的体积分别为V1＝1.991427469mm3，V2＝2.034270125mm3，V3＝2.029733844mm3，V4＝2.030741906mm3，V5＝2.002012125mm3，5个测试片上的氮化硅膜的质量分别为⊿M 1＝0.00619g，⊿M 2＝0.00645g，⊿M 3＝0.00654g，⊿M 4＝0.00668g，⊿M 5＝0.00633g；计算得到5个测试片上的氮化硅膜的密度分别为ρ1＝3.1083231g/cm3、ρ2＝3.17066704g/cm3、ρ3＝3.2220973g/cm3、ρ4＝3.2894382g/cm3、ρ5＝3.161819g/cm3，求取ρ1-ρ5的平均值得到氮化硅膜的密度ρ＝3.190g/cm3。
得到的5片测试片上的氮化硅膜的HF刻蚀速率分别为R1＝6.3nm/min，R2＝5.56nm/min，R3＝5.62nm/min，R4＝5.3nm/min，R5＝5.87nm/min，求取R1-R5的平均值得到该沉积条件下的氮化硅膜的HF刻蚀速率为R＝5.73nm/min。
实施例3
本实施例3与实施例1基本相同，本实施例3与实施例1所不同在于：5个测试片的质量分别为M1＝8.92407g、M2＝8.83913g、M3＝9.02369g、M4＝8.77007g、M5＝9.04413g；得到的5个沉积有氮化硅膜的测试片的质量分别为M’1＝8.93052g、M’2＝8.84583g、M’3＝9.0304g、M’4＝8.77683g、M’5＝9.05097g，该5个测试片上氮化硅膜的厚度分别为d1＝77.54nm，d2＝77.42nm，d3＝77.64nm，d4＝77.22nm，d5＝77.74nm；得到5个测试片上的氮化硅膜的体积分别为V1＝1.954129156mm3，V2＝1.951104969mm3，V3＝1.956649313mm3，V4＝1.946064656mm3，V5＝1.959169469mm3，5个测试片上的氮化硅膜的质量分别为⊿M 1＝0.00645g，⊿M 2＝0.0067g，⊿M 3＝0.00671g，⊿M 4＝0.00676g，⊿M 5＝0.00684g；计算得到5个测试片上的氮化硅膜的密度分别为ρ1＝3.300703g/cm3、ρ2＝3.4239516g/cm3、ρ3＝3.4293319g/cm3、ρ4＝3.473677g/cm3、ρ5＝3.4912753g/cm3，求取ρ1-ρ5的平均值得到氮化硅膜的密度ρ＝3.426g/cm3。
得到的5片测试片上的氮化硅膜的HF刻蚀速率分别为R1＝3.79nm/min，R2＝2.98nm/min，R3＝2.81nm/min，R4＝2.82nm/min，R5＝3.43nm/min，求取R1-R5的平均值得到该沉积条件下的氮化硅膜的HF刻蚀速率为R＝3.17nm/min。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，用于评价电池片上沉积的减反射层的致密性，所述表征方法包括如下步骤：
步骤S1，提供测试片，所述测试片的正面的面积为S，且质量为M；
步骤S2，在所述测试片上沉积所述沉积膜，测定所述沉积膜的厚度d，且沉积有所述沉积膜的测试片的质量M’；
步骤S3，基于所述面积S以及所述厚度d，得到所述沉积膜的体积为V，并基于所述质量M以及M’，得到所述沉积膜的质量⊿M；
步骤S4，根据所述沉积膜的质量⊿M与所述沉积膜的体积为V，得到所述沉积膜的密度ρ，基于所述密度ρ评价所述沉积膜的致密性。
2.根据权利要求1所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，所述步骤S2中，测定所述测试片上的沉积膜的多个点的厚度并以其平均值作为所述沉积膜的厚度d。
3.根据权利要求1或2所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，使用多个所述测试片，并分别以相同的条件沉积所述沉积膜且求得该多个所述测试片上的沉积膜的密度的平均值作为所述密度ρ。
4.根据权利要求2所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，所述步骤S2中测定所述测试片上的沉积膜的2-10个点的厚度。
5.根据权利要求3所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，使用的所述测试片的个数为2-10个。
6.根据权利要求1所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，所述测试片为硅片或玻璃片或金属片。
7.根据权利要求1所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，所述测试片的正面为抛光面。
8.根据权利要求1所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，所述沉积膜为氮化硅膜。
9.根据权利要求1所述的沉积膜的致密性的表征方法，其特征在于，所述步骤S2中，使用椭偏仪测定所述沉积膜的厚度d。
10.一种电池片的制造方法，其特征在于，包括形成沉积膜步骤，所述形成沉积膜步骤中根据权利要求1至9任一项所述的沉积膜的致密性的表征方法确定所形成的沉积膜的密度，并将所述沉积膜的密度ρ与基准密度ρ基进行比较，当ρ小于基准密度ρ基，则对所述沉积膜的沉积工艺进行调整，如果沉积膜的密度ρ大于等于基准密度ρ基，则不对所述沉积膜的沉积工艺进行调整。
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