CN113621946A - 一种叠层背膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种叠层背膜及其制备方法。所述制备方法包括：1)将一面沉积有氧化铝层的硅片置于反应器中抽真空，通入第一气体对氧化铝层进行预沉积，得到第一半成品；所述第一气体为含氧气体；2)通入第二气体，在预处理产品的氧化铝层上沉积氧化硅层，得到第二半成品；3)通入第三气体，在第二半成品的氧化硅层上沉积氮氧化硅层，得到第三半成品；4)通入第四气体，在第三半成品的氮氧化硅层上沉积氮化硅层，得到所述叠层背膜。通过采用含O气体的对氧化铝表面进行预处理，可增强表面负电荷密度，增强钝化效果。通过用背面氧化硅层、氮氧化硅层叠加氮化硅层来代替现有技术中的单层氮化硅膜层，改善了电池片的LeTID现象。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种叠层背膜及其制备方法，尤其涉及一种适用于太阳能perc电池片的叠层背膜及其制备方法。
背景技术
太阳能单晶perc电池技术是目前行业主流。p型PERC+LDSE工艺流程为：碱制绒→扩散→LDSE→刻蚀→氧化→氧化铝→正、背面PECVD→激光开窗→丝印印刷→烧结。PERC技术中氧化铝是应用比较广泛的背钝化技术，主要原因为其制备工艺简单且转换效率较高，通过在太阳能电池表面形成氧化铝钝化层，可大幅度下降背面电学复合，提升电池的开路电压、短路电流，提升转化效率。
现有perc电池技术中，一般采用原子层沉积(ALD)和管式PECVD形成氧化铝钝化层。
CN111416002A公开了一种电池背面氮化硅膜层、PERC电池及制备方法，属于单晶PERC电池制造领域。所述电池包括正面氮化硅膜层，背面氧化铝膜层和背面氮化硅膜层，所述背面氮化硅膜层为五层结构。该文献中的背膜方案硅氮比逐渐降低，即基硅底层起，从里到外膜层折射率逐渐降低、造成对波长响应不佳，影响转换效率。且都使用含氢的特气，在工艺过程中会产生大量的氢离子，有可能会导致电池出现光热衰减(LeTID)，影响电池的可靠性。
CN111029436A本发明提供了一种可改善LeTID现象的P型单晶PERC电池的制作方法。通过改变电池膜层结构、制作原材料及相应的工艺优化方法来减少氢源来源，降低太阳能电池片中的多余氢原子，达到改善太阳能电池LeTID现象的技术效果。该发明为了改善LeTID现象，背膜钝化层主要是氮氧化硅薄膜，厚度为110nm，使整体氢离子含量偏低，使电注入/光注入过程中，氢的钝化效果减弱，使电池光衰加大，影响组件PID可靠性。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种叠层背膜及其制备方法。本发明提供的叠层背膜制备方法对氧化铝层的厚度要求较低，较薄的氧化铝即可达到优良的钝化效果，同时本发明提供的制备方法可以减少太阳能电池的LeTID现象。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种叠层背膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将一面沉积有氧化铝层的硅片置于反应器中抽真空，通入第一气体对氧化铝层进行预沉积，得到第一半成品；所述第一气体为含氧气体；
(2)通入第二气体，在步骤(1)所述预处理产品的氧化铝层上沉积氧化硅层，得到第二半成品；
(3)通入第三气体，在步骤(2)所述第二半成品的氧化硅层上沉积氮氧化硅层，得到第三半成品；
(4)通入第四气体，在步骤(3)所述第三半成品的氮氧化硅层上沉积氮化硅层，得到所述叠层背膜。
申请人经研究发现，perc电池技术中，原子层沉积(ALD)方式制备的氧化铝层均匀性好且精确控制钝化层的质量和厚度，但是其生产速度很慢。为了提升产量，下降成本，需要降低氧化铝层厚度。氧化铝层厚度降低以后，氧化铝的钝化效果会减弱，下降电池片转换效率。
并且，现有的太阳能perc电池存在光致衰减(LID)和光热衰减(LeTID)现象。研究表明，LeTID主要是由于电池片中存在多余的氢原子、杂质及本身缺陷等因素导致。其中氢原子在正常制备电池工艺过程中会产生：PECVD法沉积正面SiyNx薄膜及背面沉积SiyNx叠层膜时，都会使用大量的含氢气体，最终导致电池片中出现大量的氢原子，加重LeTID现象。
本发明提供的制备方法通过采用含O气体的对氧化铝表面进行预处理，可增强表面负电荷密度，增强钝化效果，并且采用氮氧化硅膜层来增强背膜的钝化效果。通过上述方法，本发明解决了氧化铝层厚度降低以后，会导致氧化铝钝化表面负电荷的减少，氧化铝的钝化效果会减弱的问题。
本发明提供的制备方法还通过用背面氧化硅层、氮氧化硅层叠加氮化硅层来代替现有技术中的单层氮化硅膜层，减少含氢源气体(氨气等)的使用量，下降率电池内氢原子量，改善了电池片的LeTID现象。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的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，步骤(1)所述置于反应器中的方法包括：将一面沉积有氧化铝层的硅片装入石墨舟，再将石墨舟置于反应器中。
优选地，步骤(1)所述一面沉积有氧化铝层的硅片的氧化铝层厚度为3-4μm，例如3μm、3.5μm或4μm等。上述较薄厚度的氧化铝层即可通过本发明提供的方法实现良好的钝化效果。
优选地，步骤(1)所述一面沉积有氧化铝层的硅片中设置有PN结。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一气体包括笑气。
优选地，步骤(1)所述第一气体的流量为2000-5000sccm，例如2000sccm、3000sccm、4000sccm或5000sccm等。
优选地，步骤(1)所述预沉积的温度为350-400℃，例如350℃、360℃、370℃、380℃或400℃等。本发明中，如果预沉积的温度过高，因笑气具有强氧化性，如果温度过高会破坏氧化铝层；如果预沉积的厚度过低，会导致预处理效果减弱。
优选地，步骤(1)所述预沉积的射频功率为4000-8000w，例如4000、5000、6000、7000或8000w。
优选地，步骤(1)所述预沉积的占空比为1：(10-30)，例如1：10、1：15、1：20、1：25或1：30等。
优选地，步骤(1)所述预沉积的反应器压力为200-250Pa，例如200Pa、210Pa、220Pa、230Pa、240Pa或250Pa等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二气体包括笑气和硅烷。本发明中，所述硅烷是指硅与氢的化合物，例如甲硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)等。
优选地，所述第二气体中，笑气流量为4000-7000sccm，例如4000sccm、5000sccm、6000sccm或7000sccm等，硅烷流量为500-1000sccm，例如500sccm、600sccm、700sccm、800sccm、900sccm或1000sccm等。
优选地，步骤(2)所述沉积的温度为450-550℃，例如450℃、475℃、500℃、525℃或550℃等。
优选地，步骤(2)所述沉积的射频功率为5000-8000W，例如5000W、6000W、7000W或8000W等。
优选地，步骤(2)所述沉积的占空比为1：(10-30)，例如1：10、1：20或1：30等。
优选地，步骤(2)所述沉积的反应器压力为200-250Pa，例如200Pa、210Pa、220Pa、230Pa、240Pa或250Pa等。
优选地，步骤(2)所述沉积得到的氧化硅层厚度为5-10μm，例如5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm等。本发明中，氧化硅层的厚度过高，因氧化硅层致密性好，过厚会影响后续丝网金属化烧结及电注入氢钝化效果；氧化硅层的厚度过低，会导致整体背膜厚度过低，需要其他膜层加厚，过多的引入氢原子，加大LeTID现象。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述第三气体包括笑气、硅烷和氨气。
优选地，所述第三气体中，笑气流量为1500-4000sccm，例如1500sccm、1600sccm、1700sccm、1800sccm、1900sccm、3000sccm或4000sccm等，硅烷流量为400-1500sccm，例如400sccm、500sccm、700sccm、900sccm、1100sccm、1300sccm或1500sccm等，氨气流量为4000-10000sccm，例如4000sccm、8000sccm、9000sccm或10000sccm等。
优选地，步骤(3)所述沉积的温度为450-550℃，例如450℃、470℃、490℃、510℃、530℃或550℃等。
优选地，步骤(3)所述沉积的射频功率为5000-12000W，例如5000W、6000W、7000W、8000W或12000W等。
优选地，步骤(3)所述沉积的占空比为1：(10-30)，例如1：10、1：15、1：20、1：25或1：30等。
优选地，步骤(3)所述沉积的反应器压力为200-250Pa，例如200Pa、210Pa、220Pa、230Pa、240Pa或250Pa等。
优选地，步骤(3)所述沉积得到的氮氧化硅层厚度为60-90μm，例如60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm或90μm等。本发明中，如果氮氧化硅层厚度过高，会导致背膜工序产量的下降，且过厚的膜层会导致硅片局部与石墨舟接触位置烧裂；如果氮氧化硅层的厚度过低，会导致背膜钝化效果变弱，影响电池片效率。
优选地，步骤(3)所述沉积得到的氮氧化硅层折射率为1.85-2.0，例如1.85、1.9、1.95或2.0等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述第四气体包括硅烷和氨气。
优选地，所述第四气体中，硅烷流量为500-1500sccm，例如500sccm、800sccm、1000sccm、1300sccm或1500sccm等，氨气流量为5000-10000sccm，例如5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm、9000sccm或10000sccm等。
优选地，步骤(4)所述沉积的温度为450-550℃，例如450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃或550℃等。
优选地，步骤(4)所述沉积的射频功率为9000-13000W，例如9000W、10000W、11000W、12000W或13000W等。
优选地，步骤(4)所述沉积的占空比为1：(5-20)，例如1：5、1：10、1：15或1：20等。
优选地，步骤(4)所述沉积的反应器压力为200-250Pa，例如200Pa、210Pa、220Pa、230Pa、240Pa或250Pa等。
优选地，步骤(4)所述沉积得到的氮化硅层厚度为50-80μm，例如50μm、60μm、70μm或80μm等。本发明中，如果氮化硅层的厚度过高，会导致背面工序整体产量的下降，且过厚的氮化硅层会影响后道工序激光开窗的效果(增加激光功率、下降开窗速度)；如果氮化硅层的厚度过低，会导致钝化效果变弱，影响电池片效率。
优选地，步骤(4)所述沉积得到的氮化硅层的折射率为2.0-2.1，例如2.0、2.05或2.1等。
作为本发明优选的技术方案，所述方法还包括：沉积氮化硅层之后，反复进行抽真空和通入保护性气体的操作，之后取出产品。
优选地，所述保护性气体包括氮气和/或氩气。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将一面沉积有氧化铝层的硅片装入石墨舟，再将石墨舟置于反应器中，抽真空，通入第一气体对氧化铝层进行预沉积，得到第一半成品；所述第一气体为含氧气体；所述第一气体包括笑气，笑气的流量为2000-5000sccm；预沉积的温度为350-400℃；预沉积的射频功率为4000-8000w；预沉积的占空比为1：(10-30)；预沉积的反应器压力为200-250Pa；
(2)通入第二气体，在步骤(1)所述预处理产品的氧化铝层上沉积氧化硅层，得到第二半成品；所述第二气体包括笑气和硅烷，笑气流量为4000-7000sccm，硅烷流量为500-1000sccm；步骤(2)所述沉积的温度为450-550℃，沉积的射频功率为5000-8000w，沉积的占空比为1：(10-30)，沉积的反应器压力为200-250Pa；
(3)通入第三气体，在步骤(2)所述第二半成品的氧化硅层上沉积氮氧化硅层，得到第三半成品；述第三气体包括笑气、硅烷和氨气，笑气流量为1500-4000sccm，硅烷流量为400-1500sccm，氨气流量为4000-10000sccm；步骤(3)所述沉积的温度为450-550℃，所述沉积的射频功率为5000-12000w，所述沉积的占空比为1：(10-30)，所述沉积的反应器压力为200-250Pa；
(4)通入第四气体，在步骤(3)所述第三半成品的氮氧化硅层上沉积氮化硅层，之后反复进行抽真空和通入保护性气体的操作，取出石墨舟，得到所述叠层背膜；所述第四气体包括硅烷和氨气，硅烷流量为500-1500sccm，氨气流量为5000-10000sccm；步骤(4)所述沉积的温度为450-550℃，所述沉积的射频功率为9000-13000W，所述沉积的占空比为1：(5-20)，所述沉积的反应器压力为200-250Pa。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的方法制备得到的叠层背膜。
作为本发明优选的技术方案，所述叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层。
优选地，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的制备方法通过采用含O气体的对氧化铝表面进行预处理，可增强表面负电荷密度，增强钝化效果，并且采用氮氧化硅膜层来增强背膜的钝化效果。通过上述方法，本发明解决了氧化铝层厚度降低以后，会导致氧化铝钝化表面负电荷的减少，氧化铝的钝化效果会减弱的问题；并且还通过用背面氧化硅层、氮氧化硅层叠加氮化硅层来代替现有技术中的单层氮化硅膜层，减少含氢源气体(氨气等)的使用量，下降率电池内氢原子量，改善了电池片的LeTID现象。
(2)本发明提供的叠层背膜通过对于钝化层结构的调整，减少含氢源气体的使用量，减少电池片内氢原子量，减弱LeTID，增加电池可靠性，并能增强背钝化效果，进一步提升电池转换效率。
附图说明
图1为实施例1提供的叠层背膜制备方法流程示意图；
图2为实施例1提供的制备方法得到的叠层背膜的结构示意图，其中，1-硅片、2-氧化铝层、3-氧化硅层、4-氮氧化硅层、5-氮化硅层、6-PN结。
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，下述实施例中，射频电源开关比时间即为占空比：
实施例1
本实施例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为4μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到350℃；
(2)预沉积：炉内温度保持在350℃，笑气4000sccm，压力保持在230Pa，射频功率5000W，射频电源开关比时间1：20，处理时间1.5分钟；
(3)沉积氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷550sccm、笑气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率8000W，射频电源开关比时间1：20，沉积时间2分钟；氧化硅膜厚在5μm；
(4)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷400sccm、氨气6000sccm，笑气2000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12000W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间7分钟；氮氧化硅膜层厚度在60μm；氮氧化膜的折射率为1.88；
(5)沉积高折氮化硅：炉内温度保持在490℃，通入硅烷1000sccm、氨气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12500W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间8分钟；氮化硅层厚度在80μm；氮化硅的折射率为2.13；
(6)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(7)出舟，下料。
本实施例提供的叠层背膜制备方法流程示意图如图1所示。
本实施例提供的叠层背膜结构如图2所示，所述叠层背膜的硅片1背面依次层叠有氧化铝层2、氧化硅层3、氮氧化硅层4和氮化硅层5，所述叠层背膜的硅片1中设置有PN结6。
实施例2
本实施例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为4μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到350℃；
(2)预沉积：炉内温度保持在350℃，笑气4000sccm，压力保持在230Pa，射频功率5000W，射频电源开关比时间1：20，处理时间1.5分钟；
(3)沉积氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷550sccm、笑气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率8000W，射频电源开关比时间1：20，沉积时间2分钟；氧化硅膜厚在5μm；
(4)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷400sccm、氨气4000sccm，笑气4000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12000W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间7分钟；氮氧化硅膜层厚度在60μm；氮氧化膜的折射率为1.83；
(5)沉积高折氮化硅：炉内温度保持在490℃，通入硅烷1000sccm、氨气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12500W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间8分钟；氮化硅层厚度在80μm；氮化硅的折射率为2.13；
(6)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(7)出舟，下料。
本实施例提供的叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
实施例3
本实施例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为4μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到350℃；
(2)预沉积：炉内温度保持在350℃，笑气4000sccm，压力保持在230Pa，射频功率5000W，射频电源开关比时间1：20，处理时间1.5分钟；
(3)沉积氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷550sccm、笑气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率8000W，射频电源开关比时间1：20，沉积时间2分钟；氧化硅膜厚在5μm；
(4)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷400sccm、氨气6000sccm，笑气2000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12000W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间9分钟；氮氧化硅膜层厚度在80μm；氮氧化膜的折射率为1.89；
(5)沉积高折氮化硅：炉内温度保持在490℃，通入硅烷1000sccm、氨气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12500W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间8分钟；氮化硅层厚度在80μm；氮化硅的折射率为2.13；
(6)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(7)出舟，下料。
本实施例提供的叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
实施例4
本实施例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为4μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到350℃；
(2)预沉积：炉内温度保持在350℃，笑气4000sccm，压力保持在230Pa，射频功率5000W，射频电源开关比时间1：20，处理时间1.5分钟；
(3)沉积氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷550sccm、笑气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率8000W，射频电源开关比时间1：20，沉积时间2分钟；氧化硅膜厚在5μm；
(4)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷400sccm、氨气6000sccm，笑气2000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12000W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间9分钟；氮氧化硅膜层厚度在60μm；氮氧化膜的折射率为1.88；
(5)沉积高折氮化硅：炉内温度保持在490℃，通入硅烷1000sccm、氨气5000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12500W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间6分钟；氮化硅层厚度在60μm；氮化硅的折射率为2.11；
(6)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(7)出舟，下料。
本实施例提供的叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
实施例5
本实施例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为3μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到350℃；
(2)预沉积：炉内温度保持在380℃，笑气2000sccm，压力保持在200Pa，射频功率4000W，射频电源开关比时间1：10，处理时间2分钟；
(3)沉积氧化硅：炉内温度保持在450℃，通入硅烷500sccm、笑气4000sccm，压力保持在200Pa，射频功率5000W，射频电源开关比时间1：10，沉积时间3分钟；氧化硅膜厚度为7μm；
(4)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在450℃，通入硅烷500sccm、氨气8000sccm，笑气4000sccm，压力保持在200Pa，射频功率5000W，射频电源开关比时间1:15，沉积时间10分钟；氮氧化硅膜层厚度在75μm；氮氧化膜的折射率为1.73；
(5)沉积高折氮化硅：炉内温度保持在450℃，通入硅烷500sccm、氨气7000sccm，压力保持在200Pa，射频功率9000W，射频电源开关比时间1:5，沉积时间7分钟；氮化硅层厚度在70μm；氮化硅的折射率为2.03；
(6)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(7)出舟，下料。
本实施例提供的叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
实施例6
本实施例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为3.5μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到400℃；
(2)预沉积：炉内温度保持在400℃，笑气5000sccm，压力保持在250Pa，射频功率8000W，射频电源开关比时间1：10，处理时间1.5分钟；
(3)沉积氧化硅：炉内温度保持在550℃，通入硅烷1000sccm、笑气7000sccm，压力保持在250Pa，射频功率8000W，射频电源开关比时间1：30，沉积时间4分钟；氧化硅膜厚在10μm；
(4)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在550℃，通入硅烷1500、氨气10000sccm，笑气3000sccm，压力保持在250Pa，射频功率10000W，射频电源开关比时间1:30，沉积时间12分钟；氮氧化硅膜层厚度在90μm；氮氧化膜的折射率为2.04；
(5)沉积高折氮化硅：炉内温度保持在550℃，通入硅烷1500sccm、氨气10000sccm，压力保持在250Pa，射频功率13000W，射频电源开关比时间1:20，沉积时间5分钟；氮化硅层厚度在50μm；氮化硅的折射率为2.23；
(6)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(7)出舟，下料。
本实施例提供的叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例步骤(2)预沉积的温度为450℃。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例步骤(2)预沉积的温度为300℃。
对比例1
本对比例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为3.5μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到500℃；
(2)沉积氮化硅：炉内温度保持在490℃，通入硅烷1000sccm、氨气10000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12500W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间15分钟；氮化硅层厚度在145μm
(3)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(4)出舟，下料。
对比例2
本对比例按照如下方法制备叠层背膜：
(1)准备、进管，将硅片(一面上ALD后形成厚度为3.5μm的氧化铝层，且硅片含有PN结)装入石墨舟，并送入镀膜管内，升温到500℃；
(2)沉积氮氧化硅：炉内温度保持在500℃，通入硅烷400sccm、氨气6000sccm，笑气2000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12000W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间9分钟；氮氧化硅膜层厚度在80μm；
(3)沉积氮化硅：炉内温度保持在490℃，通入硅烷1000sccm、氨气10000sccm，压力保持在230Pa，射频功率12500W，射频电源开关比时间1:10，沉积时间15分钟；氮化硅层厚度在60μm
(4)抽空、回压，重复抽真空、通氮气、置换管内特气，保证管内充满氮气；
(5)出舟，下料。
测试方法：
对各实施例和对比例提供的叠层背膜产品均用用同一条丝印印刷线进行后续生产步骤制备成P型单晶PERC电池，并分别统计电性能情况，并测试LeTID。其中，电性能测试的测试条件为模拟光源强度：1000w/cm2；模拟光谱：AM1.5(大气质量)；测试温度：25℃。LeTID的测试条件为模拟光源强度：400w/cm2，测试温度：75℃。测试结果见下表：
表1电性能测试结果
表中，Uoc代表开路电压；Isc代表短路电流；Rs代表串联电阻；Rsh代表并联电阻；FF代表填充因子；EFF代表转换效率。
从表1数据看出，氧化铝膜厚在下降之后对比例1对比对比例2效率偏低了0.03％，主要是开压的降低，表面钝化效果的减弱；而通过对于氧化铝层的预处理及叠层背膜结构的调整，各实施例相比对比例1效率都有提升。其中实施例3效率最优，主要是膜整体最厚，钝化效果最好。实施例5、6增加氧化硅厚度后，FF下降，整体效率降低。
表2 LeTID测试结果(测试温度75℃)
从表2数据看出，叠层背膜结构的调整，LeTID现象都有下降：实施例4效果最优，是氮化硅层在膜层中占比最大(约55％)，电池片体内氢含量最少；实施例1、2膜层结构相同，但实施例2LeTID数据小，因为实施例2中氨气用量比实施例1有下降。
综合上述实施例和对比例可知，实施例1在硅片ALD形成氧化铝层后，先预沉积优化氧化铝层，后面沉积一层氧化硅层，上面镀一层氮氧化硅膜，最后镀一层高折射率氮化硅膜。实施例2在实施例1基础上调整氮氧化硅膜层的流量比。实施例3在实施例1基础上调整氮氧化硅膜层的厚度。实施例4在实施例1基础上调整氮化硅膜层的厚度。实施例1-6均能通过采用含O气体的对氧化铝表面进行预处理，可增强表面负电荷密度，增强钝化效果，并且采用氮氧化硅膜层来增强背膜的钝化效果；通过用背面氧化硅层、氮氧化硅层叠加氮化硅层来代替现有技术中的单层氮化硅膜层，减少含氢源气体(氨气等)的使用量，下降率电池内氢原子量，改善了电池片的LeTID现象。
实施例7因为预沉积温度偏高，导致氧化铝被损坏，钝化效果减弱，效率下降。
实施例8因为预沉积温度偏低，导致笑气电离出的氧原子修复氧化铝层效果变差，效率下降。
对比例1因为氧化铝层膜厚下降，后续叠加的又是单层氮化硅，导致整体效率最低，LeTID严重。
对比例2对比于其它实施例，氧化铝层膜厚下降，造成整体钝化效果变弱，且无预处理层(步骤1)及氧化硅层，导致效率仍比其它实施例低，LeTID差。
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，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、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)
1.一种叠层背膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将一面沉积有氧化铝层的硅片置于反应器中抽真空，通入第一气体对氧化铝层进行预沉积，得到第一半成品；所述第一气体为含氧气体；
(2)通入第二气体，在步骤(1)所述预处理产品的氧化铝层上沉积氧化硅层，得到第二半成品；
(3)通入第三气体，在步骤(2)所述第二半成品的氧化硅层上沉积氮氧化硅层，得到第三半成品；
(4)通入第四气体，在步骤(3)所述第三半成品的氮氧化硅层上沉积氮化硅层，得到所述叠层背膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述置于反应器中的方法包括：将一面沉积有氧化铝层的硅片装入石墨舟，再将石墨舟置于反应器中；
优选地，步骤(1)所述一面沉积有氧化铝层的硅片的氧化铝层厚度为3-4μm；
优选地，步骤(1)所述一面沉积有氧化铝层的硅片中设置有PN结。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一气体包括笑气；
优选地，步骤(1)所述第一气体的流量为2000-5000sccm；
优选地，步骤(1)所述预沉积的温度为350-400℃；
优选地，步骤(1)所述预沉积的射频功率为4000-8000W；
优选地，步骤(1)所述预沉积的占空比为1：(10-30)；
优选地，步骤(1)所述预沉积的反应器压力为200-250Pa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二气体包括笑气和硅烷；
优选地，所述第二气体中，笑气流量为4000-7000sccm，硅烷流量为500-1000sccm；
优选地，步骤(2)所述沉积的温度为450-550℃；
优选地，步骤(2)所述沉积的射频功率为5000-8000W；
优选地，步骤(2)所述沉积的占空比为1：(10-30)；
优选地，步骤(2)所述沉积的反应器压力为200-250Pa；
优选地，步骤(2)所述沉积得到的氧化硅层厚度为5-10μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第三气体包括笑气、硅烷和氨气；
优选地，所述第三气体中，笑气流量为1500-4000sccm，硅烷流量为400-1500sccm，氨气流量为4000-10000sccm；
优选地，步骤(3)所述沉积的温度为450-550℃；
优选地，步骤(3)所述沉积的射频功率为5000-12000W；
优选地，步骤(3)所述沉积的占空比为1：(10-30)；
优选地，步骤(3)所述沉积的反应器压力为200-250Pa；
优选地，步骤(3)所述沉积得到的氮氧化硅层厚度为60-90μm；
优选地，步骤(3)所述沉积得到的氮氧化硅层折射率为1.85-2.0。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述第四气体包括硅烷和氨气；
优选地，所述第四气体中，硅烷流量为500-1500sccm，氨气流量为5000-10000sccm；
优选地，步骤(4)所述沉积的温度为450-550℃；
优选地，步骤(4)所述沉积的射频功率为9000-13000W；
优选地，步骤(4)所述沉积的占空比为1：(5-20)；
优选地，步骤(4)所述沉积的反应器压力为200-250Pa；
优选地，步骤(4)所述沉积得到的氮化硅层厚度为50-80μm；
优选地，步骤(4)所述沉积得到的氮化硅层的折射率为2.0-2.1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：沉积氮化硅层之后，反复进行抽真空和通入保护性气体的操作，之后取出产品；
优选地，所述保护性气体包括氮气和/或氩气。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将一面沉积有氧化铝层的硅片装入石墨舟，再将石墨舟置于反应器中，抽真空，通入第一气体对氧化铝层进行预沉积，得到第一半成品；所述第一气体为含氧气体；所述第一气体包括笑气，笑气的流量为2000-5000sccm；预沉积的温度为350-400℃；预沉积的射频功率为4000-8000W；预沉积的占空比为1：(10-30)；预沉积的反应器压力为200-250Pa；
(2)通入第二气体，在步骤(1)所述预处理产品的氧化铝层上沉积氧化硅层，得到第二半成品；所述第二气体包括笑气和硅烷，笑气流量为4000-7000sccm，硅烷流量为500-1000sccm；步骤(2)所述沉积的温度为450-550℃，沉积的射频功率为5000-8000W，沉积的占空比为1：(10-30)，沉积的反应器压力为200-250Pa；
(3)通入第三气体，在步骤(2)所述第二半成品的氧化硅层上沉积氮氧化硅层，得到第三半成品；述第三气体包括笑气、硅烷和氨气，笑气流量为1500-4000sccm，硅烷流量为400-1500sccm，氨气流量为4000-10000sccm；步骤(3)所述沉积的温度为450-550℃，所述沉积的射频功率为5000-12000W，所述沉积的占空比为1：(10-30)，所述沉积的反应器压力为200-250Pa；
(4)通入第四气体，在步骤(3)所述第三半成品的氮氧化硅层上沉积氮化硅层，之后反复进行抽真空和通入保护性气体的操作，取出石墨舟，得到所述叠层背膜；所述第四气体包括硅烷和氨气，硅烷流量为500-1500sccm，氨气流量为5000-10000sccm；步骤(4)所述沉积的温度为450-550℃，所述沉积的射频功率为9000-13000W，所述沉积的占空比为1：(5-20)，所述沉积的反应器压力为200-250Pa。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的叠层背膜。
10.根据权利要求9所述的叠层背膜，其特征在于，所述叠层背膜的硅片背面依次层叠有氧化铝层、氧化硅层、氮氧化硅层和氮化硅层；
优选地，所述叠层背膜的硅片中设置有PN结。
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