一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺
技术领域
[0001]
本发明涉及晶硅太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺。
背景技术：
[0002]
晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。传统的晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用pecvd的方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。
[0003]
晶体硅太阳能电池在使用过程中不排放和发射任何有害物质；没有运动部件、无噪声、重量轻、体积小、具有模块化特征，可分散就地设置，建设周期短，工作寿命长20-25年，维护简便，运行可靠等优点，是一种十分理想的可再生洁净能源。
[0004]
目前在晶硅太阳能加工生产过程中，pecvd生成一种钝化加减反射氮化硅膜来钝化晶硅体内缺陷并增加太阳光的吸收来提升晶硅太阳能电池的转换效率，目前，氮化硅工艺更进一步的难度较大。
技术实现要素：
[0005]
本发明的目的在于提供一种简单的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，该工艺通过在氮化硅膜后沉积形成氮氧化硅膜和氧化硅膜，既有底层氮化硅膜保证其正面钝化效果，又有表层氮氧化硅膜与氧化硅膜来降低反射率，提升太阳光吸收能力，从而提升晶体太阳能电池光电转换效率。
[0006]
本发明是通过如下技术方案实现的：
[0007]
一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，其特征在于，在晶体硅片的受光面上生成氮化硅膜，然后在所述氮化硅膜上生成氮氧化硅膜，在所述氮氧化硅膜生成氧化硅膜；所述氮化硅膜、所述氮氧化硅膜和所述氧化硅膜采用pecvd方式沉积形成；所述氮氧化硅膜、所述氧化硅膜用于降低晶硅太阳能电池的反射率，且所述反射率下降60-65％。所述的晶体硅片的受光面即为其正面。具体地，本发明所提供的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，通过在晶体硅片的正面上采用pecvd方式沉积生成氮化硅膜，并在氮化硅膜上继续沉积形成氮氧化硅膜和氧化硅膜，这样既有底层氮化硅膜保证其正面钝化效果，又有表层氮氧化硅膜与氧化硅膜来降低晶硅太阳能电池的反射率，提升了太阳光吸收能力，从而提升晶体太阳能电池光电转换效率(晶体太阳能电池光电转换效率提高0.1-0.2％)。
[0008]
进一步地，所述的氮氧化硅膜是由硅烷、氨气与笑气(笑气指一氧化二氮n2o)在温度450-500℃、压强350-500pa下反应生成。
[0009]
进一步地，通入的所述硅烷、所述氨气和所述笑气的流量为100-10000sccm。其中：
sccm是体积流量单位，意思为标况毫升每分。具体地，所述硅烷、所述氨气和所述笑气的气体流量并不一定相同。
[0010]
进一步地，所述氮氧化硅膜的反应时间为10-1000秒。具体地，所述的氮氧化硅膜采用pecvd法制备，其具体的工艺为，在温度450-500℃，压强350-500pa下，硅烷流量为100-10000sccm，氨气流量为100-10000sccm，笑气流量100-10000sccm，持续反应10-1000秒制得。其中所述的pecvd法是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜，为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种cvd称为等离子体增强化学气相沉积pecvd，该方法成膜质量好。
[0011]
进一步地，所述的氮氧化硅膜的厚度为2-30纳米。
[0012]
进一步地，所述的氧化硅膜是由硅烷与笑气(一氧化二氮)在温度400-450℃、压强350-450pa下反应生成。
[0013]
进一步地，通入的所述硅烷和所述笑气的流量为100-10000sccm。其中：sccm是体积流量单位，意思为标况毫升每分。具体地，所述硅烷和所述笑气的气体流量并不一定相同。
[0014]
进一步地，所述的氧化硅膜的反应时间为10-1000秒。具体地，所述的氧化硅膜采用pecvd法制备，其工具体的艺是，在温度400-450℃，压强350-450pa下，硅烷流量为100-10000sccm，笑气流量为100-10000sccm，持续反应10-1000秒制得。
[0015]
进一步地，所述的氧化硅膜的厚度为2-10纳米。
[0016]
本发明的有益效果：
[0017]
(1)本发明的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，该工艺简单，首先在晶体硅片的受光面上沉积形成氮化硅膜，然后通过在氮化硅膜后继续沉积形成氮氧化硅膜和氧化硅膜，既有底层氮化硅膜保证其正面钝化效果，又有表层氮氧化硅膜与氧化硅膜来降低反射率，提升太阳光吸收能力；从而提升晶体太阳能电池光电转换效率。
[0018]
(2)本发明的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，能够降低反射率60-65％,并提高太阳能电池光电转换效率0.1-0.2％。
具体实施方式
[0019]
下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]
实施例1
[0021]
一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，其特征在于，在晶体硅片的受光面上沉积生成氮化硅膜，然后在所述的氮化硅膜上沉积生成氮氧化硅膜(所述的氮氧化硅膜的厚度为18纳米)，继续在所述的氮氧化硅膜上沉积生成氧化硅膜(所述的氧化硅膜的厚度为4纳米)；所述的氮化硅膜、所述氮氧化硅膜和所述氧化硅膜均采用pecvd方式沉积形成；所述的氮氧化硅膜、所述的氧化硅膜用于降低晶硅太阳能电池的反射率。
[0022]
上述实施例1的氮氧化硅膜是采用pecvd法制备，其具体的工艺为，在温度450℃，压强400pa下，硅烷流量为1800sccm，氨气流量为4500sccm，笑气流量为5250sccm，持续反应210秒制得。上述的氧化硅膜也是采用pecvd法制备，其工具体的艺是，在温度420℃，压强380pa下，硅烷流量为1800sccm，笑气流量为5250sccm，持续反应50秒制得。
[0023]
对比例1
[0024]
对比例1同实施例1在晶体硅片的受光面上沉积生成氮化硅膜，与实施例1的区别在于不在氮化硅膜后沉积氮氧化硅膜和氧化硅膜。
[0025]
测试实施例1优化后的晶硅太阳能电池的光线反射率为1.5％，测试对比例1的晶硅太阳能电池的光线反射率为4％；由此可知本发明所提供的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺较对比例1而言，反射率下降了62.5％，并提高了太阳能电池光电转换效率0.16％。
[0026]
实施例2
[0027]
一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，其特征在于，在晶体硅片的受光面上沉积生成氮化硅膜，然后在所述的氮化硅膜上沉积生成氮氧化硅膜(所述的氮氧化硅膜的厚度为30纳米)，继续在所述的氮氧化硅膜上沉积生成氧化硅膜(所述的氧化硅膜的厚度为10纳米)；所述的氮化硅膜、所述氮氧化硅膜和所述氧化硅膜均采用pecvd方式沉积形成；所述的氮氧化硅膜、所述的氧化硅膜用于降低晶硅太阳能电池的反射率。
[0028]
上述实施例2的氮氧化硅膜是采用pecvd法制备，其具体的工艺为，在温度500℃，压强350pa下，硅烷流量为6500sccm，氨气流量为8600sccm，笑气流量为9500sccm，持续反应320秒制得。上述的氧化硅膜同样采用pecvd法制备，其工具体的艺是，在温度450℃，压强450pa下，硅烷流量为6200sccm，笑气流量为8500sccm，持续反应90秒制得。
[0029]
测试实施例2优化后的晶硅太阳能电池的光线反射率为1.4％，测试对比例1的晶硅太阳能电池的光线反射率为4％；由此可知本发明所提供的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺较对比例1而言，反射率下降了65％，并提高了太阳能电池光电转换效率0.2％。
[0030]
实施例3
[0031]
一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，其特征在于，在晶体硅片的受光面上沉积生成氮化硅膜，然后在所述的氮化硅膜上沉积生成氮氧化硅膜(所述的氮氧化硅膜的厚度为5纳米)，继续在所述的氮氧化硅膜上沉积生成氧化硅膜(所述的氧化硅膜的厚度为2纳米)；所述的氮化硅膜、所述氮氧化硅膜和所述氧化硅膜均采用pecvd方式沉积形成；所述的氮氧化硅膜、所述的氧化硅膜用于降低晶硅太阳能电池的反射率。
[0032]
上述实施例3的氮氧化硅膜是采用pecvd法制备，其具体的工艺为，在温度460℃，压强500pa下，硅烷流量为2800sccm，氨气流量为2300sccm，笑气流量为3050sccm，持续反应130秒制得。上述的氧化硅膜同样采用pecvd法制备，其工具体的艺是，在温度400℃，压强350pa下，硅烷流量为1200sccm，笑气流量为4500sccm，持续反应70秒制得。
[0033]
测试实施例3优化后的晶硅太阳能电池的光线反射率为1.6％，测试对比例1的晶硅太阳能电池的光线反射率为4％；由此可知本发明所提供的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺较对比例1而言，反射率下降了60％，并提高了太阳能电池光电转换效率0.1％。
[0034]
结合上述实施例1-3的测试结果，本发明的晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺，通过在氮化硅膜后沉积形成氮氧化硅膜和氧化硅膜，既有底层氮化硅膜保证其受光面(正面)钝化效果，又有表层氮氧化硅膜与氧化硅膜来降低反射率(反射率降低60-65％)，提升太阳光吸收能力，从而提升晶体太阳能电池光电转换效率(光电转换效率提高了0.1％-0.2％)。
[0035]
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。