一種pecvd鍍膜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高效太陽能電池組件相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種能夠降低太陽能電 池組件封裝損失的PECVD鍍膜方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 晶硅太陽能電池技術(shù)發(fā)展到目前為止，發(fā)電成本已經(jīng)成為制約光伏發(fā)電發(fā)展的主 要因素。降低生產(chǎn)成本，以高效電池替代低效電池獲取更多的能源一直是科學(xué)研宄的熱門。 近年來高效單晶電池技術(shù)研宄已經(jīng)取得巨大成就，在美國(guó)、德國(guó)和日本商品化的高效電池 轉(zhuǎn)化效率超過20%。目前研宄成果表明影響高效晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率的原因主要來 自于兩個(gè)方面：1、光學(xué)損失，包括電池前表面反射損失、接觸柵線的陰影損失、光波部分波 段非吸收損失，其中反射和陰影損失是可以通過技術(shù)手段減少的，而光波段非吸收損失與 半導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)；2、電學(xué)損失，它包括半導(dǎo)體表面和體內(nèi)光生載流子復(fù)合、半導(dǎo)體和金屬 柵線的體電阻、金屬-半導(dǎo)體接觸電阻損失，歐姆電阻在技術(shù)上比較容易降低，其中最關(guān)鍵 的是降低光生載流子的復(fù)合。綜上所述：提高電池的轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵就是：1.減少光的反 射和陰影損失；2.降低光生載流子的復(fù)合。
[0003] 目前對(duì)晶硅太陽能電池的表面鈍化主要有SiN:H膜和SiOj莫2種鈍化技術(shù)。常規(guī) 晶硅太陽能采用的SiN:H膜鈍化在退火過程和組件紫外線照射下Si-H鍵很容易斷裂導(dǎo)致 H逸出使表面鈍化效果變差。而在高溫下在硅片表面熱生長(zhǎng)一層SiOj莫，由于二氧化硅與 硅界面處Si-0價(jià)鍵匹配，界面態(tài)可以降低很多，但由于熱生長(zhǎng)二氧化硅是一種高溫過程， 通常鈍化的溫度在900°C以上，而高溫易使硅內(nèi)部產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致硅片體少子壽命的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的不足，提供了一種能夠降低太陽能電池 組件封裝損失的PECVD鍍膜方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種PECVD鍍膜方法，采用常規(guī)晶硅太陽能電池制造技術(shù)，對(duì)常規(guī)PECVD設(shè)備增設(shè) N20氣路的基礎(chǔ)上，在PECVD沉積"Si02+SiNx"減反射膜，具體鍍膜方法如下：
[0007] (1)沉積SiOji:在一定的壓力和功率下，通入總流量為4200-10800sccm的SiH4、 NHjPN20氣體，沉積一定時(shí)間；
[0008] ⑵沉積SiNx層：分兩次進(jìn)行沉積，分別形成第一層SiNx和第二層SiNx，分別在 相同的壓力和功率下，通入不同流量的SiHjPNH3氣體，沉積一定時(shí)間。
[0009] 據(jù)研宄表明對(duì)Si02+SiNx膜和SiNx膜在600-900°C下快速高溫退火后測(cè)試兩種膜 的少子壽命，SiNx膜的最大少子壽命只有16us，而"Si02+SiNx"膜最大少子壽命在27us以 上，"Si02+SiNx"膜熱穩(wěn)定性好，鈍化效果穩(wěn)定，少子壽命高。Si02膜和SiNx膜的折射率分 別為1. 6和2. 1左右，由于兩種折射率有著較大差異，通過控制兩種膜的厚度與折射率，形 成高低搭配，達(dá)到了對(duì)光譜中波長(zhǎng)300-1200um的反射率低0. 5 % -1 %，對(duì)光吸收顯著提高。
[0010] 本發(fā)明所涉及的"Si02+SiNx"鍍膜技術(shù)是在對(duì)常規(guī)PECVD設(shè)備增設(shè)N20氣路的基 礎(chǔ)上，采用常規(guī)晶硅太陽能電池制造技術(shù)，在PECVD沉積"Si02+SiNx"減反射膜，通過控制 兩種膜的厚度與折射率，使之提高對(duì)光吸收，利用Si02物理穩(wěn)定性，減少電學(xué)損失，降低組 件封裝損失。而且本發(fā)明不增加生產(chǎn)成本，易于實(shí)現(xiàn)。
[0011] 作為優(yōu)選，在步驟⑴中，SiH4氣體流量為200-800sccm，NH3氣體流量 為 2000-5000sccm，N20 氣體流量為 2000-5000sccm，壓力為 1500-2000mtor，功率為 3000-5000W;沉積時(shí)間為30-300S。Si02的膜厚度與折射率是根據(jù)NH3、SiH4、N20的流量比、 射頻功率、射頻脈沖開關(guān)比以及鍍膜時(shí)間來確定，利用Si02物理穩(wěn)定性，減少電學(xué)損失，降 低組件封裝損失。
[0012] 作為優(yōu)選，在步驟（2)中，沉積第一層SiNx時(shí)，SiH4氣體流量為500-1000sccm，NH3 氣體流量為4000-8000sccm，氣體總流量為4500-9000sccm，壓力為1500-2000mtor，功率為 3000-6000W，沉積時(shí)間為100-300S。第一層SiNx的膜厚度與折射率是根據(jù)NH3、SiH4的流 量比、射頻功率、射頻脈沖開關(guān)比以及鍍膜時(shí)間來確定，通過與Si02的配合，使之提高對(duì)光 吸收，降低組件封裝損失。
[0013] 作為優(yōu)選，在步驟（2)中，沉積第二層SiNx時(shí)，SiH4氣體流量為400-800sccm，NH3 氣體流量為3000-8000sccm，氣體總流量為3400-8800sccm，壓力為1500-2000mtor，功率為 3000-6000W，沉積時(shí)間為500-700S。第二層SiNx的膜厚度與折射率是根據(jù)NH3、SiH4的流 量比、射頻功率、射頻脈沖開關(guān)比以及鍍膜時(shí)間來確定，通過與Si02的配合，使之提高對(duì)光 吸收，降低組件封裝損失。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：在對(duì)常規(guī)PECVD設(shè)備增設(shè)隊(duì)0氣路的基礎(chǔ)上，沉積 "Si02+SiNx"減反射膜，通過控制兩種膜的厚度與折射率，使之提高對(duì)光吸收，利用Si(V^ 理穩(wěn)定性，減少電學(xué)損失，降低組件封裝損失，不增加生產(chǎn)成本，易于實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0016] 實(shí)施例1 :
[0017] 125mmX125mm單晶硅片，采用常規(guī)工藝制絨、擴(kuò)散并經(jīng)過刻蝕去除磷硅玻璃，減 反射膜采用Si02+SiNx鍍膜工藝：先沉積5102層：沉積時(shí)間50s，SiH4流量30〇SCCm，順3流 量2500sccm，N20流量2500sccm，壓力1500mtor，功率3000W;再沉積第一層SiNx:沉積時(shí) 間 170s，SiH4流量 700sccm，NH3流量 4300sccm，壓力 1700mtor，功率 3000W;再沉積第二層 SiNx:沉積時(shí)間 6〇Os，SiH4流量 45〇sccm，NH3流量 45〇Osccm，壓力l7〇0mtor，功率 4000W。 鍍膜完成后，印刷電極并測(cè)試電性能，選擇同色同檔的電池片封裝成組件測(cè)試電性能。電池 片組件的封裝損失如表1所示。
[0018] 實(shí)施例2 :
[0019] 125mmX125mm單晶硅片，采用常規(guī)工藝制絨、擴(kuò)散并經(jīng)過刻蝕去除磷硅玻璃，減 反射膜采用Si02+SiNx鍍膜工藝：先沉積5102層：沉積時(shí)間80s，SiH4流量30〇SCCm，順3流 量2500sccm，N20流量2500sccm，壓力1500mtor，功率3000W;再沉積第一層SiNx:沉積時(shí) 間 170s，SiH4流量 700sccm，NH3流量 4300sccm，壓力 1700mtor，功率 3000W;再沉積第二層 SiNx:沉積時(shí)間 540s，SiH4 流量 450sccm，NH3流量 4500sccm，壓力 1700mtor，功率 4000W。 鍍膜完成后，印刷電極并測(cè)試電性能，選擇同色同檔的電池片封裝成組件測(cè)試電性能。電池 片組件的封裝損失如表1所示。
[0020] 實(shí)施例3 :
[0021] 125mmX125mm單晶硅片，采用正常工藝制絨、擴(kuò)散并經(jīng)過刻蝕去除磷硅玻璃，減反 射膜采用Si02+SiNx鍍膜工藝：先沉積Si02層：沉積時(shí)間110s，SiH4流量20〇SCCm，順3流 量3500sccm，N20流量2500sccm，壓力1500mtor，功率3000W;再沉積第一層SiNx:沉積時(shí) 間 170s，SiH4流量 700sccm，NH3流量 4300sccm，壓力 1700mtor，功率 3000W;再沉積第二層 SiNx:沉積時(shí)間 6〇Os，SiH4流量 45〇sccm，NH3流量 45〇Osccm，壓力l7〇0mtor，功率 4000W。 鍍膜完成后，印刷電極并測(cè)試電性能，選擇同色同檔的電池片封裝成組件測(cè)試電性能。電池 片組件的封裝損失如表1所示。
[0022]表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種PECVD鍍膜方法，其特征是，采用常規(guī)晶硅太陽能電池制造技術(shù)，對(duì)常規(guī)PECVD 設(shè)備增設(shè)N2O氣路的基礎(chǔ)上，在PECVD沉積"Si02+SiNx"減反射膜，具體鍍膜方法如下： (1)沉積SiOJl:在一定的壓力和功率下，通入總流量為4200-10800sccm的SiH4、NH3 和N2O氣體，沉積一定時(shí)間； ⑵沉積SiNx層：分兩次進(jìn)行沉積，分別形成第一層SiNx和第二層SiNx，分別在相同 的壓力和功率下，通入不同流量的SiHjPNH3氣體，沉積一定時(shí)間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PECVD鍍膜方法，其特征是，在步驟（1)中，SiH4氣體流 量為 200-800sccm，NH3氣體流量為 2000-5000sccm，N20 氣體流量為 2000-5000sccm，壓力為 1500-2000mtor，功率為 3000-5000W;沉積時(shí)間為 30-300s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PECVD鍍膜方法，其特征是，在步驟⑵中，沉積第一 層SiNx時(shí)，SiH4氣體流量為500-1000sccm，NH3氣體流量為4000-8000sccm，氣體總流量為 4500-9000sccm，壓力為 1500-2000mtor，功率為 3000-6000W，沉積時(shí)間為 100-300s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種PECVD鍍膜方法，其特征是，在步驟⑵中，沉積第 二層SiNx時(shí)，SiH4氣體流量為400-800sccm，NH3氣體流量為3000-8000sccm，氣體總流量 為 3400-8800sccm，壓力為 1500-2000mtor，功率為 3000-6000W，沉積時(shí)間為 500-700s。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠降低太陽能電池組件封裝損失的PECVD鍍膜方法。它采用常規(guī)晶硅太陽能電池制造技術(shù)，對(duì)常規(guī)PECVD設(shè)備增設(shè)N2O氣路的基礎(chǔ)上，在PECVD沉積“SiO2+SiNx”減反射膜，具體鍍膜方法如下：(1)沉積SiO2層：在一定的壓力和功率下，通入總流量為4200-10800sccm的SiH4、NH3和N2O氣體，沉積一定時(shí)間；(2)沉積SiNx層：分兩次進(jìn)行沉積，分別形成第一層SiNx和第二層SiNx，分別在相同的壓力和功率下，通入不同流量的SiH4和NH3氣體，沉積一定時(shí)間。本發(fā)明的有益效果是：在對(duì)常規(guī)PECVD設(shè)備增設(shè)N2O氣路的基礎(chǔ)上，沉積“SiO2+SiNx”減反射膜，通過控制兩種膜的厚度與折射率，使之提高對(duì)光吸收，利用SiO2物理穩(wěn)定性，減少電學(xué)損失，降低組件封裝損失，不增加生產(chǎn)成本，易于實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】C23C16-34, C23C16-52, H01L31-18
【公開號(hào)】CN104762610
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510023807
【發(fā)明人】董方, 李虎明, 孫涌濤, 張向斌, 胡玉婷
【申請(qǐng)人】橫店集團(tuán)東磁股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日