專利名稱：一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于晶體硅太陽(yáng) 電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
提高晶體硅太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率的一種途徑是降低硅片表面的反射率和增加表 面鈍化效果。工業(yè)化晶體硅太陽(yáng)電池通常使用PECVD沉積氮化硅薄膜，所制備的氮化硅薄 膜含有Si、N、H等三種元素，通常表示為SiNx:H薄膜，它既起到減反射的作用，也起到表面 鈍化的作用。減反射的原理是利用減反射層(ARC)前后兩個(gè)表面所反射的光疊加并相消，從而 達(dá)到減弱反射光的作用。單層減反射薄膜，經(jīng)過(guò)前后兩個(gè)表面反射光線后，存在一次光的疊 加相消。而雙層減反射薄膜，則除了前后兩個(gè)表面反射光線以外，薄膜間的界面還可以反射 和疊加光線，因此存在兩次光的疊加相消。因此，雙層減反射薄膜比單層減反射薄膜具有更 好的減反射效果，可以使得硅片表面具有更低的反射率。此外，對(duì)于單層減反射薄膜而言，晶體硅太陽(yáng)電池的減反射層滿足最佳減反射條 件時(shí)，有以下關(guān)系式=^4 = VwO x nSi，其中:n。為空氣(或玻璃)的折射率； 為減反射
層的折射率；nSi為晶體硅太陽(yáng)電池的折射率，nSi ^ 3. 8。對(duì)于空氣中的太陽(yáng)電池來(lái)說(shuō)，Iitl = 1，計(jì)算得nA 1.949。而實(shí)際中，晶體硅太陽(yáng)電池通常是封裝在玻璃或其他封裝材料(如 EVA)之下的，此時(shí)Iitl ^ 1. 5，則減反射層的折射率nA ^ 2. 387。由此可知，SiNx:H薄膜的折 射率約為2. 387時(shí)，可以獲得最佳的減反射效果。然而，SiNx:H薄膜的折射率過(guò)大時(shí)會(huì)導(dǎo)致 嚴(yán)重的吸收損失，因此，SiNx:H薄膜的折射率不能過(guò)大。實(shí)際應(yīng)用的單層SiNx:H薄膜的折 射率往往在2. 0-2. 1之間，厚度在75-80nm之間，呈現(xiàn)出深藍(lán)色。然而，SiNx:H薄膜的折射 率與其表面鈍化效果有著密切的關(guān)系。折射率更高些(例如2. 2-2.3之間)的SiNx:H薄膜 具有更好的鈍化效果。因此，考慮光學(xué)損失后，單層SiNx:H薄膜因不能采用較大的折射率， 而不能充分地發(fā)揮出其優(yōu)異的鈍化效果。總而言之，單層氮化硅薄膜既不能比雙層氮化硅薄膜具有更好的減反射效果，又 不能采用較大的折射率而不能充分地發(fā)揮出其優(yōu)異的鈍化效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 它用于晶體硅太陽(yáng)電池時(shí)，比單層氮化硅薄膜具有更好的減反射效果和更好的表面鈍化效 率，可以提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，因此，具有較好的實(shí)用價(jià)值。為了解決背景技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案它由兩個(gè)具有不 同折射率的氮化硅子層薄膜組成，并且在一次PECVD沉積過(guò)程中獲得。所述的兩個(gè)子層中，與硅片接觸的第一子層(內(nèi)層)比第二子層薄膜(外層)具 有更高的折射率(也即是H1 > n2)。
所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的硅 烷和氨氣流量比。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同生長(zhǎng)溫度。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同高頻 電源輸出功率。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的沉 積時(shí)間。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的工
作氣壓。本發(fā)明具有以下有益效果一、將常規(guī)的單層氮化硅薄膜改進(jìn)為雙層氮化硅薄膜，因?yàn)榕c硅片接觸的第一子 層(內(nèi)層)比第二子層薄膜(外層)具有更高的折射率，所以增強(qiáng)了薄膜的減反射作用，提 高了太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，具有較好的實(shí)用價(jià)值。。二、將常規(guī)的單層氮化硅薄膜改進(jìn)為雙層氮化硅薄膜，因?yàn)閮?nèi)層的折射率可以采 用較高的折射率，所以可以增加硅片表面的鈍化效率，提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，具有 較好的實(shí)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式本具體實(shí)施方式
采用以下技術(shù)方案它由兩個(gè)具有不同折射率的氮化硅子層薄膜 組成，并且在一次PECVD沉積過(guò)程中獲得。所述的兩個(gè)子層中，與硅片接觸的第一子層(內(nèi)層)比第二子層薄膜(外層)具 有更高的折射率(也即是H1 > n2)。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的硅 烷和氨氣流量比。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同生長(zhǎng)溫度。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同高頻 電源輸出功率。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的沉 積時(shí)間。所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的工
作氣壓。本具體實(shí)施方式
改進(jìn)了常規(guī)的工業(yè)化晶體硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)PECVD工藝，將常規(guī)的 單層氮化硅薄膜改進(jìn)為雙層氮化硅薄膜，因?yàn)榕c硅片接觸的第一子層(內(nèi)層)比第二子層 薄膜(外層)具有更高的折射率，所以增強(qiáng)了薄膜的減反射作用，同時(shí)又因?yàn)閮?nèi)層的折射率 可以采用較高的折射率，所以可以增加硅片表面的鈍化效率，從而提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn) 換效率，具有較好的實(shí)用價(jià)值。實(shí)例一、將面積為125mmX125mm、厚度約為200微米的P型單晶硅片經(jīng)過(guò)制絨、擴(kuò)散、刻蝕、去磷硅玻璃并清洗好后，放入PECVD設(shè)備中進(jìn)行雙層氮化硅薄膜的生長(zhǎng)。在該 次工藝過(guò)程中，第一階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè)置為時(shí)間為120s、功率為3500W、溫度為 450°C、氣壓為1700mTorr、硅烷和氨氣的流量比為1 6 ；第二階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè) 置為時(shí)間為600s、硅烷和氨氣的流量比為1 8，其他參數(shù)與第一階段的一樣。生長(zhǎng)所得的 雙層氮化硅薄膜綜合折射率約為2. 11左右，其中內(nèi)層的折射率約為2. 25，外層的折射率約 為 2. 03。實(shí)例二、將面積為125mmX125mm、厚度約為200微米的P型單晶硅片經(jīng)過(guò)制絨、 擴(kuò)散、刻蝕、去磷硅玻璃并清洗好后，放入PECVD設(shè)備中進(jìn)行雙層氮化硅薄膜的生長(zhǎng)。在該 次工藝過(guò)程中，第一階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè)置為時(shí)間為120s、功率為3500W、溫度為 450°C、氣壓為1700mTorr、硅烷和氨氣的流量比為1 7 ；第二階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè) 置為時(shí)間為600s、溫度為430°C，其他參數(shù)與第一階段的一樣。實(shí)例三、將面積為125mmX125mm、厚度約為200微米的P型單晶硅片經(jīng)過(guò)制絨、 擴(kuò)散、刻蝕、去磷硅玻璃并清洗好后，放入PECVD設(shè)備中進(jìn)行雙層氮化硅薄膜的生長(zhǎng)。在該 次工藝過(guò)程中，第一階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè)置為時(shí)間為120s、功率為3500W、溫度為 450°C、氣壓為1700mTorr、硅烷和氨氣的流量比為1 7 ；第二階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè) 置為時(shí)間為600s、功率為3200W，其他參數(shù)與第一階段的一樣。實(shí)例四、將面積為125mmX125mm、厚度約為200微米的P型單晶硅片經(jīng)過(guò)制絨、 擴(kuò)散、刻蝕、去磷硅玻璃并清洗好后，放入PECVD設(shè)備中進(jìn)行雙層氮化硅薄膜的生長(zhǎng)。在該 次工藝過(guò)程中，第一階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè)置為時(shí)間為120s、功率為3500W、溫度為 450°C、氣壓為1700mTorr、硅烷和氨氣的流量比為1 7 ；第二階段薄膜生長(zhǎng)的參數(shù)分別設(shè) 置為時(shí)間為600s、氣壓為1500mTorr，其他參數(shù)與第一階段的一樣。
權(quán)利要求
1.一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法，其特征在于它由兩個(gè)具 有不同折射率的氮化硅子層薄膜組成，并且在一次PECVD沉積過(guò)程中獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 其特征在于所述的兩個(gè)子層中，與硅片接觸的第一子層比第二子層薄膜具有更高的折射 率，也即是Ii1 > n2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 其特征在于所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的 硅烷和氨氣流量比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 其特征在于所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同生 長(zhǎng)溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 其特征在于所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同高 頻電源輸出功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 其特征在于所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的 沉積時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法， 其特征在于所述的一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的工作氣壓。
全文摘要
一種用于晶體硅太陽(yáng)電池的雙層氮化硅薄膜及其制備方法，它涉及一種晶體硅太陽(yáng)電池生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域。它由兩個(gè)具有不同折射率的氮化硅子層薄膜組成，并且在一次PECVD沉積過(guò)程中獲得。兩個(gè)子層中，與硅片接觸的第一子層(內(nèi)層)比第二子層薄膜(外層)具有更高的折射率(也即是n1＞n2)。一次沉積過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行，而且在兩個(gè)階段中分別采用兩個(gè)不同的硅烷和氨氣流量比；兩個(gè)不同生長(zhǎng)溫度；兩個(gè)不同高頻電源輸出功率；兩個(gè)不同的沉積時(shí)間；兩個(gè)不同的工作氣壓。它用于晶體硅太陽(yáng)電池時(shí)，比單層氮化硅薄膜具有更好的減反射效果和更好的表面鈍化效率，可以提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，因此，具有較好的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102130185SQ201110027670
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者屈盛 申請(qǐng)人:歐貝黎新能源科技股份有限公司