高轉(zhuǎn)化效率抗pid晶體硅太陽能電池及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池制造技術(shù)，具體是一種高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池及其制造方法。該高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池包括有硅襯底、沉積在硅襯底上的氧化硅膜層、沉積在氧化硅膜層上的一層或多層氮化硅膜層、沉積在氮化硅膜層上的氮氧化硅膜層；所述氧化硅膜層的膜厚為1-10nm；所述一層或多層氮化硅膜層的總厚度為60nm-100nm、折射率為2.0-2.4；所述氮氧化硅膜層的膜厚為10nm-150nm、折射率為1.5-2.0。本發(fā)明能夠提高晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，并且也具有抗PID的作用。
【專利說明】高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池制造技術(shù)，具體是一種高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太 陽能電池及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)晶體硅太陽能電池減反射膜主要是使用PECVD法（等離子體氣相沉積法）沉 積氮化硅SiNx作為減反膜。這種常規(guī)的減反射膜不具有抗PID的能力，不能滿足市場的需 要。
[0003] 現(xiàn)有的抗PID的晶體硅太陽能電池制作方法主要是在減反射膜（氮化硅）沉積之 前沉積一層氧化硅，沉積方法如，干氧氧化，紫外光照射，臭氧氧化或者一氧化二氮氧化等， 從而起到抗PID的作用。其存在的不足是：
[0004] 1、干氧氧化需要增加額外的昂貴設(shè)備，且對設(shè)備爐管潔凈性要求很高，且需要增 加一道工序，工藝較復(fù)雜；
[0005] 2、臭氧氧化和紫外光照射均需要增加設(shè)備，雖然工藝簡單，但是容易造成電池片 外觀不良比例大幅增加；
[0006] 3、一氧化二氮氧化只需要在集成在鍍膜工藝中，不需要增加設(shè)備，工藝簡單，但是 單純的一氧化二氮氧化制作抗PID的電池片轉(zhuǎn)化效率方面略有降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠提高晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效 率，并且也具有抗PID的作用的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池及其制造方法。
[0008] 本發(fā)明的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池包括有硅襯底、沉積在硅襯底上 的氧化硅膜層、沉積在氧化硅膜層上的一層或多層氮化硅膜層、沉積在氮化硅膜層上的 氮氧化硅膜層；所述氧化硅膜層的膜厚為l-l〇nm ;所述一層或多層氮化硅膜層的總厚度 為60nm-100nm、折射率為2.0-2.4 ;所述氮氧化硅膜層的膜厚為10nm-150nm、折射率為 1. 5_2· 0〇
[0009] 優(yōu)選地，所述氮化硅膜層具有兩層；下層氮化硅膜層的厚度為20nm - 40nm，折射 率為2. 25 - 2. 35 ;上層氮化硅膜層的厚度為40nm - 60nm，折射率為2. 0 - 2. 05。
[0010] 優(yōu)選地所述氮氧化硅膜層的膜厚為30nm - 50nm，折射率為1. 5。
[0011] 優(yōu)選地所述氧化硅膜層的厚度為2 - 3nm。
[0012] 本發(fā)明的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池的制造方法包括在下步驟：
[0013] 步驟一，預(yù)熱，硅片進入管式鍍膜設(shè)備反應(yīng)腔體，通入氮氣和氨氣，氮氣流量為 1000-6000sccm/min，氨氣流量為1000-6000sccm/min，打開射頻電源進行對石墨舟和娃片 進行加熱，射頻功率為4000-10000W，壓力范圍0. 8-1. 8Torr，時間為100-400sec，溫度為 300-550 °C ；
[0014] 步驟二，氧化娃膜層沉積，通入一氧化二氮氣體，氣體流量為1000-6000sccm/min, 壓力范圍0. 8-1. 8Torr，沉積時間為5〇-20〇sec，在硅片表面沉積一層厚度為l-10nm的氧化 娃膜層；
[0015] 步驟三，抽真空，將反應(yīng)腔體中反應(yīng)殘留氣體抽出，為后續(xù)氮化硅和氮氧化硅的沉 積做準備；
[0016] 步驟四，沉積氮化硅膜層，向反應(yīng)腔體充入反應(yīng)氣體氨氣和硅烷，硅烷流量 200-1000sccm/min (優(yōu)選為 600 - 800sccm/min)，氨氣流量 2000-10000sccm/min (優(yōu)選為 3000 - 7000sccm/min)，壓力范圍0· 8-1. 8Torr ;射頻電源打開，射頻功率為4000-10000W， 在鍍膜過程中通過控制反應(yīng)氣體比例、壓力以及射頻功率的變化形成一層或多層膜厚 20nm-80nm、折射率2. 0-2. 4的氮化硅膜層；
[0017] 步驟五，氮氧化硅膜層沉積，通入沉積氮氧化硅所需的氣體氨氣、硅烷和一氧 化二氮，娃燒流量50-500sccm/min，一氧化二氮流量1000-6500sccm/min，氨氣流量 0-1000sccm/min，射頻功率為5000-11000W，壓力為0· 7-L 7Torr ;射頻電源打開，在鍍膜 過程中通過控制反應(yīng)氣體比例、壓力以及射頻功率的變化形成膜厚10nm-150nm、折射率 1. 5-2. 0的氮氧化娃膜層；
[0018] 步驟六，抽真空，通氮氣，完成工藝。
[0019] 本發(fā)明的方法可集成在現(xiàn)有鍍膜工藝中，不需要增加設(shè)備，工藝簡單，不會造成電 池片外觀不良，使用一氧化二氮氧化制作氧化硅膜層可以幫助電池片有效消除PID效應(yīng)， 而在最外層沉積氮氧化硅膜層不但可以有效增強膜層對太陽光的通透性，提高電池對太陽 光的吸收能力，提高電池的轉(zhuǎn)化效率，而且也具有抗PID的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池的各層結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 如圖，該高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池包括有硅襯底1、沉積在硅襯底上 的氧化硅膜層2、沉積在氧化硅膜層上的一層或多層氮化硅膜層3、沉積在氮化硅膜層上 的氮氧化硅膜層4 ;所述氧化硅膜層的膜厚為l-10nm ;-層或多層氮化硅膜層的總厚度為 60nm-100nm、折射率為2. 0-2. 4 ;氮氧化硅膜層的膜厚為10nm-150nm、折射率為1. 5-2. 0。
[0022] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的方法及產(chǎn)品作進一步說明。
[0023] 實施例一：
[0024] 步驟一，預(yù)熱，硅片進入管式鍍膜設(shè)備反應(yīng)腔體，通入氮氣和氨氣，氮氣流量為 3000sccm/min，氨氣流量為3000sccm/min，打開射頻電源進行對石墨舟和娃片進行加熱，射 頻功率為5800W，壓力范圍1.0為Torr，時間為240sec，溫度為410°C ;
[0025] 步驟二，氧化娃膜層沉積，通入一氧化二氮氣體，氣體流量為5000sccm/min，壓力 為l.OTorr，沉積時間為160sec，在娃片表面沉積一層厚度為2-3nm的氧化娃膜層；
[0026] 步驟三，抽真空，將反應(yīng)腔體中反應(yīng)殘留氣體抽出，為后續(xù)氮化硅和氮氧化硅的沉 積做準備；
[0027] 步驟四，恒壓，向反應(yīng)腔體充入反應(yīng)氣體氨氣和娃燒，娃燒流量為880sccm/min，氨 氣流量為 3400sccm/min，壓力為1. 8Torr ;
[0028] 步驟五，第一層氮化硅膜層沉積，射頻電源打開，射頻功率為7000W，鍍膜時間為 15〇 sec，形成膜厚為20-40nm、折射率2. 33的氮化硅膜層；
[0029] 步驟六，第二層氮化硅膜層沉積，射頻電源關(guān)閉，硅烷流量變?yōu)?8〇SCCm/min，氨氣 流量變?yōu)?800sccm/min，壓力位1. 7Torr，保持5-10sec，打開射頻電源，功率為7000W，進行 第二層氮化娃膜層沉積，時間為500sec，形成膜厚為40-60nm，折射率為2. 05的氮化娃膜 層；
[0030] 步驟七，恒壓，通入沉積氮氧化硅所需的氣體氨氣，硅烷和一氧化二氮，硅烷流量 為200sccm/min，一氧化二氮流量為3000sccm/min，氨氣流量為Osccm/min，射頻功率為 9〇OOW，壓力為 0· OTorr ;
[0031] 步驟八，氮氧化硅膜層沉積，射頻電源打開，時間為40〇sec，形成膜厚30-50nm、折 射率1. 5的氮氧化硅膜層；
[0032] 步驟九，抽真空，通氮氣，完成工藝。
[0033] 實驗效率對比以及PID測試結(jié)果如下表所示， 「00341
【權(quán)利要求】
1. 一種高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池，其特征是：它包括有硅襯底、沉積在硅 襯底上的氧化硅膜層、沉積在氧化硅膜層上的一層或多層氮化硅膜層、沉積在氮化硅膜層 上的氮氧化硅膜層；所述氧化硅膜層的膜厚為l-l〇nm ;所述一層或多層氮化硅膜層的總厚 度為60nm-100nm、折射率為2. 0-2. 4 ;所述氮氧化硅膜層的膜厚為10nm-150nm、折射率為 1. 5_2· 0〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池，其特征是：所述氮化 娃膜層具有兩層；下層氮化娃膜層的厚度為20nm - 40nm，折射率為2. 25 - 2. 35 ;上層氮化 硅膜層的厚度為40nm - 60nm，折射率為2. 0 - 2. 05。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池，其特征是：優(yōu)選地所 述氮氧化娃膜層的膜厚為30nm - 50nm，折射率為1. 5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池，其特征是優(yōu)選地所述 氧化硅膜層的厚度為2 - 3nm。
5. -種高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池的制造方法，其特征是：包括在下步驟， 步驟一，預(yù)熱，硅片進入管式鍍膜設(shè)備反應(yīng)腔體，通入氮氣和氨氣，氮氣流量為 1000-6000sccm/min，氨氣流量為1000-6000sccm/min，打開射頻電源進行對石墨舟和娃片 進行加熱，射頻功率為4000-10000W，壓力范圍0. 8-1. 8Torr，時間為100-400sec，溫度為 300-550 °C ； 步驟二，氧化娃膜層沉積，通入一氧化二氮氣體，氣體流量為1000-6000sccm/min，壓力 范圍0. 8-1. 8Torr，沉積時間為5〇-20〇sec，在硅片表面沉積一層厚度為l-10nm的氧化硅膜 層； 步驟三，抽真空，將反應(yīng)腔體中反應(yīng)殘留氣體抽出，為后續(xù)氮化硅和氮氧化硅的沉積做 準備； 步驟四，沉積氮化硅膜層，向反應(yīng)腔體充入反應(yīng)氣體氨氣和硅烷，硅烷流量 200-1000sccm/min，氨氣流量 2000-10000sccm/min，壓力范圍 0· 8-1. 8Torr ;射頻電源打 開，射頻功率為4000-10000W，在鍍膜過程中通過控制反應(yīng)氣體比例、壓力以及射頻功率的 變化形成一層或多層膜厚20nm-80nm、折射率2. 0-2. 4的氮化硅膜層； 步驟五，氮氧化硅膜層沉積，通入沉積氮氧化硅所需的氣體氨氣、硅烷和一氧化二氮， 娃燒流量 50-500sccm/min，一氧化二氮流量 1000-6500sccm/min，氨氣流量 0-1000sccm/ min，射頻功率為5000-11000W，壓力為0. 7-1. 7Torr ;射頻電源打開，在鍍膜過程中通過控 制反應(yīng)氣體比例、壓力以及射頻功率的變化形成膜厚l〇nm-150nm、折射率1. 5-2. 0的氮氧 化娃膜層； 步驟六，抽真空，通氮氣，完成工藝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高轉(zhuǎn)化效率抗PID晶體硅太陽能電池的制造方法，其特征是： 所述步驟四中，娃燒流量為600 - 800sccm/min，氨氣流量為3000 - 7000sccm/min。
【文檔編號】H01L31/0216GK104091838SQ201410274668
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】張良 申請人:鎮(zhèn)江大全太陽能有限公司