本發(fā)明屬于光伏
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種管式PECVD沉積氮化硅的工藝。
背景技術(shù)：
：SiNx薄膜具有鈍化硅片表面和減反射的作用，在晶體硅太陽電池的傳統(tǒng)制備工藝中，使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)的方法在發(fā)射極表面沉積一層SiNx薄膜是其中非常重要一步。PECVD是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。為了使化學(xué)反應(yīng)能在較低的溫度下進(jìn)行，利用了等離子體的活性來促進(jìn)反應(yīng)，因而這種CVD稱為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。在目前實際生產(chǎn)中常用的管式低頻直接法PECVD采用電阻式加熱將整個腔體加熱到所需的溫度，在腔體中放置具有很多夾板的石墨舟，夾板的兩側(cè)放置硅片，利用兩片硅片之間形成電勢差與反應(yīng)氣體完成輝光放電進(jìn)行鍍膜，這種方法具有鈍化效果好，同時成膜致密性高等優(yōu)點。然而，使用這種方法制備SiNx膜，當(dāng)溫度較低時，薄膜中存在大量的未分解完全的亞穩(wěn)態(tài)的SiHx，這種分子會影響到表面的鈍化特性；而在400℃沉積時這部分Si-H被充分分解，鈍化水平提高。而當(dāng)溫度升高至450℃以上時，會有較多的氫分子從薄膜中釋放出來，導(dǎo)致氫鈍化效果變差。鍍膜溫度較低時則會導(dǎo)致鍍膜時間較長，同時對二十一片石墨舟進(jìn)行鍍膜過程中石墨舟易受熱不均勻?qū)е鲁霈F(xiàn)色差片。本專利是針對管式PECVD沉積氮化硅提出的兼顧鍍膜時間以及鍍膜良品率的一種有效提高電池效率的新型鍍膜工藝。技術(shù)實現(xiàn)要素：鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種管式PECVD沉積氮化硅的工藝。本發(fā)明提供的沉積工藝提高管式PECVD沉積氮化硅薄膜對晶硅太陽電池的鈍化減反射效果以及降低工藝時間。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種管式PECVD沉積氮化硅的工藝，使用兩步鍍膜，兩層膜采用不同的鍍膜工藝條件，尤其是沉積溫度上，鍍第一層膜時使用的溫度低于鍍第二層膜時使用的溫度，可在保證生產(chǎn)效率的同時有效提高電池光電轉(zhuǎn)換效率。作為優(yōu)選，鍍第一層膜時的溫度為400～450℃，例如為405℃、412℃、419℃、425℃、431℃、438℃、444℃、448℃等，時間為150～200s，例如為155s、164s、171s、178s、185s、192s、199s等；鍍第二層膜時的溫度為460～500℃，例如為465℃、472℃、479℃、485℃、491℃、498℃等，時間為300～400s，例如為305s、314s、321s、328s、335s、342s、349s、355s、364s、371s、380s、386s、397s等。第一層膜作用起鈍化效果，鍍第一層膜的最佳溫度是400～450℃，溫度過高會導(dǎo)致鈍化效果變差。而第二層主要承擔(dān)提高光吸收的作用，鍍第二層膜的最佳溫度是460～500℃，適當(dāng)提高溫度可以提高沉積速率同時使膜結(jié)構(gòu)更加疏松利于降低薄膜對光的自吸收。氮化硅薄膜的折射率為：n=1.35+0.74SiN]]>需要取得最低反射率，當(dāng)在折射率為n0和n2的兩層介質(zhì)膜之間插入折射率為n1的介質(zhì)膜時，折射率之間滿足其中，n0是硅的折射率，n2是第二層膜折射率；或者n0為第一層膜折射率，n2為玻璃(玻璃是指封裝電池的組件端玻璃)的折射率。同時SiNx薄膜存在自吸收現(xiàn)象，折射率越高，自吸收現(xiàn)象越明顯，故第一層膜的厚度不宜過厚，可通過反應(yīng)氣體比例調(diào)整適當(dāng)?shù)恼凵渎?。作為?yōu)選，鍍第一層膜時使用的氨氣與硅烷的氣體流量比低于鍍第二層膜時使用的氨氣與硅烷的氣體流量比。優(yōu)選地，鍍第一層膜時的氨氣與硅烷的氣體流量比(NH3/SiH4)為3.5～4.5，例如為3.7、3.9、4.1、4.4等，鍍第一層膜時的氨氣與硅烷的氣體流量比為8.5～9.5，例如為8.7、8.9、9.1、9.4等。本發(fā)明所使用的鍍膜工藝使用兩步鍍膜工藝，第一層膜和第二層膜采用不同的工藝條件進(jìn)行沉積。第一層膜主要起鈍化效果，可以使用較高的硅烷和氨氣氣體流量比，以獲得較高的氮化硅薄膜硅氮比例，同時使用較低的鍍膜沉積溫度。第二層膜選用較低的硅氮比，同時提高鍍膜沉積溫度。作為優(yōu)選，鍍膜時的壓力為1650～1705torr，例如為1655torr、1674torr、1680torr、1689torr、1695torr、1700torr等。鍍第一層膜和第二層膜的壓力可相同或不同。作為優(yōu)選，鍍第一層膜時的射頻功率為6000～6300W，例如為6010W、6040W、6080W、6120W、6180W、6240W、6290W等，鍍第二層膜時的射頻功率為7000～7300W，例如為7010W、7040W、7080W、7120W、7180W、7240W、7290W等。作為優(yōu)選，鍍第一層膜時的脈沖開關(guān)比為1/9～1/11，鍍第二層膜時的脈沖開關(guān)比為1/7～1/9。相較于傳統(tǒng)的雙層膜技術(shù)，本發(fā)明的工藝除在兩層膜的折射率上存在不同，同時第一層膜溫度較低，使用較低的RF功率和較低的脈沖開關(guān)比，使得第一次膜沉積速度慢，成膜質(zhì)量好，同時溫度低，氫鈍化效果好。而第二層膜使用高溫沉積，有效整體降低鍍膜工藝總時間，同時RF功率和脈沖比較高導(dǎo)致成膜致密度較差，降低了薄膜的自吸收現(xiàn)象，可以有效提高光電流。本發(fā)明通過在使用雙層膜鍍膜工藝，兩層膜采用合適的硅氮比，同時第一層膜使用降低溫度沉積條件保證薄膜鈍化效果，第二層使用高溫沉積的條件下，降低工藝時間，同時使第二層膜成膜疏松，有效降低了薄膜的自吸收現(xiàn)象。附圖說明圖1是雙層膜的結(jié)構(gòu)示意圖。下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下：實施例1使用如下表1中工藝參數(shù)進(jìn)行鍍膜實驗。表1實施例2使用如下表2中工藝參數(shù)進(jìn)行鍍膜實驗。表2實施例3使用如下表3中工藝參數(shù)進(jìn)行鍍膜實驗。表3圖1是雙層膜的結(jié)構(gòu)示意圖。對比例1使用如下表4中的常規(guī)雙層膜工藝進(jìn)行鍍膜。表4結(jié)果測試分別使用這兩種工藝進(jìn)行鍍膜實驗后，得到的總膜厚基本一致，最終鍍膜工藝時間降低了40s，同時這兩種工藝所得膜的電學(xué)性能的對比如下表5中所示。表5Eta(％)Isc(A)Uoc(V)FF(％)Rs(mΩ)Rsh(Ω)實施例118.298.870.63479.141.51675.01實施例218.278.890.63578.631.57600.95實施例318.268.880.63379.061.46731.08對比例118.248.860.63478.961.53567.49由電學(xué)性能可見，本發(fā)明所使用工藝有效提高了電池光電轉(zhuǎn)化效率，主要體現(xiàn)在短路電流有所增大，并聯(lián)電阻則明顯提升，這得益于氮化硅薄膜氫鈍化效果的提升。本發(fā)明并不僅限于實施例，其他本領(lǐng)域人員根據(jù)本發(fā)明所做的相關(guān)非本質(zhì)改變，同樣應(yīng)是本發(fā)明所保護(hù)的范圍。申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征才能實施。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3