晶硅电池多层减反膜及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种晶硅电池多层减反膜，所述的减反膜沉积于晶硅电池N型面，所述的减反膜由下而上依次包括：氧化硅膜、第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜以及二氧化锆阻挡层，其中氧化硅膜的厚度为5‑25nm，折射率为1.4‑1.5，第一氮化硅膜厚度为6‑12nm，折射率为2.25‑2.35，第二氮化硅膜的厚度为18‑25nm，折射率为2.15‑2.24，第三氮化硅膜的厚度为35‑55nm，折射率为2.05‑2.14，第四氮化硅膜的厚度为15‑30nm，折射率为1.95‑2.04，二氧化锆阻挡层的厚度为30‑50nm。该晶硅电池多层减反膜具有短波响应快、反射率低以及光透性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池的
，特别是涉及一种晶硅电池多层减反膜及其制造方法。
技术介绍
电位诱导衰减效应(PID,Potential-InducedDegradation)普遍存在于传统光伏组件之中，根据多家国内外研究机构的结果表明，产生PID的主要原因是：随着光伏组件串联数目不断增大，光伏组件承受高电压对地势能的概率也在提高。当系统的一端接地时，距接地端最远的组件将产生较高对地电势，在欧洲设计标准接近1000v，在如此高压下将产生漏电流，损失发电功率。漏电流一般是经过铝框、封装材料和安装支架流入大地的，其大小与电池材料及工艺、组件材料及工艺、系统安装方法、环境等因素有关。因此，可以从电池、组件和系统三方面来解决。在电池方面，硅片质量、发射极制作方法和钝化减反膜性能对PID影响最大。传统钝化减反膜为单层或多层氮化硅膜，厚度70-90nm，折射率2.0-2.2，尚不能满足抗PID的要求。传统氮化硅膜为渐变膜，即薄膜由靠近硅片至远离硅片，折射率逐渐减小，厚度逐渐增加。靠近硅片的薄膜称为第一层膜，折射率在2.1-2.3之间，厚度小于20nm；远离硅片的薄膜称为第二层膜，折射率在1.9-2.1之间，厚度在60-80nm。第一层膜为高折射率，对光线吸收严重，减少了入射至硅片的光线。另外，氮化硅膜为渐变膜，膜层之间的折射率差异不明显，发生全反射的概率较小，会有较大一部分逃逸出硅片。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够有效改善钝化效果、提高减反性能的同时提高抗PID性能的晶硅电池多层减反膜及其制备方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供了一种晶硅电池多层减反膜，所述的减反膜沉积于晶硅电池N型面，所述的减反膜由下而上依次包括：氧化硅膜、第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜以及二氧化锆阻挡层，其中氧化硅膜的厚度为5-25nm，折射率为1.4-1.5，第一氮化硅膜厚度为6-12nm，折射率为2.25-2.35，第二氮化硅膜的厚度为18-25nm，折射率为2.15-2.24，第三氮化硅膜的厚度为35-55nm，折射率为2.05-2.14，第四氮化硅膜的厚度为15-30nm，折射率为1.95-2.04，二氧化锆阻挡层的厚度为30-50nm。所述减反膜的制备方法包括以下步骤：(a)对晶硅电池进行清洗、扩散、二次清洗处理；(b)使用PECVD法制作氧化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为0.4-1.5L/min、笑气流量为6-8L/min、硅烷流量为2-5L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为30-45mm，射频功率5-8kw，持续时间8-15s，处理温度为350-450℃；(c)使用PECVD法在氧化硅膜上制作第一氮化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为0.6-1.2L/min、硅烷流量为2.6-3.6L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为35-48mm，射频功率7-10kw，持续时间6-12s，处理温度为450-500℃；(d)使用PECVD法在第一氮化硅膜上制作第二氮化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为1.2-1.8L/min、硅烷流量为2.2-2.4L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为15-48mm，射频功率7-10kw，持续时间12-35s，处理温度为450-500℃；(e)使用PECVD法在第二氮化硅膜上制作第三氮化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为2.2-3.5L/min、硅烷流量1.2-2.2L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为35-48mm，射频功率7-10kw，持续时间40-55s，处理温度为450-500℃；(f)使用PECVD法在第三氮化硅膜上制作第四氮化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为3.6-4.8L/min、硅烷流量为0.5-1.0L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为35-48mm，射频功率7-10kw，持续时间10-25s，处理温度为450-500℃；(g)使用旋涂法在第四氮化硅膜上制作二氧化锆阻挡层，二氧化锆溶液中二氧化锆的质量百分比可以为3％-6％，至此，完成多层减反膜的制作。本专利技术所述的一种晶硅电池减反膜及其制备方法，具有以下优点：短波响应快：本专利技术通过在硅片N型面沉淀氧化硅膜，有效减少硅片表面态密度，降低表面复合速率，提升短波响应；反射率低：第一氮化硅膜折射率大于第二氮化硅膜折射率，第二氮化硅膜折射率大于第三氮化硅膜折射率，第三氮化硅膜折射率大于第四氮化硅膜折射率，故光线在第一氮化硅膜与第二氮化硅膜交界面、在第二氮化硅膜与第三氮化硅膜交界面，在二次反射时发生全反射的概率将有很大提高，即有更多的光线进入硅片内，可以产生更多的载流子,其反射率降至3％以下；光透性好：本专利技术通过在硅片N型面沉积氧化硅膜，所述的氧化硅膜折射率较低，可有效提高减反膜的透光性，且二氧化锆阻挡层的存在提高了晶硅电池的抗PID性能。附图说明图1是本专利技术的晶硅电池减反膜结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。如图1所示的一种晶硅电池多层减反膜，所述的减反膜沉积于晶硅电池N型面，所述的减反膜由下而上依次包括：氧化硅膜1、第一氮化硅膜2、第二氮化硅膜3、第三氮化硅膜4、第四氮化硅膜5以及二氧化锆阻挡层6，其中氧化硅膜1的厚度为5-25nm，折射率为1.4-1.5，第一氮化硅膜厚度2为6-12nm，折射率为2.25-2.35，第二氮化硅膜3的厚度为18-25nm，折射率为2.15-2.24，第三氮化硅膜4的厚度为35-55nm，折射率为2.05-2.14，第四氮化硅膜5的厚度为15-30nm，折射率为1.95-2.04，二氧化锆阻挡层6的厚度为30-50nm。所述减反膜的制备方法包括以下步骤：(a)对晶硅电池进行清洗、扩散、二次清洗处理；(b)使用PECVD法制作氧化硅膜1，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为0.4-1.5L/min、笑气流量为6-8L/min、硅烷流量为2-5L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为30-45mm，射频功率5-8kw，持续时间8-15s，处理温度为350-450℃；(c)使用PECVD法在氧化硅膜1上制作第一氮化硅膜2，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为0.6-1.2L/min、硅烷流量为2.6-3.6L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为35-48mm，射频功率7-10kw，持续时间6-12s，处理温度为450-500℃；(d)使用PECVD法在第一氮化硅膜2上制作第二氮化硅膜3，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为1.2-1.8L/min、硅烷流量为2.2-2.4L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为15-48mm，射频功率7-10kw，持续时间12-35s，处理温度为450-500℃；(e)使用PECVD法在第二氮化硅膜3上制作第三氮化硅膜4，其中氮气流量为10-20L/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
晶硅电池多层减反膜，所述的减反膜沉积于晶硅电池N型面，其特征在于：所述的减反膜由下而上依次包括：氧化硅膜、第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜以及二氧化锆阻挡层，其中氧化硅膜的厚度为5‑25nm，折射率为1.4‑1.5，第一氮化硅膜厚度为6‑12nm，折射率为2.25‑2.35，第二氮化硅膜的厚度为18‑25nm，折射率为2.15‑2.24，第三氮化硅膜的厚度为35‑55nm，折射率为2.05‑2.14，第四氮化硅膜的厚度为15‑30nm，折射率为1.95‑2.04，二氧化锆阻挡层的厚度为30‑50nm。

【技术特征摘要】
1.晶硅电池多层减反膜，所述的减反膜沉积于晶硅电池N型面，其特征在于：所述的减反膜由下而上依次包括：氧化硅膜、第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜以及二氧化锆阻挡层，其中氧化硅膜的厚度为5-25nm，折射率为1.4-1.5，第一氮化硅膜厚度为6-12nm，折射率为2.25-2.35，第二氮化硅膜的厚度为18-25nm，折射率为2.15-2.24，第三氮化硅膜的厚度为35-55nm，折射率为2.05-2.14，第四氮化硅膜的厚度为15-30nm，折射率为1.95-2.04，二氧化锆阻挡层的厚度为30-50nm。2.根据权利要求1所述的一种晶硅电池多层减反膜，其特征在于：所述减反膜的制备方法包括以下步骤：(a)对晶硅电池进行清洗、扩散、二次清洗处理；(b)使用PECVD法制作氧化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为0.4-1.5L/min、笑气流量为6-8L/min、硅烷流量为2-5L/min，压力2-2.5Torr，电极间距为30-45mm，射频功率5-8kw，持续时间8-15s，处理温度为350-450℃；(c)使用PECVD法在氧化硅膜上制作第一氮化硅膜，其中氮气流量为10-20L/min、氨气流量为0.6-1.2L/min、硅烷流量为2.6-3.6L/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞倩桃，
申请(专利权)人：庞倩桃，
类型：发明
国别省市：广东;44