晶体硅太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种晶体硅太阳能电池及其制造方法。本发明专利技术的晶体硅太阳能电池包括有硅衬底、沉积在硅衬底上的SiOx材料层、沉积在SiOx材料层上的SiNx材料层以及沉积在SiNx材料层上的SiOxNy材料层；所述SiOx材料层的不同厚度处折射率在1.6‑1.7范围变化，所述SiNx材料层的不同厚度处折射率在2.1‑2.2范围变化；所述SiOxNy材料层的不同厚度处折射率在1.75‑1.85范围变化。本发明专利技术能够提高晶体硅太阳能电池效率、有利于消除电势诱导衰减效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池的
，特别是涉及一种晶体硅太阳能电池及其制造方法。
技术介绍
在晶体硅太阳能电池生产过程中，PECVD(等离子体气相沉积法)是形成减反膜的一种大规模工业运用方法。在实际生产中主要运用氮化硅或者二氧化硅作为减反膜。在晶体硅太阳能电池生产过程中，PECVD(等离子体气相沉积法)是形成减反膜的一种大规模工业运用的方法。一般减反膜主要包括：单层氮化硅薄膜、单层二氧化硅薄膜、SiO2/SiNx双层膜等。但是随着电池技术工艺的持续改进，传统膜层工艺的改进带来的晶体硅电池转化效率收益越来越小。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提出了一种能够提高晶体硅太阳能电池效率、有利于消除PID效应的晶体硅太阳能电池及其制造方法。为实现上述目的，本专利技术提出的一种晶体硅太阳能电池，其包括有硅衬底、沉积在硅衬底上的SiOx材料层、沉积在SiOx材料层上的SiNx材料层以及沉积在SiNx材料层上的SiOxNy材料层；所述SiOx材料层的不同厚度处折射率在1.6-1.7范围变化，所述SiNx材料层的不同厚度处折射率在2.1-2.2范围变化；所述SiOxNy材料层的不同厚度处折射率在1.75-1.85范围变化。作为优选，所述SiOx材料层由多层具有不同折射率的SiOx材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiOx材料膜构成。作为优选，所述SiNx材料层由多层具有不同折射率的SiNx材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiNx材料膜构成。作为优选，所述SiOxNy材料层由多层具有不同折射率的SiOxNy材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiOxNy材料膜构成。本专利技术的晶体硅太阳能电池的制造方法是：步骤一，预热，硅片进入镀膜设备反应腔体先进行加热，达到反应温度为300-550℃；步骤二，恒压，向反应腔体充入反应气体N2O和SiH4，SiH4流量500-800sccm/min，N2O流量5000-8000sccm/min，压力范围1.0-1.5Torr；步骤三，沉积SiOx材料层，射频电源打开，射频功率为5000-8000W，在镀膜过程中通过控制反应气体比例、压力以及射频功率的变化形成若干层膜厚30nm-40nm、折射率1.6-1.7的SiOx材料膜；SiOx材料层是多层具有不同折射率的SiOx材料膜或者是折射率在厚度方向渐变的SiOx材料膜；步骤四，抽真空，将反应腔体中反应残留气体抽出，为后续SiNx的沉积做准备；步骤五，恒压，向反应腔体充入反应气体NH3和SiH4，SiH4流量300-900sccm/min，NH3流量2500-7500sccm/min，压力范围0.9-1.6Torr；步骤六，沉积SiNx材料层，射频电源打开，射频功率为4500-9000W，在镀膜过程中通过控制反应气体比例、压力以及射频功率的变化形成若干层膜厚50nm-70nm、折射率2.1-2.2的SiNx材料膜；SiNx材料层是多层具有不同折射率的SiNx材料膜或者是折射率在厚度方向渐变的SiNx材料膜；步骤七，抽真空，将反应腔体中反应残留气体抽出，为后续SiOxNy的沉积做准备；步骤八，恒压，通入沉积SiOxNy所需的气体NH3、N2O和SiH4，SiH4流量100-400sccm/min，N2O流量2000-5500sccm/min，NH3流量200-900sccm/min，射频功率为6000-10000W，压力为0.9-1.5Torr；步骤九，沉积SiOxNy材料层，射频电源打开，在镀膜过程中通过控制反应气体比例、压力以及射频功率的变化形成若干层膜厚30nm-120nm、折射率1.75-1.85的SiOxNy材料膜；SiOxNy材料层是多层具有不同折射率的SiOxNy材料膜或者是折射率在厚度方向渐变的SiOxNy材料膜。本专利技术的晶体硅太阳能电池在保证SiOx和SiNx优异的钝化效果和透光特性的的同时，引入SiOxNy进一步降低电池表面的反射率，提高电池片对太阳光的吸收，进而提高电池片的短路电流和转换效率；同时由于SiOxNy膜对于金属离子如Na、K等金属离子的具有阻挡作用，可以消除晶体硅太阳能电池的电势诱导衰减效应，以提高太阳能组件的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的晶体硅太阳能电池结构示意图。具体实施方式参照图1，该晶体硅太阳能电池包括有硅衬底、沉积在硅衬底1上的SiOx材料层2、沉积在SiOx材料层2上的SiNx材料层3以及沉积在SiNx材料层3上的SiOxNy材料层4；所述SiOx材料层2的不同厚度处折射率在1.6-1.7范围变化，所述SiNx材料层3的不同厚度处折射率在2.1-2.2范围变化；所述SiOxNy材料层4的不同厚度处折射率在1.75-1.85范围变化；所述SiOx材料层2由多层具有不同折射率的SiOx材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiOx材料膜构成；所述SiNx材料层3由多层具有不同折射率的SiNx材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiNx材料膜构成；所述SiOxNy材料层4由多层具有不同折射率的SiOxNy材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiOxNy材料膜构成。下面结合实施例对本专利技术的太阳能电池及制造方法作进一步说明：实施例1：步骤一，预热，硅片进入反应腔体先进行加热，达到设定的反应温度后准备开始镀膜工艺，温度一般设定为400℃；步骤二，恒压，向反应腔体充入反应气体N2O和SiH4，SiH4流量750sccm/min，N2O流量5000sccm/min，压力范围1.2Torr；步骤三，沉积SiOx材料层，以两层为例说明：射频电源打开，射频功率为7000W，反应时间为150sec，形成折射率为1.7，膜厚为30nm左右的SiOx膜层；然后射频电源关闭20sec，N2O流量调节至7000sccm/min，压力保持不变，开启射频电源，反应时间为200sec，形成折射率为1.6，膜厚为40nm的SiOx膜层；步骤四，抽真空，将反应腔体中反应残留气体抽出，为后续SiNx的沉积做准备；步骤五，恒压，向反应腔体充入反应气体NH3和SiH4，SiH4流量800sccm/min，NH3流量4000sccm/min，压力范围1.6Torr；步骤六，沉积SiNx材料层，以两层为例说明：射频电源打开，射频功率为8000W，反应时间为200sec，形成折射率为2.2，膜厚为50nm左右的SiNx膜层；然后射频电源关闭20sec，NH3流量调节至7000sccm/min，压力保持不变，开启射频电源，反应时间为300sec，形成折射率为2.1，膜厚为70nm的SiNx膜层；步骤七，抽真空，将反应腔体中反应残留气体抽出，为后续SiOxNy的沉积做准备；步骤八，恒压，通入沉积SiOxNy所需的气体NH3、N2O和SiH4，SiH4流量190sccm/min，N2O流量5500sccm/min，NH3流量200sccm/min，射频功率为10000W，压力为1.3Torr；步骤九，沉积SiOxNy材料层，以两层为例说明：射频电源打开，反应时间为300sec，形成折射率为1.85，膜厚为50nm左右的SiOxNy膜层；然后射频电源关闭20sec，NH3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述晶体硅太阳能电池包括有硅衬底、沉积在硅衬底上的SiOx材料层、沉积在SiOx材料层上的SiNx材料层以及沉积在SiNx材料层上的SiOxNy材料层；所述SiOx材料层的不同厚度处折射率在1.6‑1.7范围变化，所述SiNx材料层的不同厚度处折射率在2.1‑2.2范围变化；所述SiOxNy材料层的不同厚度处折射率在1.75‑1.85范围变化。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述晶体硅太阳能电池包括有硅衬底、沉积在硅衬底上的SiOx材料层、沉积在SiOx材料层上的SiNx材料层以及沉积在SiNx材料层上的SiOxNy材料层；所述SiOx材料层的不同厚度处折射率在1.6-1.7范围变化，所述SiNx材料层的不同厚度处折射率在2.1-2.2范围变化；所述SiOxNy材料层的不同厚度处折射率在1.75-1.85范围变化。2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述SiOx材料层由多层具有不同折射率的SiOx材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiOx材料膜构成。3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述SiNx材料层由多层具有不同折射率的SiNx材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiNx材料膜构成。4.根据权利要求1所述的复合膜高效晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述SiOxNy材料层由多层具有不同折射率的SiOxNy材料膜构成，或者由折射率在厚度方向渐变的SiOxNy材料膜构成。5.一种晶体硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：步骤一，预热，硅片进入镀膜设备反应腔体先进行加热，达到反应温度为300-550℃；步骤二，恒压，向反应腔体充入反应气体N2O和SiH4，SiH4流量500-800sccm/min，N2O流量5000-8000sccm/min，压力范围1.0-1.5Torr；步骤三，沉积SiOx材料层，射频电源打开，射频功率为5000-8000W，在镀膜过程中通过控制反应气体比例、压力以及射频功率的变化形成若干层膜...

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