一种PERC电池背面复合钝化膜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种PERC电池背面复合钝化膜，它包括在硅片背面依次沉积的氧化铝层、氮氧化硅层、第一氮化硅层和第二氮化硅层。本实用新型专利技术在硅片背面依次沉积四个膜层，其中，氧化铝层的固定负电荷密度高达10

【技术实现步骤摘要】
一种PERC电池背面复合钝化膜
本技术属于PERC电池制备技术，特别涉及一种PERC电池背面复合钝化膜。
技术介绍
硅片内部和表面的杂质与缺陷对光伏电池性能会造成负面影响，钝化工序通过降低表面载流子的复合来减小缺陷带来的影响从而保证电池的效率。而常规晶硅太阳电池只对正面进行钝化，背面设有背银电极和铝背场，尽管铝背场可以在硅片背表面形成P+P的高低结，但是背面的少数载流子复合仍然很严重，限制了转换效率的提升。PERC(PassivatedEmitterandRearCell)，即钝化发射极和背面电池技术，在常规太阳能技术基础之上，在电池背表面进行介质膜钝化，采用金属局域接触，大大降低了背表面少子复合速度，开路电压(Voc)和短路电流(Isc)较之常规电池有大幅提升，从而电池转化效率更高。氧化铝由于具备较高的电荷密度，可以对P型表面提供良好的钝化，目前被广泛应用于PERC电池量产的背面钝化材料。为了完全满足背面钝化条件，需要在氧化铝介质层附上保护膜，使其与金属铝背场隔离。因此，采用氧化铝、氧化硅、氮化硅等多层复合膜结构，是提升PERC电池背面钝化效果，保证电池背面的光学性能十分有效的措施，也是目前研究的热点。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可以提升背面钝化效果、进而提高光电转化效率的PERC电池背面复合钝化膜。本技术的目的通过以下的技术措施来实现：一种PERC电池背面复合钝化膜，其特征在于：它包括在硅片背面依次沉积的氧化铝层、氮氧化硅层、第一氮化硅层和第二氮化硅层。本技术在硅片背面依次沉积四个膜层，其中，氧化铝层的固定负电荷密度高达1013/cm2，可提供优异的场效应钝化作用；氮氧化硅层的化学稳定性高，可以提高氧化铝介质层电荷稳定性，加强场钝化效应；最后分步沉积两层氮化硅层，可提升氮化硅层成膜均匀性，提高钝化效果，同时，利用NH3提供充足的氢原子，形成高氢介质膜，退火时，释放H扩散到里层与悬挂键结合，降低载流子复合，提高少子寿命，提高光电转化效率。因此，本技术能够提升背面钝化效果，进而提高光电转化效率。本技术可以通过优化各膜层的厚度，使之具有更佳的钝化效果，增强背面复合钝化膜的内反射作用，实现光电转化效率的进一步提升：本技术所述氧化铝层的厚度是1-15nm。本技术所述氮氧化硅层的厚度是4-20nm。本技术所述第一氮化硅层的厚度是25-70nm。本技术所述第二氮化硅层的厚度是35-75nm。本技术所述PERC电池背面复合钝化膜的厚度是65-180nm。本技术所述氧化铝层的厚度与所述氮氧化硅层的厚度之比为1：20～1：4。本技术所述氧化铝层的厚度与第一氮化硅层和第二氮化硅层的总厚度之比为1：145～1：60。与现有技术相比，本技术具有以下显著的优点：⑴本技术在硅片背面依次沉积四个膜层，其中，氧化铝层的固定负电荷密度高达1013/cm2，可提供优异的场效应钝化作用；氮氧化硅层的化学稳定性高，可以提高氧化铝介质层电荷稳定性，加强场钝化效应；最后分步沉积两层氮化硅层，可提升氮化硅层成膜均匀性，提高钝化效果，同时，利用NH3提供充足的氢原子，形成高氢介质膜，退火时，释放H扩散到里层与悬挂键结合，降低载流子复合，提高少子寿命，提高光电转化效率。因此本技术能够提升背面钝化效果，进而提高光电转化效率。⑵本技术通过优化复合钝化膜的厚度，太阳能电池具有更佳的钝化效果，同时增强背面复合钝化膜的内反射作用，进一步提升开路电压和短路电流，提升光电转换效率。⑶本技术复合钝化膜可采用同一PECVD设备依次沉积制作完成，工艺简单，适合大规模的工业化生产。附图说明以下结合附图对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术的剖面示意图。具体实施方式如图1所示，是本技术一种PERC电池背面复合钝化膜，其厚度是65-180nm，它包括在硅片1背面依次沉积的氧化铝层2、氮氧化硅层3、第一氮化硅层4和第二氮化硅层5。其中，氧化铝层2的厚度是1-15nm，氮氧化硅层3的厚度是4-20nm，氧化铝层2的厚度与氮氧化硅层3的厚度之比为1：20～1：4；第一氮化硅层4的厚度是25-70nm，第二氮化硅层5的厚度是35-75nm，氧化铝层2的厚度与第一氮化硅层4和第二氮化硅层5的总厚度之比为1：145～1：60。本技术复合钝化膜的制备过程如下：通过在硅片背面进行等离子增强化学气相沉积(PECVD)形成氧化铝层，再在氧化铝层上进行PECVD沉积形成氮氧化硅层，最后通过在氮氧化硅层上进行PECVD沉积形成两层氮化硅层，第一氮化硅层和第二氮化硅层，制得背面复合钝化膜。具体的：氧化铝层的等离子增强化学气相沉积在温度为200-300℃、等离子功率为3500-4500W、压力1200-1800mtorr的反应腔内进行，沉积80-100s，包括：采用气体流量为50-150sccm的TMA与气体流量为2-4slm的N2O进行PECVD沉积，等离子功率为4000-6000w，压力1500-2000mtorr，进行化学气相沉积70-100s，在P型硅背表面形成氧化铝层。氮氧化硅层的等离子增强化学气相沉积，在温度300-450℃、压强800-1000mTor、等离子功率9000-10000w的反应腔内进行，包括：通入反应气体NH30.2-0.5slm、SiH4100-180sccm和N2O3-5slm，反应时间255-280s形成SiNXOy层。第一氮化硅层和第二氮化硅层的等离子增强化学气相沉积在温度400-450℃、压强1600-2000mtorr的反应腔内进行，包括：1、通入反应气体NH33.5-4.0slm和SiH4750-800sccm，等离子功率2000-14500w，反应时间160-180s形成第一层氮化硅薄膜；2、改变NH3和SiH4流量，将NH3流量设定为6.0-7.0slm、将SiH4流量设定为850-1000sccm，等离子功率13000-14500w，反应时间200-260s，形成第二层氮化硅薄膜。本技术的实施方式不限于此，根据本技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本技术上述基本技术思想前提下，本技术还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本技术权利保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PERC电池背面复合钝化膜，其特征在于：它包括在硅片背面依次沉积的氧化铝层、氮氧化硅层、第一氮化硅层和第二氮化硅层。/n

【技术特征摘要】
1.一种PERC电池背面复合钝化膜，其特征在于：它包括在硅片背面依次沉积的氧化铝层、氮氧化硅层、第一氮化硅层和第二氮化硅层。


2.根据权利要求1所述的PERC电池背面复合钝化膜，其特征在于：所述PERC电池背面复合钝化膜的厚度是65-180nm。


3.根据权利要求2所述的PERC电池背面复合钝化膜，其特征在于：所述氧化铝层的厚度与所述氮氧化硅层的厚度之比为1：20～1：4。


4.根据权利要求3所述的PERC电池背面复合钝化膜，其特征在于：所述氧化铝层的厚度与第一氮化硅层和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，方结彬，曾超，林纲正，
申请(专利权)人：广东爱旭科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44