一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法技术

一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，第一方案为：(1)采用等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积形成氮氧化硅薄膜；(2)再采用等离子体化学气相沉积法在所述氮氧化硅薄膜的表面沉积形成氮化硅薄膜；最后在所述衬底背表面依次得到氮氧化硅薄膜与氮化硅薄膜的层叠减反射膜。第二方案为：(1)采用等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积形成氮氧化硅薄膜；(2)再采用等离子体化学气相沉积法在所述氮氧化硅薄膜的表面依次沉积形成折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜；最后在所述衬底背表面依次得到氮氧化硅薄膜与折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜的层叠减反射膜。本发明专利技术的层叠减反射膜能够降低背面电学复合，提高太阳能电池效率。电池效率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及衬底的镀膜
，具体涉及一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能的光电利用即光生伏特效率是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，为此，人脉研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电池的材料按照元素构成可以分为元素半导体材料，如硅等，和化合物半导体材料，如砷化镓、锑化镉等。其中硅材料因其自身禁带宽度适中、光电转换效率较好，对环境不造成污染、性能稳定、便于工业化生产、资源丰富等优点而成为最理想的太阳能电池材料。硅基太阳能电池又可以分为晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。其中晶硅太阳能电池是目前转换效率较高、技术最为成熟、应用最为广泛的硅基太阳能电池材料。
[0003]晶硅太阳能电池的高转换效率是基于高质量衬底硅材料基础上得到的，这也造成了制造成本高的问题。为了降低成本，降低电池片的厚度成为了晶硅太阳能电池发展的一个重要趋势。这就为晶硅材料表面钝化技术提出了挑战。因此为了保证晶硅太阳能电池在薄片化的过程中仍保持较高的光电转化效率，其表面的钝化是必不可少的。
[0004]采用等离子体化学气相沉积(PECVD)法制备氮化硅(SiN
x
)薄膜是晶体硅太阳能电池常用的减反射钝化膜。因为氮化硅薄膜具有较好的光学性能。除此之外，在制备氮化硅的过程中，会在氮化硅中形成固定电荷和游离的氢原子。固定电荷会在硅片表面形成电场从而达到降低表面载流子复合的作用；而游离的氢原子会扩散到硅片表面钝化该处硅的悬挂键，进而降低电池表面的表面态密度，同样起到降低表面载流子复合的作用。但是正是由于氮化硅内部含有大量固定电荷，尤其是固定正电荷，在电池的背钝化过程中，会在表面形成反型层，导致太阳能电池钝化质量不佳。

技术实现思路

[0005]为了解决氮化硅薄膜对太阳能电池钝化质量不佳的技术问题，而提供一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法。本专利技术的层叠减反射膜能够降低背面电学复合，增加背部光学反射，进而进一步提高太阳能电池效率。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术的第一个方案是：一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)采用等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积形成氮氧化硅薄膜；
[0009](2)再采用等离子体化学气相沉积法在所述氮氧化硅薄膜的表面沉积形成氮化硅薄膜；
[0010]最后在所述衬底背表面依次得到氮氧化硅薄膜与氮化硅薄膜的层叠减反射膜。
[0011]进一步地，步骤(1)中所述氮氧化硅薄膜的折射率为2.10
‑
2.15、膜厚为3nm
‑
10nm。
[0012]再进一步地，所述氮氧化硅薄膜的折射率通过控制等离子体化学气相沉积法中所用反应气SiH4的流量为1800sccm、NH3的流量为4500sccm、NH3的流量为600sccm来实现SiH4、NH3与NH3的体积比3:7.5:1；所述膜厚通过控制沉积时间为120s来获得。
[0013]进一步地，步骤(2)中所述氮化硅薄膜的折射率为2.05
‑
2.08、膜厚为50
‑
55nm。
[0014]再进一步地，所述氮化硅薄膜的折射率通过控制等离子体化学气相沉积法中所用反应气SiH4的流量为1100sccm、NH3流量为4880sccm来实现SiH4与NH3的体积比2.2:9.8，所述膜厚通过控制沉积时间为410s来获得。
[0015]本专利技术的第二个方案是：一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)采用等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积形成氮氧化硅薄膜；
[0017](2)再采用等离子体化学气相沉积法在所述氮氧化硅薄膜的表面依次沉积形成折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜；
[0018]最后在所述衬底背表面依次得到氮氧化硅薄膜与折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜的层叠减反射膜。
[0019]进一步地，步骤(1)中所述氮氧化硅薄膜的折射率为2.25
‑
2.30、膜厚为20
‑
30nm。
[0020]再进一步地，所述氮氧化硅薄膜的折射率通过控制等离子体化学气相沉积法中所用反应气SiH4的流量为1800sccm、NH3的流量为4500sccm、N2O的流量为600sccm来实现SiH4、NH3与N2O体积比3:7.5:1；所述膜厚通过控制沉积时间为120s来获得。
[0021]进一步地，步骤(2)中所述折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜中，沉积在所述氮氧化硅薄膜表面的是第一层氮化硅薄膜，其折射率为2.15
‑
2.20，膜厚为30
‑
50nm；沉积在所述第一层氮化硅薄膜表面的是第二层氮化硅薄膜，其折射率为2.10
‑
2.15，膜厚为50
‑
70nm；沉积在所述第二层氮化硅薄膜表面的是第三层氮化硅薄膜，其折射率为2.08
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2.10、膜厚为80
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90nm。
[0022]再进一步地，折射率梯度下降通过调整等离子体化学气相沉积法中所用反应气氨气流量与硅烷流量进行控制实现折射率梯度下降：形成所述第一层氮化硅薄膜的NH3流量为4500sccm、SiH4流量为1100sccm，所述膜厚通过控制沉积时间为420s来获得；形成所述第二层氮化硅薄膜的所述NH3流量为6000sccm、SiH4流量为850sccm，所述膜厚通过控制沉积时间为240s来获得；形成所述第三层氮化硅薄膜的NH3流量为7000sccm、SiH4流量为660sccm，所述膜厚通过控制沉积时间为120s来获得。
[0023]有益技术效果：
[0024]本专利技术通过等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积得到氮氧化硅薄膜与氮化硅薄膜的双层层叠减反射膜，以及氮氧化硅薄膜与氮化硅薄膜的四层层叠减反射膜；本专利技术的多层层叠减反射膜的禁带宽度增加，能够进一步提升长波段的二次吸收，并具有更低的吸光系数，能够降低背面电学复合，增加内部光学反射，进一步提高少子寿命和太阳能电池效率，优化钝化质量；本专利技术的多层层叠减反射膜还改善了硅片衬底不同膜层界面的应力分布，提高了整体膜的抗损伤能力，从而提高钝化效果；另外，本专利技术的层叠薄膜具有较好的均匀性。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本专利技术的范围。对于相关领域普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积形成氮氧化硅薄膜；(2)再采用等离子体化学气相沉积法在所述氮氧化硅薄膜的表面沉积形成氮化硅薄膜；最后在所述衬底背表面依次得到氮氧化硅薄膜与氮化硅薄膜的层叠减反射膜。2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氮氧化硅薄膜的折射率为2.10
‑
2.15、膜厚为3nm
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10nm。3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，其特征在于，所述氮氧化硅薄膜的折射率通过控制等离子体化学气相沉积法中所用反应气SiH4的流量为1800sccm、NH3的流量为4500sccm、NH3的流量为600sccm来实现SiH4、NH3与NH3的体积比3:7.5:1；所述膜厚通过控制沉积时间为120s来获得。4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述氮化硅薄膜的折射率为2.05
‑
2.08、膜厚为50
‑
55nm。5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，其特征在于，所述氮化硅薄膜的折射率通过控制等离子体化学气相沉积法中所用反应气SiH4的流量为1100sccm、NH3流量为4880sccm来实现SiH4与NH3的体积比2.2:9.8，所述膜厚通过控制沉积时间为410s来获得。6.一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用等离子体化学气相沉积法在衬底背表面沉积形成氮氧化硅薄膜；(2)再采用等离子体化学气相沉积法在所述氮氧化硅薄膜的表面依次沉积形成折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜；最后在所述衬底背表面依次得到氮氧化硅薄膜与折射率梯度下降的三层氮化硅薄膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学峰，
申请(专利权)人：江苏润阳世纪光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：