一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：对晶体硅片进行恒温处理，然后在所述晶体硅片的背面上依次沉积氮氧化硅膜和氮化硅膜；所述氮氧化硅膜和所述氮化硅膜的沉积方式分别独立地为PECVD；形成所述氮氧化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12

【技术实现步骤摘要】
一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺


[0001]本专利技术属于晶硅太阳能电池
，具体涉及一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺。

技术介绍

[0002]随着高效太阳电池研发的不断推进，优质的表面钝化已成为高转换效率太阳电池不可或缺的，近年来，钝化发射区背面电池(PERC)技术得到了广泛关注，PERC即钝化发射极背面接触电池是一种发射极与背面双面钝化的太阳电池。
[0003]PERC电池一般的工艺流程有以下步骤：制绒
→
扩散
→
SE激光
→
氧化
→
刻蚀(去PSG)
→
退火
→
背膜
→
正膜
→
背膜激光开槽
→
丝网印刷
→
烧结
→
光注入或电注入
→
测试分拣。其中镀膜工艺是PERC电池产线工艺中及其重要的一环。电池片在生产过程中，需要在正面镀一层减反膜，降低光的反射，增强光的吸收。在背面镀一层钝化膜，一般钝化膜是通过钝化硅表面的悬挂键来降低表面的复合速率从而起到表面钝化或者体钝化的作用。同时其高折射率可以增强背面的反射率进一步提升电池效率，可以说钝化膜的好坏直接影响到太阳能电池的性能。
[0004]目前行业内背面普遍采用的技术是氧化铝加氮化硅的叠层钝化技术，即通过在电池片背表面沉积一层氧化铝，然后再使用等离子化学气相沉积法PECVD在背面镀一层SiN
x
薄膜，对氧化铝层起保护作用；同时，这层SiN
x
薄膜还能提高少子寿命，增加对长波的反射，对光进行充分利用，增加硅片对长波的吸收，显著提高开路电压和短路电流，极大地提高了电池的转换效率。氧化铝介质膜在与硅或者二氧化硅界面处具有一层高浓度的负电荷，可以增加P型硅中多子浓度，降低少子浓度，从而降低表面速率。
[0005]CN113293358A公开了一种PECVD提高氧化铝背膜钝化效果的制备方法，在制绒、扩散、正激光、碱抛、后氧化的晶体硅片用管式PECVD沉积，PECVD沉积过程安如下步骤进行，步骤一、制备氧化铝膜；步骤二、进行第一次预清理；步骤三、制备氮氧化硅膜；步骤四、进行第二次预先清理；步骤五、制备氮化硅膜。在镀氮化硅膜和氮氧化硅膜前添加一次预清理，在每次镀膜前添加可以有效的减少镀膜过程中的污染，并生成更纯净的SiN
x
膜，SiO
x
N
y
膜。但传统的制备方法中，氧化铝的使用也伴随着许多问题，例如氧化铝本身的不稳定性，沉积速率慢，良率较低，均匀性难以稳定把控等，同时沉积氧化铝工艺中常常使用三甲基铝作为特气，耗材成本很高，且该气体易燃易爆炸，存在不稳定的安全隐患。而且氧化铝本身的折射率较低，通常需要叠加多层氮化硅结构，对膜的均匀性提供了更高的要求。
[0006]CN113013267A公开了一种太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件，该太阳能电池包括依次层叠设置的电池基片、氧化硅钝化膜、氮氧化硅钝化膜和氮化硅钝化膜，氧化硅钝化膜的厚度范围为11
‑
100nm；氮氧化硅钝化膜的厚度范围为20
‑
110nm；氮化硅钝化膜的厚度范围为60
‑
160nm，该钝化层虽规避了AlO
x
钝化层，但其镀膜时间较长，降低了生产效率。
[0007]因此，如何在保证钝化效果的基础上优化背面钝化工艺，缩短整个工艺的时间成
为当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺可有效缩短沉积时间，提升钝化效果，具有较高的经济效益。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，所述优化工艺包括以下步骤：
[0011]对晶体硅片进行恒温处理，然后在所述晶体硅片的背面上依次沉积氮氧化硅膜和氮化硅膜；
[0012]所述氮氧化硅膜和所述氮化硅膜的沉积方式分别独立地为PECVD；
[0013]形成所述氮氧化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12
‑
18)，例如1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17或1:18等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]本专利技术中，所述优化工艺通过控制形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比，实现了氮氧化硅膜的快速沉积，有效缩短了沉积时间，使形成的背膜膜色更加均匀，保持反射率的一致性，进一步提升了对太阳光的吸收能力，从而提升太阳能电池光电转换效率；此外还提升了特气的利用率，具有较高的经济效益。
[0015]形成氮氧化硅膜过程中的脉冲比对沉积速率影响较大，同时也是提高成膜质量的关键。若脉冲比过小，会导致工艺时间偏长，生产效率低；若脉冲比过大，则会反应比较激烈，成膜均匀性较差。
[0016]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，所述恒温处理的温度为450
‑
560℃，例如450℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃或560℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述恒温处理的时间为700
‑
1100s，例如700s、750s、800s、850s、900s、950s、1000s、1050s或1100s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]作为本专利技术优选的技术方案，所述氮氧化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，所述钝化炉内的温度维持在450
‑
560℃，例如450℃、460℃、480℃、500℃、520℃、540℃或560℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述钝化炉内的压力维持为200
‑
300Pa，例如200Pa、220Pa、240Pa、260Pa、280Pa或300Pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]作为本专利技术优选的技术方案，所述SiH4的流量为2
‑
10L/min，例如2L/min、3L/min、4L/min、5L/min、6L/min、7L/min、8L/min、9L/min或10L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶硅太阳能电池PECVD背膜优化工艺，其特征在于，所述优化工艺包括以下步骤：对晶体硅片进行恒温处理，然后在所述晶体硅片的背面上依次沉积氮氧化硅膜和氮化硅膜；所述氮氧化硅膜和所述氮化硅膜的沉积方式分别独立地为PECVD；形成所述氮氧化硅膜的过程中，脉冲比为1:(12
‑
18)。2.根据权利要求1所述的优化工艺，其特征在于，所述恒温处理的温度为450
‑
560℃；优选地，所述恒温处理的时间为700
‑
1100s。3.根据权利要求1或2所述的优化工艺，其特征在于，所述氮氧化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4、NH3和N2O，采用PECVD方式在晶体硅片背面进行第一沉积，形成氮氧化硅膜。4.根据权利要求3所述的优化工艺，其特征在于，所述钝化炉内的温度维持在450
‑
560℃；优选地，所述钝化炉内的压力维持为200
‑
300Pa。5.根据权利要求3或4所述的优化工艺，其特征在于，所述SiH4的流量为2
‑
10L/min；优选地，所述NH3的流量为3
‑
10L/min；优选地，所述N2O的流量为5
‑
20L/min。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的优化工艺，其特征在于，所述第一沉积的时间为200
‑
700s；优选地，所述氮氧化硅膜的厚度为20
‑
80nm。7.根据权利要求1或2所述的优化工艺，其特征在于，所述氮化硅膜形成的步骤包括：向钝化炉内通入SiH4和NH3，采用PECVD方式在所述氮氧化硅膜的基础上进行第二沉积，形成氮化硅膜。8.根据权利要求7所述的优化工艺，其特征在于，所述钝化炉内的温度维持在450
‑
560℃；优选地，所述钝化炉内的压力维持为200
‑
300Pa；优选地，所述SiH4的流量为2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李永伟，任良为，马政，周芳超，刘建强，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：