本发明专利技术公开一种多晶硅太阳电池的减反射膜膜系及制备方法。该减反射膜膜系的特征在于该膜系为双层膜结构，一层膜为热氧化法生长或制备的SiO2膜，另一层膜为在SiO2膜上沉积制备的SiNx膜；所述SiO2膜的膜层厚度为10-50nm；所述SiNx膜的膜层厚度为60-100nm，折射率为1.8-2.6。该制备方法依次经过下述常规工序：清洗、制绒、制结和刻蚀后，在氧气气氛中进行820-860℃的低温热氧化，生长或制备SiO2膜，然后通过等离子体增强化学气相沉积方法在SiO2膜上沉积制备SiNx膜，从而得到SiNx与SiO2双层膜的减反射膜膜系。该膜系可大幅度降低膜表面反射率，同时具有钝化作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅太阳电池的制备技术，具体是。
技术介绍
太阳能电池发展的主要趋势是高转换效率和低成本。为了提高电池的转换效率， 降低表面的光反射，增加光的有效吸收是十分必要的。采用减反射膜以降低电池表面对阳光的反射损失，即是一种提高转化率和降低成本的方法。目前企业生产的减反射膜一般只采用一层膜，减反射膜的材料一般为SiNx，常用制备方法为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)，其主要原理是利用各种材料在气相间、气相和固体基础表面间所产生的物理、化学过程而沉积薄膜；等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是利用辉光放电的作用产生电子，而这些电子经过与反应气体分子的碰撞而形成等离子体，通过一定的温度、压强等在样品表面经过复杂的物理化学反应而形成固体薄膜。PECVD制备单层减反射膜已经得到了企业的产业化应用。虽然单层膜的制作技术比较成熟，实现了产业化，但是其总体反射率偏高，单晶硅材质反射率平均为10%，多晶硅材质电池反射率平均为20%左右(抛光硅表面的反射率高达35%左右)，不利于提高太阳能的转化率，减少反射损失和降低成本。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，研制。该膜系能使多晶硅片表面的反射率大幅度降低，增加光的吸收率，提高太阳电池的效率，降低生产成本。该制备方法工艺简单、成熟，不需要新设备，适用工业化实施。本专利技术解决所述膜系技术问题的技术方案是，设计一种多晶硅太阳电池的减反射膜膜系，其特征在于该膜系为双层膜结构，一层膜为热氧化法生长或制备的SiO2膜，另一层膜为在SiO2膜上沉积制备的SiNx膜；所述SiO2膜的膜层厚度为10-50nm ；所述SiNx膜的膜层厚度为60-100nm，折射率为1. 8-2. 6。与现有技术相比，本专利技术多晶硅太阳电池的减反射膜膜系设计了 SiNj^P SiO2I 层膜系结构，该膜系能够大幅度的降低膜表面反射率，使太阳电池的反射率能够大幅降低 (最低达到0. 21% )，且反射曲线在短波部分分配合理，同时该膜系能够起到一定的钝化作用，具有硬度高、膜层牢固、耐腐蚀，绝缘性、机械特性以及稳定性良好等特点。附图说明图1为不同厚度的SiO2单层减反射膜的反射谱，SiO2厚度为10-50nm，作为对照组。图2为不同厚度的SiNx单层减反射膜的反射谱，SiNx厚度为60-100nm，作为对照组。图3为本专利技术不同SiOx厚度的SiNx/Si02双层减反射膜膜系的反射谱，SiO2厚度为10-50nm，作为实验组。图4为本专利技术不同SiNx厚度的SiNx/Si02双层减反射膜膜系的反射谱，SiNx厚度为60-100nm，作为实验组。图5为本专利技术不同SiNx折射率的SiNx/Si02双层减反射膜膜系的反射谱，SiNx折射率为1.8-2. 6，作为实验组。图6为本专利技术不同SiNx折射率的SiNx/Si02双层减反射膜膜系的反射谱，SiNx折射率为1.9-2. 5，作为优化组。具体实施例方式下面结合实施例及附图进一步描述本专利技术。本专利技术设计的多晶硅太阳电池的减反射膜膜系(简称膜系)，其特征在于该膜系为双层膜结构，一层膜为热氧化法生长或制备的SiO2膜，另一层膜为在SiO2膜上沉积制备的SiNx膜；所述SiO2膜的膜层厚度为10-50nm ；所述SiNx膜的膜层厚度为60-100nm，折射率为 1. 8-2. 6。本专利技术膜系的制备方法是依次经过下述常规工序清洗、制绒、制结和刻蚀后， 在氧气气氛中进行820-860°C的低温热氧化，生长或制备SiO2膜，然后通过等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)在SiO2膜上沉积制备SiNx膜，从而得到SiNx与SiO2 (SiNx/Si02) 双层膜的减反射膜膜系(双层膜系)。本专利技术制备方法中，所述的工序及工艺本身均为现有技术。因此工艺简单、成熟， 不需要新设备，非常适用工业化实施应用。本专利技术膜系适用于多晶硅太阳能电池的制备工艺中。由于本专利技术膜系在多晶硅表面利用热氧化法生长的SiO2薄膜，能够对硅片表面进行有效的表面钝化，因而具有硬度高、 膜层牢固、耐腐蚀，绝缘性、机械特性以及稳定性良好等特点，同时其优异的光学性能，透光性好、直射率低，使SiO2膜应用在硅基太阳能电池中后，可起到减反射和钝化的双重效果。研究表明，本专利技术膜系影响双层膜总体反射率的参数主要为SiO2膜的膜层厚度、 3土队膜的膜层厚度和SiNx膜的折射率。本专利技术SiNx/Si02|层膜系结构的反射率采用的SiO2 膜折射率为1. 46，Si的折射率为3. 58，入射介质的折射率为1. 43。SiO2膜的膜层厚度和 SiNx膜的膜层厚度可以通过改变反应时间等参数来实现，例如，SiO2膜为840°C的低温热氧化生长所成，在氧气气氛中，通过调整氧化时间来控制SiO2膜的膜层厚度。所述SiNx膜的折射率可以通过调整SiH4与NH3的流量比来实现，流量比调整范围为1. 8-2. 6，流量比的控制本身为现有技术。本专利技术3102膜的膜层厚度为10-50nm，SiNx膜的膜层厚度为60-100nm。 本专利技术研究过程中，先在SiNx膜的折射率为2. 1、SiNx膜的厚度为60nm不变情况下，设置不同的单层SiO2膜的厚度，以及在SiO2膜的厚度为lOnm、SiNx膜的折射率为2. 1 不变情况下，设置不同的单层SiNx膜的厚度，研究二者对于反射率的影响，从而作为对照组 (即实施例1)其次，在不同的参数组合下，结合太阳电池在630nm处响应最敏感和反射区在长波及短波部分的情况，得到优化的双层膜系结构组合，为实验组(即实施例2)；第三步，根据实验组的结果，做双层膜系结构的进一步优化，得到最佳优化组合(即实施例3)。在对照组中，SiO2膜的膜层厚度为50nm时，膜系的反射率最低，为10%;SiNx膜的膜层厚度为80nm时，反射率最低，为3 %。在实验组中，优化的膜系为SiNx (60nm，η = 2. 2)/SiO2 (IOnm)，即在双层减反射膜膜系中，SiNx膜的膜层厚度为60nm，折射率为2. 2，SiO2膜的膜层厚度为10nm。 在优化组中，膜系SiNx(60nm，η = 2. 2)/SiO2(IOnm)为最佳的双层膜组合。在630nm 处，该SiNx/Si02膜系的反射率最小，仅为0. 21%，反射曲线在短波部分分配最为合理。本专利技术未述及之处适用于现有技术。下面给出具体的实施例，这些实施例仅用于进一步描述本专利技术，并不限制本申请权利要求的保护范围实施例1本实施例为现有技术的对照组。它记载了不同厚度的单层SiO2膜和SiNx膜的反射谱(参见图1-2)。在图1-2中，SiO2膜的厚度为10-50nm，SiNx膜的厚度为60-100nm。 从图1-2中可以看出50nm厚的SiO2单层膜最小的反射率为10% ；SOnm厚的SiNx单层膜最小的反射率为3%。实施例1作为对照组，可以与本专利技术双层膜系的反射率进行对照。实施例2本实施例为实验组。本实验组通过改变SiO2膜的厚度，SiNx膜的厚度和SiNx膜的折射率，测得相关数据(参见图3、图4和图5)。(1)在SiNx膜的折射率为2. 1、SiNx膜的厚度为60nm不变情况下，研究了 SiO2膜的厚度对双层膜系总反射率的影响。(2)在SiO本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多晶硅太阳电池的减反射膜膜系，其特征在于该膜系为双层膜结构，一层膜为热氧化法生长或制备的ＳｉＯ２膜，另一层膜为在ＳｉＯ２膜上沉积制备的ＳｉＮｘ膜；所述ＳｉＯ２膜的膜层厚度为１０－５０ｎｍ；所述ＳｉＮｘ膜的膜层厚度为６０－１００ｎｍ，折射率为１．８－２．６。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张昆，刘彩池，郝秋艳，解新建，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12
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