本发明专利技术涉及一种用以沉积一防反射层(6)于一基材(1)上的方法，包括下列步骤。提供具有多个太阳能电池结构(2)的基材(1)，并将该基材布置于一真空腔室(11)内，该真空腔室具有一含硅固体(13)。在该固体(13)与接地电位(14)之间断开电压期间，将一含氮反应气体(20)在该真空腔室(11)内的一流量调节至一第一值，将该含氮反应气体(20)之流量提高至一第二值并在该固体(13)与接地电位(14)间施加一电压，其中，以该含氮反应气体(20)高于该第一值之流量将一由硅及氮构成之层(6)沉积于该基材(1)上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术系关于防反射层之制造，且特别系关于在太阳能电池上制造防反射层。
技术介绍
太阳能电池可将光子(通常为太阳光光子)转换成电能。然目 前之该种转换过程效率仍不够高，而需加以进一步改良。太阳能电池转换效率的一种改良方案系减小太阳能电池表面之光子反射。因此，更多光子进入太阳能电池并在其中转化为电能。US 7，705，236B2揭示一种太阳能电池，其可具有由氮化硅构成之防反射层。设置该防反射层之目的在于减小太阳光射到该太阳能电池之硅表面时的反射损耗。同样，因为与发生在界面上的反射现象一样，太阳光会被防反射层所吸收，所以其降低太阳能电池效率。但仍需做出进一步之改良，方能进一步提高防反射层之性能可靠性，且更进一步改良太阳能电池之效率。
技术实现思路
根据本专利技术，包括下列步骤。提供一具有多个太阳能电池结构之基材并将其布置于真空腔室内。该真空腔室具有一含硅固体，其中，该固体与接地电位之间可施加电压。在该固体与接地电位之间断开电压期间，将一含氮反应气体在该真空腔室内之流量调节至第一值。将该含氮反应气体之流量提高至第二值并在该固体与接地电位间施加电压，其中，以该含氮反应气体高于该第一值之流量将一个由硅及氮构成之层沉积于该基材上。用于太阳能电池的防反射层可以使用许多种沉积过程来沉积。在本专利技术中，采用反应式溅射过程来沉积由SiN构成之防反射层。利用单基材系统可为晶片基单晶及多晶太阳能电池来以高产量制造此种基于氮化硅SiN之防反射层。根据本专利技术，对气体流量，尤其是含氮反应气体的流量进行调节，以便将防反射层可靠地沉积于基材上。使得该含氮反应气体在沉积过程开始之前及进行过程中保持相似分压，较佳保持尽可能均匀的分压。在该沉积过程进行期间，一部分含氮反应气体结合到已沉积层中。因此，接上电压后，该真空腔室内之含氮反应气体分压较之接电压前有所下降。本专利技术藉由调节该含氮气体之流量，特定言之系藉由沉积开始前的较低流量值以及藉由在沉积过程进行期间提高该流量来补偿上述分压下降。因此，本专利技术系有关于又名“真空阴极溅射”之溅射过程中的气体调节。特定言之，本专利技术系有关于反应式溅射过程中的反应气体调节。本专利技术之另一重点为处理时间短且其开始阶段(下文将对此概念予以说明)之时长占处理时间较大比重的溅射过程。应用此类溅射过程可在太阳能电池上制造较薄之防反射层。综上所述，本专利技术系提供一种适用于沉积过程的方法，该方法处理时间短，同时亦能稳定、可靠地沉积反应层，并确保该反应层易于改质。阴极溅射，或曰“溅射”，为一物理过程，在此过程中，某一固体(亦称“靶材”)之原子因高能量离子(主要为某种工作气体之稀有气体离子)轰击而离开该固体并转变成气相。“溅射”通常仅指溅射沉积，PVD领域内的一种真空镀覆技术。“物理气相沉积(physicalvapor deposition,简称PVD)系一类直接藉由凝结母材之蒸汽来形成层的真空镀覆方法或薄膜技术，不同于CVD技术。该技术有以下几点特征I、将成膜粒子气化(汽化)(“溅射”)2、将蒸汽输送至基材3、使蒸汽在基材上凝结以形成薄膜。PVD方法常利用等离子体来将诸如氩气等工作气体电离成稀有气体离子。所用等离子体可在处理室内就地(原位)制造，亦可单独制造(远程等离子体源)。反应式溅射系为PVD技术的一种变体，其中，溅射原子在输送或凝结过程中与被送入靶材与基材之间隙内的附加(反应)气体发生反应。该真空腔室内之非反应性气体流量可调，且不受该含氮反应气体流量之影响。在一实施例中，在该固体与接地电位间被断开电压及被施加电压期间，非反应性气体近乎保持同等大小之流量。在该实施例中，反应气体在真空腔室内的分压仅可藉由调节该反应气体之流量来加以调节。如此可简化反应气体在各处理步骤中的分压调节。固体与接地电位间被断开电压的步骤可称之为“闲置状态”，固体与接地电位间被施加电压的步骤可称之为“溅射步骤”。在断开固体与接地电位间之电压与在固体与接地电位间施加电压两步骤之间，可对含氮反应气体之流量进行调节，使得该含氮反应气体在真空腔室内之分压变化程度低于10%。藉此方法可对氮在真空腔室之气氛内减少及在已沉积层中结合的不同速率进行补偿。在其它实施例中，对该含氮气体之流量的第一值与第二值之差进行调节，以便在短时间内实现稳定之溅射过程。若欲在极短时间内完成沉积过程以镀覆极薄之层，则此实施例乃较佳之选。在一实施例中，对该含氮气体之流量的第一值与第二值之差进行调节，使得该含氮反应气体在该固体与接地电位间被施加电压后的I秒钟内保持稳定分压。在另一实施例中，对该含氮气体之流量的第一值与第二值之差进行调节，使得在该固体与接地电位间被施加电压后的I秒钟内该电压保持稳定。 可对该含氮气体之流量的第一值与第二值之差进行调节，使得该防反射层之沉积速率在该固体与接地电位间被施加电压后的I秒钟内保持稳定。可采用纯氮或含氮化合物作为该含氮反应气体。该方法可将由SiN构成之防反射层沉积于不同类型之太阳能电池上。例如，基材可采用包含多个单晶或多晶太阳能电池的晶片。闲置状态结束开始实施沉积过程时，可大致在固体与接地电位间施加电压的同时提高含氮反应气体之流量。作为替代方案，亦可在提高含氮反应气体流量并延迟一段时间后再在固体与接地电位间施加电压。可在自气源至真空腔室之气体管道内布置针型阀并藉由调节此针型阀来调节该含氮反应气体之流量。根据另一实施例，使用质量流量控制器来调节该含氮反应气体之流量。采用该实施例时对该质量流量控制器之额定值进行调节，使得在该固体与接地电位间被断开电压及被施加电压期间，该含氮反应气体保持同等大小之分压。换言之当该质量流量控制器(即操纵变量)发生变化时，该分压之额定值(即受控变量)保持不变。若设有质量流量控制器，则可藉由在该质量流量控制器下游与该真空腔室上游排出气流来调节该含氮反应气体在真空腔室内之气体流量。若在藉由在该质量流量控制器下游与该真空腔室上游排出气流来调节该含氮反应气体在真空腔室内之流量时，则该质量流量控制器之额定值可保持不变，从而使该含氮 反应气体在该固体与接地电位间被断开电压及被施加电压期间均大体保持同等大小之分压。WO 2008/080249A2揭示一种溅射系统，此系统可藉由质量流量控制器(Mass flowcontroller)改良真空腔室内之气体流量的调节效果，由于质量流量控制器总能以恒定之额定值工作，令其不再受气体流量控制器的瞬时响应影响，从而避免精确性与可重复性受到不利影响。概括而言，若想可靠地沉积性能符合要求的层，关键在于如压力调节等沉积条件。通常在单一结构中，层不同，则适用之沉积条件亦不同。附图说明现在将在下文中透过附图对本专利技术之实施例进行详细说明。图I示出気气流量为55sccm时派射电压与氮气流量间的函数关系；图2a示出波长λ = 633时过渡区内之折射率η与N2流量间的函数关系；图2b示出λ = 350nm时过渡区内之吸收系数k与N2流量间的函数关系；图2c示出过渡区内之镀覆速率与N2流量间的函数关系；图3示出以40sccm之Ar流量与47. 5sccm之N2流量在Si的反应式派射期间的电压变化曲线，以处理时间为横坐标；图4示出以40SCCm之氩气流量与47. 5sccm之N2流量在Si的反应式溅射期间的溅射电压变化曲线，该过程设定了本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.21 US 61/296,9481.一种用以沉积防反射层￠)于基材(I)上的方法，其包括下列步骤 提供具有多个太阳能电池结构⑵的基材⑴； 将该基材(I)布置于真空腔室(11)内，该真空腔室(11)具有含硅的固体(13)，其中，该固体(13)与接地电位(14)之间能够施加一定的电压； 在该固体(13)与该接地电位(14)之间断开电压期间，将含氮反应气体(20)在该真空腔室(11)内的流量调节至第一值； 将该含氮反应气体(20)的流量提高至第二值； 在该固体(13)与接地电位(14)间施加一定的电压；以及 以该含氮反应气体(20)高于该第一值的流量将由硅及氮构成的层(6)沉积于该基材(I)上。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在该固体(13)与该接地电位(14)之间被断开电压时及在该固体(13)与该接地电位(14)之间被施加电压时，流入真空腔室(11)中的非反应性气体(19)保持几乎同等大小的流量。3.如权利要求I或权利要求2所述的方法，其特征在于，在断开该固体(13)与该接地 电位(14)间的电压的步骤和在该固体(13)与接地电位(14)之间施加电压的步骤之间，该含氮反应气体(20)在该真空腔室(11)内的分压变化程度是低于10%。4.如权利要求I至权利要求3中的任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，在该含氮气体(20)的流量的该第一值与该第二值之间的差进行设置，使得该含氮反应气体(20)在该固体(13)与该接地电位(14)之间被施加电压后的I秒钟内保持稳定分压。5.如权利要求I至权利要求4中的任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，在对该含氮气体(20)的流量的该第一值与该第二值之间的差进行设置，使得在该固体(13)与该接地电位(14)之间被施加电压后的I秒钟内该电压保持稳定一致。6.如权利要求I至权利要求5中的任意一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：奧利佛·雷敦德，史蒂芬·伯瑟，
申请(专利权)人：OC欧瑞康巴尔斯公司，
类型：发明
国别省市：
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