一種晶硅電池表面鈍化膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶硅電池表面鈍化膜及其制備方法；晶硅電池表面鈍化膜，包括第一氧化硅膜、氮化硅膜和第二氧化硅膜；氮化硅膜沉積在第一氧化硅膜上；第二氧化硅膜沉積在氮化硅膜上；第一氧化硅膜厚d1為10-30nm，氮化硅膜厚d2為30-50nm，第二氧化硅膜的厚d3為25-50nm。本發(fā)明光線發(fā)生全反射的概率大幅度地提高，即有更多的光線進入硅片內(nèi)，可以產(chǎn)生更多的載流子，提高電池效率。
【專利說明】一種晶硅電池表面鈍化膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種晶硅電池表面鈍化膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電位誘導(dǎo)衰減效應(yīng)(PID, Potential-1nduced Degradation)普遍存在于傳統(tǒng)光伏組件之中，根據(jù)多家國內(nèi)外研究機構(gòu)的結(jié)果表明，產(chǎn)生PID的主要原因是:隨著光伏組件串聯(lián)數(shù)目不斷增大，光伏組件承受高電壓對地勢能的概率也在提高。當(dāng)系統(tǒng)的一端接地時，距接地端最遠的組件將產(chǎn)生較高對地電勢，在歐洲設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)接近lOOOv，在如此高壓下將產(chǎn)生漏電流，損失發(fā)電功率。漏電流一般是經(jīng)過鋁框、封裝材料和安裝支架流入大地的，其大小與電池材料及工藝、組件材料及工藝、系統(tǒng)安裝方法、環(huán)境等因素有關(guān)。因此，可以從電池、組件和系統(tǒng)三方面來解決。在電池方面，硅片質(zhì)量、發(fā)射極制作方法和鈍化減反膜性能對PID影響最大。傳統(tǒng)鈍化減反膜為單層或多層氮化硅膜，厚度70-90nm，折射率2.0-2.2，尚不能滿足抗PID的要求。
[0003]傳統(tǒng)氮化硅膜為漸變膜，即薄膜由靠近硅片至遠離硅片，折射率逐漸減小，厚度逐漸增加?？拷杵谋∧しQ為第一層膜，折射率在2.1-2.3之間，厚度小于20nm;遠離硅片的薄膜稱為第二層膜，折射率在1.9-2.1之間，厚度在60-80nm。第一層膜為高折射率，對光線吸收嚴(yán)重，減少了入射至硅片的光線。另外，氮化硅膜為漸變膜，膜層之間的折射率差異不明顯，發(fā)生全反射的概率較小，會有較大一部分逃逸出硅片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種晶硅電池表面鈍化膜及其制備方法。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種晶硅電池表面鈍化膜，包括第一氧化硅膜、氮化硅膜和第二氧化硅膜；氮化硅膜沉積在第一氧化硅膜上；第二氧化硅膜沉積在氮化硅膜上；第一氧化硅膜厚dl為10-30nm，氮化硅膜厚d2為30-50nm，第二氧化硅膜的厚d3為25_50nm。
[0006]工作原理:本發(fā)明晶硅電池表面鈍化膜通過鈍化和減反射兩方面來提高電池效率。鈍化是減少硅片表面和內(nèi)部的缺陷，用以減少附加能級的引入，減少少子復(fù)合，提高少子壽命，提高電池效率；減反射是通過薄膜的干涉原理來降低光的反射，可以使硅片吸收更多的光，更多的光將會產(chǎn)生更多的光生載流子，提高電池效率。
[0007]優(yōu)選,第一氧化娃膜厚dl為15_25nm,氮化娃膜厚d2為40-50nm,第二氧化娃膜的厚d3為25-30nm。這樣可進一步提高電池的效率。
[0008]第一氧化硅膜的折射率nl為1.3-1.6，氮化硅膜的折射率n2為1.9-2.1，第二氧化硅膜的折射率n3為1.3-1.6。這樣可使抗PID效果提高。
[0009]上述厚度和折射率優(yōu)選滿足dl*nl+d2*n2+d3*n3的范圍為150-170。這樣可進一
步保證膜的質(zhì)量。
[0010]上述晶硅電池表面鈍化膜的制備方法，包括順序相接的如下步驟: A、采用熱氧化法或PECVD法制作第一氧化硅膜；
B、使用PECVD法在第一層氧化硅膜上制作氮化硅膜；
C、使用PECVD法在氮化硅膜上制作第二氧化硅膜，即得。
[0011]優(yōu)選，步驟A中，第一氧化硅膜使用PECVD法制作，工藝條件為:溫度300-400°C，氮氣流量10-25L/min,笑氣流量5_9L/min,娃燒流量l_3L/min,壓力1_1.5Torr,射頻功率
4-6kW，持續(xù)時間 10-15s。
[0012]步驟B中，氮化硅膜的工藝條件為:溫度350-400°C，氮氣流量15_25L/min，氨氣流量0.4-lL/min,硅烷流量1.5_3L/min，壓力1-1.5Torr,射頻功率6_8kW，持續(xù)時間30_50so
[0013]步驟C中，第二氧化硅膜的工藝條件為:溫度300-400°C，氮氣流量10-25L/min，笑氣流量5-9L/min，硅烷流量l_3L/min，壓力1-1.5Torr，射頻功率4_6kW，持續(xù)時間10_20s 0
[0014]上述步驟可使所得產(chǎn)品的質(zhì)量得到進一步的保證。
[0015]本發(fā)明未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0016]有益效果:本發(fā)明晶硅電池表面鈍化膜中第一層氧化硅膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高折射率氮化硅膜，其一氧化硅薄膜可有效減少硅片表面態(tài)密度，提升短波響應(yīng)，降低表面復(fù)合速率；其二氧化硅薄膜的相對介電常數(shù)更低，絕緣性能佳，抗PID效果好；其三氧化硅薄膜折射率更低，光透性更好。本發(fā)明中第二層氮化硅膜富含固定正電荷和氫元素，可以提供有效的場鈍化和體鈍化。本發(fā)明中第三層氧化硅膜，其一光透性好，其二與第二層氮化硅膜疊加，由于其折射率遠低于第二層氮化硅膜，故光線發(fā)生全反射的概率將有很大提高，即有更多的光線進入硅片內(nèi)，可以產(chǎn)生更多的載流子，提高電池效率。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為晶娃電池表面純化I吳結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為晶硅電池表面鈍化膜制備的工藝流程圖；
圖中，1為第一氧化硅膜，2為氮化硅膜，3為第二氧化硅膜，4為P型晶硅電池N型面。【具體實施方式】
[0018]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0019]實施例1
如附圖1所示的本發(fā)明晶硅電池表面鈍化膜的實施例，晶硅電池N型面鈍化減反膜，是在P型晶硅電池N型面4上沉積第一氧化硅膜1，第二層為在第一氧化硅膜1上沉積的氮化硅膜2，第三層為在氮化硅膜2上沉積的第二氧化硅膜3，形成三層鈍化減反膜。
[0020]其制作方法如下:將P型晶硅電池N型面4依次經(jīng)過下述常規(guī)工序:一次清洗、擴散和二次清洗，使用PECVD法制作第一層氧化硅膜，工藝條件為:溫度360°C，氮氣流量20L/min，笑氣流量7L/min，硅烷流量2.lL/min，壓力ITorr，射頻功率5kW，持續(xù)時間12s，得到厚度為20nm、折射率為1.5的第一氧化硅膜1 ;然后使用PECVD法在第一氧化硅膜1上制作第二層氮化硅膜2，工藝條件為:溫度360°C，氮氣流量25L/min，氨氣流量0.6L/min，硅烷流量1.9L/min，壓力1.2Torr，射頻功率8kW，持續(xù)時間35s，得到厚度為45nm、折射率為2.0的氮化硅膜2 ;再使用PECVD法在氮化硅膜2上制作第三層第二氧化硅膜3，工藝條件為:溫度360°C，氮氣流量20L/min，笑氣流量7.5L/min，硅烷流量1.9L/min，壓力ITorr,射頻功率5kW，持續(xù)時間16s，得到厚度為28nm、折射率為1.4的當(dāng)?shù)诙趸枘?。鈍化減反膜制作流程如附圖2。對于單晶硅電池，在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，本發(fā)明晶硅電池表面鈍化膜與普通雙層氮化硅膜2相比，反射率降低2%以上，短路電流及開路電壓均有提升，效率提升
0.2%以上；附表一為電性能對比表:
【權(quán)利要求】
1.一種晶娃電池表面鈍化膜，其特征在于:包括第一氧化娃膜(1)、氮化娃膜(2)和第二氧化硅膜(3);氮化硅膜(2)沉積在第一氧化硅膜(1)上；第二氧化硅膜(3)沉積在氮化硅膜(2)上；第一氧化硅膜(1)厚dl為10-30nm，氮化硅膜(2)厚d2為30_50nm，第二氧化硅膜(3)的厚d3為25-50nm。
2.如權(quán)利要求1所述的晶硅電池表面鈍化膜，其特征在于:第一氧化硅膜(1)厚dl為15-25nm，氮化硅膜(2)厚d2為40_50nm，第二氧化硅膜(3)的厚d3為25_30nm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的晶硅電池表面鈍化膜，其特征在于:第一氧化硅膜(1)的折射率nl為1.3-1.6，氮化硅膜(2)的折射率n2為1.9-2.1，第二氧化硅膜(3)的折射率n3為 1.3-1.6。
4.如權(quán)利要求3所述的晶硅電池表面鈍化膜，其特征在于:dl*nl+d2*n2+d3*n3的范圍為 150-170。
5.權(quán)利要求1-4任意一項所述的晶娃電池表面鈍化膜的制備方法，其特征在于:包括順序相接的如下步驟: A、采用熱氧化法或PECVD法制作第一氧化硅膜(1); B、使用PECVD法在第一層氧化硅膜上制作氮化硅膜(2)； C、使用PECVD法在氮化硅膜(2)上制作第二氧化硅膜(3)，即得。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:步驟A中，第一氧化硅膜(1)使用PECVD法制作，工藝條件為:溫度300-400°C，氮氣流量10-25L/min，笑氣流量5_9L/min，硅烷流量l-3L/min，壓力 1-1.5Torr，射頻功率 4_6kW，持續(xù)時間 10_15s。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于:步驟B中，氮化硅膜(2)的工藝條件為:溫度350-400°C，氮氣流量15-25L/min，氨氣流量0.4-lL/min，硅烷流量1.5_3L/min，壓力1-1.5Torr，射頻功率6-8kW，持續(xù)時間30_50s。
8.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于:步驟C中，第二氧化硅膜(3)的工藝條件為:溫度300-400°C，氮氣流量10-25L/min，笑氣流量5_9L/min，硅烷流量l_3L/min，壓力1-1.5Torr，射頻功率4-6kW，持續(xù)時間10_20s。
【文檔編號】H01L31/0216GK103996720SQ201410213184
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】張輝, 楊紅冬, 劉仁中, 張斌, 邢國強 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司