專利名稱：一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及太陽能電池的生產(chǎn)加工技術領域，更具體地說，是一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法。
背景技術：
近十年來太陽能光伏發(fā)電成為新能源中發(fā)展最為迅速的分支之一。太陽能光伏發(fā)電中晶體硅太陽能電池是應用最廣泛的電池類型。約占80%的市場份額。2011年全球光伏新增裝機容量超過27GW。
為了晶體硅電池得到更高的光電轉換效率，可以從增加電池對太陽光的吸收以產(chǎn)生更多的光生載流子入手。工業(yè)上一般采用在制絨以后的硅片表面鍍上減反射膜，減反射膜的作用就是利用光在減反射膜上下表面反射產(chǎn)生的光程差，使得兩束反射光干涉相消， 從而削弱反射，增加入射，從而增加電池的短路電流提高光電轉換效率。通過調(diào)節(jié)減反射膜的種類、厚度和折射率，使得入射光符合一定的光程條件達到減反射的效果。在晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)工藝中，常用的減反射層材料由Si02、SiNx, ITO等。晶體硅電池行業(yè)目前普遍采用PEVCD制備SiNx和SiO2作為減反射膜。通過選用不同的減反射材料和不同的沉積層數(shù)相互配合，達到最佳的減反射效果，并最終提高電池片的光電轉換效率。為了更好的提高減反射膜與可見光波段內(nèi)太陽光的光學匹配度，同時考慮平衡鈍化和短波吸收之間的矛盾，雙層膜或者多層膜結構今年來逐漸成為研究熱點，并開始規(guī)?；瘧糜诰w硅太陽能電池的生產(chǎn)中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)
一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，包括如下步驟按照電池常規(guī)工序處理方法，對硅片進行硅片清洗制絨、擴散制備PN結、刻蝕去除硅片四周的PN結，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步驟(I)采用熱氧化方法在硅片襯底的表面生長一層二氧化硅薄膜，薄膜的折射率為I. 46-1. 47、厚度為15-19nm ；
(2)在二氧化硅薄膜表面涂覆堿性納米二氧化鈦水溶膠，形成折射率為1.86-2. 23、厚度為30-50nm的二氧化鈦薄膜；
(3)利用等離子體增強化學氣相沉積方法在二氧化鈦薄膜上沉積一層折射率為2.18-2. 45、厚度為40-80nm的氮化硅薄膜。
本發(fā)明步驟(I)的工藝溫度為850-900°C，反應氣體氮氣流量為10_25L/min，氧氣流量為5-30L/min，反應時間30_50min。
本發(fā)明步驟(3)的工藝溫度為450°C，反應氣體硅烷流量為I. 5-5L/min，氨氣流量為5-10L/min，持續(xù)時間150s。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明制備的三層減反射膜具有不同的折射率和不同的厚度，對設備要求不高，容易實現(xiàn)。本發(fā)明的第一層二氧化硅薄膜、第二層二氧化鈦薄膜和第三層氮化硅薄膜組合的減反射膜的減反射作用明顯提高，與現(xiàn)有技術相比，本鍍膜工藝增強了鍍膜的鈍化效果，得到的薄膜均勻性好，降低了減反射膜對光的反射率，從而提高太陽能電池的轉換效率。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
實施例I
一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，包括如下步驟按照電池常規(guī)工序處理方法，對硅片進行硅片清洗制絨、擴散制備PN結、刻蝕去除硅片四周的PN結，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步驟
第一步,在娃片表面米用熱氧化方法生長一層二氧化娃薄膜,反應氣體氮氣流量為10L/min，氧氣流量為10L/min，工藝溫度為860°C，反應時間30min，形成一層折射率為 I. 46、厚度為17nm的二氧化硅薄膜。
第二步，采用固含量為5%的堿性納米二氧化鈦水溶膠，使用旋轉涂覆法涂覆在二氧化硅膜上，涂覆4次，旋轉涂覆速度4500rpm，勻膠時間70s，形成一層折射率為2. 12、厚度為45nm的二氧化鈦薄膜。
第三步，利用等離子體增強化學氣相沉積方法在二氧化鈦薄膜上沉積一層氮化硅薄膜，先進行沉積準備，沉積準備之后，在反應室內(nèi)通入流量2L/min的硅烷氣體和流量為 8L/min的氨氣，設置高頻電源功率為3000W并開啟，持續(xù)150s后將反應室內(nèi)殘余氣體抽干凈，再充入氮氣抽空，得到一層折射率為2. 36、厚度為75nm的氮化硅薄膜。
實施例2
一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，包括如下步驟按照電池常規(guī)工序處理方法，對硅片進行硅片清洗制絨、擴散制備PN結、刻蝕去除硅片四周的PN結，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步驟
第一步,在娃片表面米用熱氧化方法生長一層二氧化娃薄膜,反應氣體氮氣流量為20L/min，氧氣流量為5L/min，工藝溫度為880°C，反應時間40min，形成一層折射率為 I. 46、厚度為15nm的二氧化硅薄膜。
第二步，采用固含量為5%的堿性納米二氧化鈦水溶膠，使用旋轉涂覆法涂覆在二氧化硅膜上，涂覆4次，旋轉涂覆速度4500rpm，勻膠時間70s，形成一層折射率為I. 86、厚度為34nm的二氧化鈦薄膜。
第三步，利用等離子體增強化學氣相沉積方法在二氧化鈦薄膜上沉積一層氮化硅薄膜，先進行沉積準備，沉積準備之后，在反應室內(nèi)通入流量I. 5L/min的硅烷氣體和流量為6L/min的氨氣，設置高頻電源功率為3000W并開啟，持續(xù)150s后將反應室內(nèi)殘余氣體抽干凈，再充入氮氣抽空，得到一層折射率為2. 28、厚度為60nm的氮化硅薄膜。
實施例3
一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，包括如下步驟按照電池常規(guī)工序處理方法，對硅片進行硅片清洗制絨、擴散制備PN結、刻蝕去除硅片四周的PN結，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步驟
第一步,在娃片表面米用熱氧化方法生長一層二氧化娃薄膜，反應氣體氮氣流量為25L/min，氧氣流量為30L/min，工藝溫度為860°C，反應時間30min，形成一層折射率為 I. 47、厚度為19nm的二氧化硅薄膜。
第二步，采用固含量為5%的堿性納米二氧化鈦水溶膠，使用旋轉涂覆法涂覆在二氧化硅膜上，涂覆4次，旋轉涂覆速度4500rpm，勻膠時間70s，形成一層折射率為2. 21、厚度為40nm的二氧化鈦薄膜。
第三步，利用等離子體增強化學氣相沉積方法在二氧化鈦薄膜上沉積一層氮化硅薄膜，先進行沉積準備，沉積準備之后，在反應室內(nèi)通入流量4L/min的硅烷氣體和流量為 10L/min的氨氣，設置高頻電源功率為3000W并開啟，持續(xù)150s后將反應室內(nèi)殘余氣體抽干凈，再充入氮氣抽空，得到一層折射率為2. 41、厚度為42nm的氮化硅薄膜。
本發(fā)明有效提高了鍍膜的鈍化效果，提高了減反射膜的減反射作用，增強了減反射膜的鈍化效果，提高了太陽能電池的光電轉換效率。
上述實施例闡明的內(nèi)容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
權利要求
1.一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，包括如下步驟按照電池常規(guī)工序處理方法，對硅片進行硅片清洗制絨、擴散制備PN結、刻蝕去除硅片四周的PN結，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步驟 (1)采用熱氧化方法在硅片襯底的表面生長一層二氧化硅薄膜，薄膜的折射率為1.46-1. 47、厚度為 15-19nm ； (2)在二氧化硅薄膜表面涂覆堿性納米二氧化鈦水溶膠，形成折射率為1.86-2.23、厚度為30-50nm的二氧化鈦薄膜； (3)利用等離子體增強化學氣相沉積方法在二氧化鈦薄膜上沉積一層折射率為2.18-2. 45、厚度為40-80nm的氮化硅薄膜。
2.根據(jù)權利要求I所述的晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)的工藝溫度為850-900°C，反應氣體氮氣流量為10-25L/min，氧氣流量為5-30L/min,反應時間 30_50min。
3.根據(jù)權利要求I所述的晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)的工藝溫度為450°C，反應氣體硅烷流量為I. 5-5L/min，氨氣流量為5-10L/min，持續(xù)時間150s。
全文摘要
本發(fā)明公開一種晶體硅太陽能電池三層減反射膜的制備方法，其是由三層膜構成，第一次膜為硅片表面的二氧化硅薄膜，折射率為1.46-1.47、厚度為15-19nm；第二層為二氧化鈦薄膜，折射率為1.86-2.23、厚度為30-50nm；第三層為氮化硅薄膜，折射率為2.18-2.45、厚度為40-80nm。本發(fā)明第一層二氧化硅膜采用熱氧化法制備，第二層二氧化鈦膜采用旋轉涂覆法制備，第三層氮化硅膜采用等離子體增強化學氣相沉積方法制備，本發(fā)明采用三層減反射膜，降低了電池表面對光的反射，提高了太陽能電池的光電轉換效率。
文檔編號H01L31/18GK102931281SQ201210455879
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權日2012年11月14日
發(fā)明者侯澤榮, 黃侖, 王金偉, 史孟杰, 崔梅蘭 申請人:東方電氣集團(宜興)邁吉太陽能科技有限公司