一種晶硅電池表面鈍化膜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了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。本實(shí)用新型光線發(fā)生全反射的概率大幅度地提高，即有更多的光線進(jìn)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】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本實(shí)用新型涉及一種晶硅電池表面鈍化膜。 一種晶硅電池表面鈍化膜 【背景技術(shù)】
[0002] 電位誘導(dǎo)衰減效應(yīng)（PID, Potential-Induced 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(jī)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(duì)地勢能的概率也在提高。當(dāng)系統(tǒng)的一端接地時(shí)，距 接地端最遠(yuǎn)的組件將產(chǎn)生較高對(duì)地電勢，在歐洲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接近ΙΟΟΟν，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(duì) 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(yuǎn)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(yuǎn)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(duì)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(huì)有較大一部分逃逸出硅片。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型的目的是提供一種晶硅電池表面鈍化膜。
[0005] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -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，氮化娃膜厚d2為30_50nm，第二氧化娃膜的厚d3為25_50nm。
[0007] 工作原理：本實(shí)用新型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(jí)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(huì)產(chǎn)生更多的光生載流子，提高電池效率。
[0008] 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(jìn)一步提高電池的效率。
[0009] 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。
[0010] 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(jìn)一 步保證膜的質(zhì)量。
[〇〇11] 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：
[0012] A、采用熱氧化法或PECVD法制作第一氧化硅膜；
[0013] B、使用PECVD法在第一層氧化硅膜上制作氮化硅膜；
[0014] C、使用PECVD法在氮化硅膜上制作第二氧化硅膜，即得。
[0015] 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?dú)饬髁縧〇-25L/min，笑氣流量5-9L/min，娃燒流量l-3L/min，壓力l-1.5Torr，射頻功率 4-6kW，持續(xù)時(shí)間 10-15s。
[0016] 步驟B中，氮化硅膜的工藝條件為：溫度350-400°C，氮?dú)饬髁?5-25L/min，氨 氣流量〇· 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(shí)間 30_50s〇
[0017] 步驟C中，第二氧化硅膜的工藝條件為：溫度300-400°C，氮?dú)饬髁?0-25L/ min，笑氣流量5-9L/min，硅烷流量l-3L/min，壓力l-1.5Torr，射頻功率4-6kW，持續(xù)時(shí)間 10 _20s。
[0018] 上述步驟可使所得產(chǎn)品的質(zhì)量得到進(jìn)一步的保證。
[0019] 本實(shí)用新型未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0020] 有益效果：本實(shí)用新型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(duì)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。本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型中第三層氧化硅膜，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(yuǎn)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(jìn)入硅片內(nèi)，可以產(chǎn)生更多的載流子，提高電池效率。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0021]
[0022] 圖1為晶硅電池表面鈍化膜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為晶硅電池表面鈍化膜制備的工藝流程圖；
[0024] 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(shí)施方式】
[0025] 為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但 本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 如附圖1所示的本實(shí)用新型晶硅電池表面鈍化膜的實(shí)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。
[0028] 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(kuò)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?dú)饬髁?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(shí)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?dú)饬髁?5L/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(shí)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?dú)饬髁?0L/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(shí)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(duì)于單晶硅電池，在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，本實(shí)用新型晶硅電池表面鈍 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(duì)比表：
[0029]
【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。
【文檔編號(hào)】H01L31/0216GK203871343SQ201420258505
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)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(qiáng) 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉）有限公司