本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池的減反射膜及其制備方法，屬于太陽能電池
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。太陽能發(fā)電裝置又稱為太陽能電池或光伏電池，可以將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，其發(fā)電原理是基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。其中，晶體硅太陽能電池由于豐富的硅儲(chǔ)量得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的晶體硅太陽能電池的制備工藝如下：清洗制絨→擴(kuò)散→刻蝕/去PSG→PECVD鍍膜→絲網(wǎng)印刷→燒結(jié)→測試分檔→分選→包裝。其中，PECVD鍍膜是指在硅片的表面鍍上一層減反射膜，此減反射膜的主要作用是：降低反射率、良好的體鈍化和表面鈍化，以及利用氮化硅薄膜的強(qiáng)致密性和耐多數(shù)酸堿性，在硅片表面形成保護(hù)層。目前，主要采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法（PECVD，PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition），使氣體在硅電池片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成覆蓋層，即減反射膜。然而，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)：氮化硅在沉積過程中，在和硅片的接觸表面存在很多缺陷；另外，電池片的結(jié)區(qū)和發(fā)射區(qū)存在很多缺陷和深能級(jí)雜質(zhì)，這些缺陷和深能級(jí)雜質(zhì)的存在，大大降低了電池片的少子壽命，最終導(dǎo)致電池片效率偏低。因此，開發(fā)一種減反射膜的結(jié)構(gòu)及其制備方法，以減少電池片結(jié)區(qū)和發(fā)射區(qū)的缺陷，增加少子壽命和電池片的效率，顯然具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種晶體硅太陽能電池的減反射膜及其制備方法。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種晶體硅太陽能電池的減反射膜的制備方法，包括如下步驟：(1)采用PECVD方法在硅片表面沉積形成氮化硅膜；(2)將步驟(1)的硅片在氫氣或氨氣氣氛下進(jìn)行高溫退火處理，所述氫氣的流量控制在500~1200sccm，或者，所述氨氣的流量控制在500~1200sccm；(3)采用PECVD方法在步驟(2)的硅片表面沉積形成氮氧化硅膜；其所用的反應(yīng)氣體為二氧化氮和硅烷；即可得到由氮化硅膜和氮氧化硅膜層疊組成的雙層減反射膜。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)：電池片的結(jié)區(qū)和發(fā)射區(qū)存在的缺陷和深能級(jí)雜質(zhì)可以通過高溫退火和增加H鈍化來進(jìn)行修復(fù)。因此，本發(fā)明在原PECVD機(jī)臺(tái)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在工藝腔后面增加高溫退火腔和氧化腔，以此來對(duì)電池片進(jìn)行高溫退火和增加H鈍化。上述技術(shù)方案中，所述步驟(1)中，所述氮化硅膜的厚度為60~70nm，其折射率為2.3~2.5。上述技術(shù)方案中，所述步驟(1)中，沉積過程中，氨氣和硅烷的體積比為2~4：1；采用的單個(gè)微波源射頻功率為1600~2000W；形成所述氮化硅膜的工藝腔內(nèi)的反應(yīng)溫度為300~345℃，其壓強(qiáng)為0.1~0.2mbar。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述高溫退火的溫度為450~550℃。優(yōu)選的，所述高溫退火的溫度為490~510℃。更優(yōu)選的，高溫退火的溫度為500℃。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述氫氣的流量控制在700~900sccm，或者，所述氨氣的流量控制在700~900sccm。更優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述氫氣的流量控制在800sccm，或者，所述氨氣的流量控制在800sccm。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，沉積過程中，二氧化氮和硅烷的體積比為1~2：1；采用的單個(gè)微波源射頻功率為1600~2000W；形成所述氮化硅膜的工藝腔內(nèi)的反應(yīng)溫度為300~345℃，其壓強(qiáng)為0.1~0.2mbar；所述氮氧化硅膜的厚度為5~20nm。優(yōu)選的，所述氮氧化硅膜的厚度為18nm。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)得到的雙層減反射膜的綜合折射率為2.03~2.10、綜合膜厚為86~90nm。本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)由上述制備方法得到的晶體硅太陽能電池的減反射膜。該減反射膜是由氮化硅膜和氮氧化硅膜層疊組成的雙層減反射膜，綜合折射率為2.03~2.10、綜合膜厚為86~90nm。本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)一種晶體硅太陽能電池的減反射膜的制備裝置，主要包括PECVD設(shè)備，該P(yáng)ECVD設(shè)備內(nèi)包括依次排列的工藝腔、冷卻腔和出料腔；在所述工藝腔和冷卻腔之間，還依次設(shè)有退火腔和氧化腔。退火腔的主要作用是利用高溫退火，退火可以修復(fù)硅片結(jié)區(qū)和發(fā)射區(qū)的內(nèi)部缺陷，在退火的同時(shí)通入氫氣或氨氣，增加H鈍化；在高溫條件下，可以釋放氮化硅膜層內(nèi)部的應(yīng)力，有利于保護(hù)氮化硅膜層。氧化腔的主要作用是利用通入二氧化氮和硅烷反應(yīng)，在硅片表面沉積一層5~20nm厚度的氧化層，阻止H離子的溢出，提升鈍化作用。上述技術(shù)方案中，所述退火腔上還設(shè)有與特氣管路連通的通氣口。上述技術(shù)方案中，所述氧化腔上還設(shè)有與特氣管路連通的通氣口。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明開發(fā)了一種新的晶體硅太陽能電池的減反射膜的制備方法，最終得到了由氮化硅膜和氮氧化硅膜層疊組成的雙層減反射膜，實(shí)驗(yàn)證明，與現(xiàn)有的單層氮化硅膜或雙層疊層氮化硅膜相比，本發(fā)明的雙層減反射膜具有更低的折射率，且能更好的減少電池片結(jié)區(qū)和發(fā)射區(qū)的缺陷，增加少子壽命和電池片的效率，最終制得的電池片具有更好的的電性能和光電轉(zhuǎn)換效率，取得了意想不到的效果；2、本發(fā)明在現(xiàn)有的PECVD機(jī)臺(tái)的基礎(chǔ)上，在工藝腔后面增加高溫退火腔和氧化腔，以此來對(duì)電池片進(jìn)行高溫退火和增加H鈍化，因而在通一個(gè)設(shè)備上完成了減反射膜的制備，工序簡單，效率較高；3、本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作工藝簡單，與現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)工藝兼容性較好，可以快速移植到工業(yè)化生產(chǎn)中，適于推廣應(yīng)用。附圖說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：1、硅片；2、石墨框；3、上傳輸滾輪；4、進(jìn)料腔；5、預(yù)熱腔；6、工藝腔；7、退火腔；8、氧化腔；9、冷卻腔；10、出料腔。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。實(shí)施例一：參見圖1所示，一種晶體硅太陽能電池的減反射膜的制備裝置，主要包括PECVD設(shè)備，該P(yáng)ECVD設(shè)備內(nèi)包括依次排列的進(jìn)料腔4、預(yù)熱腔5、工藝腔6、退火腔7、氧化腔8、冷卻腔9和出料腔10。使用時(shí)，設(shè)于石墨框2上的硅片1由上傳輸滾輪3帶動(dòng)進(jìn)入PECVD設(shè)備的進(jìn)料腔4，然后依次經(jīng)過預(yù)熱腔5、工藝腔6、退火腔7、氧化腔8、冷卻腔9和出料腔10；最終完成減反射膜的制備。具體工藝如下，包括如下步驟：(1)采用PECVD方法在硅片表面沉積形成氮化硅膜；沉積過程中，在工藝腔體內(nèi)通入氨氣和硅烷，利用微波激發(fā)氨氣和硅烷，其中氨氣和硅烷的體積比控制在3：1；采用的單個(gè)微波源功率設(shè)定為1600W；形成所述氮化硅膜的工藝腔內(nèi)的反應(yīng)溫度為300℃；其壓強(qiáng)為0.15mbar；(2)將步驟(1)的硅片在氫氣氣氛下進(jìn)行高溫退火處理，高溫退火的溫度為500℃，所述氫氣的流量控制在800sccm；(3)采用PECVD方法在步驟(2)的硅片表面沉積形成氮氧化硅膜；其所用的反應(yīng)氣體為二氧化氮和硅烷；沉積過程中，二氧化氮和硅烷的體積比為2：1；采用的單個(gè)微波源射頻功率為1600W；形成所述氮化硅膜的工藝腔內(nèi)的反應(yīng)溫度為300℃，其壓強(qiáng)為0.15mbar；所述氮氧化硅膜的厚度為18nm，折射率為1.95；即可得到由氮化硅膜和氮氧化硅膜層疊組成的雙層減反射膜。所述步驟(1)中，所述氮化硅膜的厚度為70nm，其折射率為2.35。所述步驟(3)得到的雙層減反射膜的綜合折射率為2.04、綜合膜厚為88nm。對(duì)比例一：采用現(xiàn)有的PECVD設(shè)備制備單層氮化硅薄膜。具體工藝如下：采用PECVD方法在硅片表面沉積形成氮化硅膜；沉積過程中，氨氣和硅烷的體積比為5：1；采用的單個(gè)微波源射頻功率為1500W；形成所述氮化硅膜的工藝腔內(nèi)的反應(yīng)溫度為350℃；其壓強(qiáng)為0.25mbar；得到的氮化硅膜的厚度為83nm，其折射率為2.12。對(duì)比例二：采用現(xiàn)有的PECVD設(shè)備制備雙層疊層氮化硅薄膜。底層氮化硅膜的厚度為40nm，其折射率為2.2；表層氮化硅膜的厚度為45nm，其折射率為2.07；雙層氮化硅薄膜的綜合折射率為2.11，綜合膜厚為85nm。由上述實(shí)施例和對(duì)比例可知，本發(fā)明的雙層減反射膜具有更低的折射率。然后，對(duì)比上述實(shí)施例和對(duì)比例的電池片的電性能參數(shù)，對(duì)比結(jié)果如下：Uoc（mV）Isc(A)FF(%)EFF實(shí)施例一640.38.96979.9018.86%對(duì)比例一636.78.88979.7718.55%對(duì)比例二637.58.90279.7418.60%由上可見，相對(duì)于對(duì)比例，本申請(qǐng)的開路電壓和短路電流也有明顯的提升，光電轉(zhuǎn)換效率提高了0.26~0.31%，取得了意想不到的效果。當(dāng)前第1頁1 2 3