本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種晶硅電池多層減反膜及其制造方法。
背景技術(shù)：
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(guó)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(shì)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(shì)，在歐洲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接近1000v，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(guò)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(lái)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。
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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效改善鈍化效果、提高減反性能的同時(shí)提高抗PID性能的晶硅電池多層減反膜及其制備方法。
技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種晶硅電池多層減反膜，所述的減反膜沉積于晶硅電池N型面，所述的減反膜由下而上依次包括：氧化硅膜、第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜以及二氧化鋯阻擋層，其中氧化硅膜的厚度為5-25nm，折射率為1.4-1.5，第一氮化硅膜厚度為6-12nm，折射率為2.25-2.35，第二氮化硅膜的厚度為18-25nm，折射率為2.15-2.24，第三氮化硅膜的厚度為35-55nm，折射率為2.05-2.14，第四氮化硅膜的厚度為15-30nm，折射率為1.95-2.04，二氧化鋯阻擋層的厚度為30-50nm。
所述減反膜的制備方法包括以下步驟：
(a)對(duì)晶硅電池進(jìn)行清洗、擴(kuò)散、二次清洗處理；
(b)使用PECVD法制作氧化硅膜，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為0.4-1.5L/min、笑氣流量為6-8L/min、硅烷流量為2-5L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為30-45mm，射頻功率5-8kw，持續(xù)時(shí)間8-15s，處理溫度為350-450℃；
(c)使用PECVD法在氧化硅膜上制作第一氮化硅膜，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為0.6-1.2L/min、硅烷流量為2.6-3.6L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為35-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間6-12s，處理溫度為450-500℃；
(d)使用PECVD法在第一氮化硅膜上制作第二氮化硅膜，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為1.2-1.8L/min、硅烷流量為2.2-2.4L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為15-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間12-35s，處理溫度為450-500℃；
(e)使用PECVD法在第二氮化硅膜上制作第三氮化硅膜，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為2.2-3.5L/min、硅烷流量1.2-2.2L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為35-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間40-55s，處理溫度為450-500℃；
(f)使用PECVD法在第三氮化硅膜上制作第四氮化硅膜，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為3.6-4.8L/min、硅烷流量為0.5-1.0L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為35-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間10-25s，處理溫度為450-500℃；
(g)使用旋涂法在第四氮化硅膜上制作二氧化鋯阻擋層，二氧化鋯溶液中二氧化鋯的質(zhì)量百分比可以為3％-6％，至此，完成多層減反膜的制作。
本發(fā)明所述的一種晶硅電池減反膜及其制備方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：短波響應(yīng)快：本發(fā)明通過(guò)在硅片N型面沉淀氧化硅膜，有效減少硅片表面態(tài)密度，降低表面復(fù)合速率，提升短波響應(yīng)；反射率低：第一氮化硅膜折射率大于第二氮化硅膜折射率，第二氮化硅膜折射率大于第三氮化硅膜折射率，第三氮化硅膜折射率大于第四氮化硅膜折射率，故光線在第一氮化硅膜與第二氮化硅膜交界面、在第二氮化硅膜與第三氮化硅膜交界面，在二次反射時(shí)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,其反射率降至3％以下；光透性好：本發(fā)明通過(guò)在硅片N型面沉積氧化硅膜，所述的氧化硅膜折射率較低，可有效提高減反膜的透光性，且二氧化鋯阻擋層的存在提高了晶硅電池的抗PID性能。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的晶硅電池減反膜結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示的一種晶硅電池多層減反膜，所述的減反膜沉積于晶硅電池N型面，所述的減反膜由下而上依次包括：氧化硅膜1、第一氮化硅膜2、第二氮化硅膜3、第三氮化硅膜4、第四氮化硅膜5以及二氧化鋯阻擋層6，其中氧化硅膜1的厚度為5-25nm，折射率為1.4-1.5，第一氮化硅膜厚度2為6-12nm，折射率為2.25-2.35，第二氮化硅膜3的厚度為18-25nm，折射率為2.15-2.24，第三氮化硅膜4的厚度為35-55nm，折射率為2.05-2.14，第四氮化硅膜5的厚度為15-30nm，折射率為1.95-2.04，二氧化鋯阻擋層6的厚度為30-50nm。
所述減反膜的制備方法包括以下步驟：
(a)對(duì)晶硅電池進(jìn)行清洗、擴(kuò)散、二次清洗處理；
(b)使用PECVD法制作氧化硅膜1，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為0.4-1.5L/min、笑氣流量為6-8L/min、硅烷流量為2-5L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為30-45mm，射頻功率5-8kw，持續(xù)時(shí)間8-15s，處理溫度為350-450℃；
(c)使用PECVD法在氧化硅膜1上制作第一氮化硅膜2，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為0.6-1.2L/min、硅烷流量為2.6-3.6L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為35-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間6-12s，處理溫度為450-500℃；
(d)使用PECVD法在第一氮化硅膜2上制作第二氮化硅膜3，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為1.2-1.8L/min、硅烷流量為2.2-2.4L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為15-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間12-35s，處理溫度為450-500℃；
(e)使用PECVD法在第二氮化硅膜3上制作第三氮化硅膜4，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為2.2-3.5L/min、硅烷流量1.2-2.2L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為35-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間40-55s，處理溫度為450-500℃；
(f)使用PECVD法在第三氮化硅膜4上制作第四氮化硅膜5，其中氮?dú)饬髁繛?0-20L/min、氨氣流量為3.6-4.8L/min、硅烷流量為0.5-1.0L/min，壓力2-2.5Torr，電極間距為35-48mm，射頻功率7-10kw，持續(xù)時(shí)間10-25s，處理溫度為450-500℃；
(g)使用旋涂法在第四氮化硅膜5上制作二氧化鋯阻擋層6，二氧化鋯溶液中二氧化鋯的質(zhì)量百分比可以為3％-6％，至此，完成多層減反膜的制作。
本發(fā)明通過(guò)在硅片N型面沉淀氧化硅膜，有效減少硅片表面態(tài)密度，降低表面復(fù)合速率，提升短波響應(yīng)；第一氮化硅膜折射率大于第二氮化硅膜折射率，第二氮化硅膜折射率大于第三氮化硅膜折射率，第三氮化硅膜折射率大于第四氮化硅膜折射率，故光線在第一氮化硅膜與第二氮化硅膜交界面、在第二氮化硅膜與第三氮化硅膜交界面，在二次反射時(shí)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,其反射率降至3％以下；本發(fā)明通過(guò)在硅片N型面沉積氧化硅膜，所述的氧化硅膜折射率較低，可有效提高減反膜的透光性，且二氧化鋯阻擋層的存在提高了晶硅電池的抗PID性能。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。