本發(fā)明涉及光伏能源領(lǐng)域，尤其是一種太陽(yáng)能電池用硅片及其鍍膜工藝與鍍膜設(shè)備。

背景技術(shù)：

在太陽(yáng)能電池片進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中硅片是得以廣泛采用的材料，通過(guò)硅片進(jìn)行太陽(yáng)能電池片制備的主要工藝包括有：制絨—擴(kuò)散—刻蝕—pecvd鍍膜—絲網(wǎng)印刷—燒結(jié)—測(cè)試分檔。上述太陽(yáng)能電池片的制備工藝中，pecvd鍍膜的工藝原理為：將裝有硅片的石墨舟放置在pecvd真空鍍膜腔體內(nèi)，舟頁(yè)間產(chǎn)生電場(chǎng)，采用pecvd工藝放電在硅片表面鍍上氮化硅膜層。

然而，傳統(tǒng)工藝中的管式pecvd在實(shí)際鍍膜過(guò)程中均存在舟內(nèi)鍍膜均勻性不佳的現(xiàn)象，主要在于其返工率以及色差率高；上述缺陷限制了硅電池片產(chǎn)能。為進(jìn)一步解放產(chǎn)能，現(xiàn)有的廠商往往采用提高單產(chǎn)產(chǎn)量以及縮短工藝周期的方式，但如若一味增加石墨舟舟頁(yè)的數(shù)量，其導(dǎo)致舟頁(yè)間的間距縮小，進(jìn)而影響了鍍膜的均勻性；即使在舟頁(yè)間的間距較為寬裕的前提下，同一石墨舟內(nèi)，最外側(cè)舟頁(yè)鍍膜膜厚偏厚，最內(nèi)側(cè)舟頁(yè)膜厚偏薄，嚴(yán)重時(shí)膜厚差異達(dá)到8%以上，以使得鍍膜的均勻性亦無(wú)法得到控制。另外，隨著石墨舟使用次數(shù)的增加，石墨舟本身沉積的氮化硅不斷增加，使得鍍膜效果變差，采用清洗、烘干、飽和石墨舟的方式相對(duì)耗時(shí)較長(zhǎng)，極大地占用了石墨舟正常使用時(shí)間。

另一方面，通過(guò)傳統(tǒng)工藝得到的太陽(yáng)能電池用硅片中的p型光伏組件極易出現(xiàn)pid（potential-induceddegradation）現(xiàn)象。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)接近1000v，在如此高壓下將產(chǎn)生漏電流，損失發(fā)電功率。為改善以上狀況，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池片之上的膜層往往會(huì)采用多層鍍膜方式，但膜與膜之間的應(yīng)力較大，進(jìn)而極易出現(xiàn)由于薄膜應(yīng)力集中而導(dǎo)致部分區(qū)域出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，進(jìn)而不僅會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生色差現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致抗鈉鈣離子遷移能力下降，抗pid效果下降，不能滿足抗pid的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能電池用硅片及其鍍膜工藝與鍍膜設(shè)備，其可通過(guò)改善太陽(yáng)能電池用硅片之上的膜層結(jié)構(gòu)以及鍍膜工藝，以使得太陽(yáng)能電池用硅片鍍膜的效果以及其工作性能得以改善。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池用硅片，其包括有硅片本體；所述硅片本體的端面之上依次設(shè)置有氧化硅膜層、第一氮化硅膜層、第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層；所述氧化硅膜層、第一氮化硅膜層、第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層的厚度依次遞增；所述第一氮化硅膜層、第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層的折射率均大于氧化硅膜層的折射率，且第一氮化硅膜層的折射率至多為氧化硅膜層折射率的2倍，所述第二氮化硅膜層的折射率大于第一氮化硅膜層與第三氮化硅膜層的折射率。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述氧化硅膜層的厚度為1至3nm，折射率為1.3至1.6；所述第一氮化硅膜層的厚度為3至6nm，折射率為1.9至2.0；所述第二氮化硅膜層的厚度為15至30nm，折射率為2.1至2.3；第三氮化硅膜層的厚度為30至50nm，折射率為1.9至2.0。

采用上述技術(shù)方案的太陽(yáng)能電池用硅片，其可通過(guò)氧化硅膜層實(shí)現(xiàn)防pid的功效，而第一氮化硅膜層、第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層則可通過(guò)其厚度以及折射率的變化，以形成良好的薄膜性能。第一氮化硅膜層在太陽(yáng)能電池用硅片之中的折射率相對(duì)較低，氮化硅膜中的硅含量較少，故其熱變系數(shù)與氧化硅膜層的熱變系數(shù)的差值較小，故使得第一氮化硅膜層與氧化硅膜層在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力較為緩解，以有效避免相關(guān)膜層發(fā)生破裂；同時(shí)，第一氮化硅膜層的厚度和折射率相對(duì)較低，故光線的折損率較小。第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層的設(shè)置則可通過(guò)其較高的厚度與折射率以構(gòu)成減反射結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加太陽(yáng)能電池對(duì)于光的吸收效果，致使太陽(yáng)能電池的效率得以改善。

上述太陽(yáng)能電池用硅片的鍍膜工藝包括有如下工藝步驟：

1)將太陽(yáng)能電池用硅片置于石墨舟之中，并將石墨舟送入pecvd設(shè)備內(nèi)；控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350至500℃，并以笑氣流量為0.8至2l/min，硅烷流量為0.5至1.5l/min的工況在太陽(yáng)能電池用硅片之上進(jìn)行氧化硅膜層的鍍膜處理；

2)在步驟1）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350至500℃，并以氨氣流量為5至10l/min，硅烷流量為0.5至1.5l/min，工作壓力為1.4至2.0torr，射頻功率為6至8kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第一氮化硅膜層的鍍膜處理，第一氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為20至80s；

3)在步驟2）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350至500℃，并以氨氣流量為5至10l/min，硅烷流量為0.5至1.5l/min，工作壓力為1.4至2.0torr，射頻功率為6至8kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第二氮化硅膜層的鍍膜處理，第二氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為80至150s；

4)在步驟3）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350至500℃，并以氨氣流量為5至10l/min，硅烷流量為0.5至1.5l/min，工作壓力為1.4至2.0torr，射頻功率為6至8kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第三氮化硅膜層的鍍膜處理，第三氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為400至600s。

上述太陽(yáng)能電池用硅片鍍膜工藝的鍍膜設(shè)備包括有石墨舟，所述石墨舟包括有多個(gè)彼此平行的舟頁(yè)，多個(gè)舟頁(yè)之間通過(guò)陶瓷桿件進(jìn)行連接；相鄰兩個(gè)舟頁(yè)之間的間距經(jīng)由石墨舟的中部向其兩側(cè)逐漸增加。采用上述技術(shù)方案，其可通過(guò)多個(gè)舟頁(yè)之間的間距設(shè)置以有效提高了中間舟頁(yè)的沉積速率，以降低石墨舟內(nèi)溫度分布不均以對(duì)于鍍膜效果造成的不良影響，進(jìn)而提高了整舟內(nèi)硅片鍍膜顏色的一致性。采用上述石墨舟針對(duì)硅片進(jìn)行鍍膜處理，其可使得整舟硅片的色差數(shù)量降至2.5%以下。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，每一個(gè)舟頁(yè)之上均設(shè)置有多個(gè)用于固定太陽(yáng)能電池用硅片的卡點(diǎn)，每一個(gè)卡點(diǎn)均經(jīng)由舟頁(yè)的端面向其外部進(jìn)行延伸，任意一個(gè)卡點(diǎn)的表面均設(shè)置有sic鍍層。采用上述技術(shù)方案，其可采用在舟頁(yè)之上增設(shè)卡點(diǎn)的方式以替代傳統(tǒng)技術(shù)方案中通過(guò)打眼實(shí)現(xiàn)卡點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)卡點(diǎn)之上sic鍍層使得卡點(diǎn)在對(duì)于硅片進(jìn)行固定的同時(shí)實(shí)現(xiàn)絕緣處理，以將原有的硅片參與導(dǎo)電的方式改為硅片只做為襯底進(jìn)行鍍膜處理，而僅通過(guò)舟頁(yè)進(jìn)行導(dǎo)電。上述石墨舟的工作方式一方面使得硅片與石墨舟之間的電阻得以增加，以避免硅片作為襯底的同時(shí)用做電極而帶來(lái)的邊緣效應(yīng)，進(jìn)而提升硅片的沉積效果，減少色差片的產(chǎn)生；另一方面，上述卡點(diǎn)之上的sic鍍層處理使得卡點(diǎn)硬度得以增加，故可有效抵抗磨損，減少更換卡點(diǎn)的頻次，進(jìn)而提高了石墨舟的使用壽命。此外，sic對(duì)于石墨舟清洗過(guò)程中使用的氫氟酸具有阻擋作用，進(jìn)而使其清洗以及烘干效率得以改善。

本申請(qǐng)中的太陽(yáng)能電池用硅片及其鍍膜工藝與鍍膜設(shè)備，其可使得太陽(yáng)能電池用硅片進(jìn)行鍍膜處理過(guò)程中的鍍膜效果以及效率得以顯著提高，并在上述鍍膜工藝以及設(shè)備的基礎(chǔ)上使得太陽(yáng)能電池用硅片的膜層結(jié)構(gòu)得以改善，進(jìn)而使得太陽(yáng)能電池用硅片的實(shí)際工作性能得以進(jìn)一步的提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中太陽(yáng)能電池用硅片示意圖；

圖2為本發(fā)明中石墨舟示意圖；

圖3為本發(fā)明中石墨舟舟頁(yè)示意圖；

附圖標(biāo)記列表：

1—硅片本體、2—氧化硅膜層、3—第一氮化硅膜層、4—第二氮化硅膜層、5—第三氮化硅膜層、6—石墨舟、601—舟頁(yè)、7—陶瓷桿件、8—卡點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式與附圖，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。需要說(shuō)明的是，下面描述中使用的詞語(yǔ)“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語(yǔ)“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。

實(shí)施例1

如圖1所示的一種太陽(yáng)能電池用硅片，其包括有硅片本體1；所述硅片本體1的端面之上依次設(shè)置有氧化硅膜層2、第一氮化硅膜層3、第二氮化硅膜層4與第三氮化硅膜層5；所述氧化硅膜層2、第一氮化硅膜層3、第二氮化硅膜層4與第三氮化硅膜層5的厚度依次遞增；所述第一氮化硅膜層3、第二氮化硅膜層4與第三氮化硅膜層5的折射率均大于氧化硅膜層2的折射率，且第一氮化硅膜層3的折射率至多為氧化硅膜層2折射率的2倍，所述第二氮化硅膜層4的折射率大于第一氮化硅膜層3與第三氮化硅膜層5的折射率。

采用上述技術(shù)方案的太陽(yáng)能電池用硅片，其可通過(guò)氧化硅膜層實(shí)現(xiàn)防pid的功效，而第一氮化硅膜層、第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層則可通過(guò)其厚度以及折射率的變化，以形成良好的薄膜性能。第一氮化硅膜層在太陽(yáng)能電池用硅片之中的折射率相對(duì)較低，氮化硅膜中的硅含量較少，故其熱變系數(shù)與氧化硅膜層的熱變系數(shù)的差值較小，故使得第一氮化硅膜層與氧化硅膜層在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力較為緩解，以有效避免相關(guān)膜層發(fā)生破裂；同時(shí)，第一氮化硅膜層的厚度和折射率相對(duì)較低，故光線的折損率較小。第二氮化硅膜層與第三氮化硅膜層的設(shè)置則可通過(guò)其較高的厚度與折射率以構(gòu)成減反射結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加太陽(yáng)能電池對(duì)于光的吸收效果，致使太陽(yáng)能電池的效率得以改善。

上述太陽(yáng)能電池用硅片的鍍膜工藝包括有如下工藝步驟：

1)將太陽(yáng)能電池用硅片置于石墨舟之中，并將石墨舟送入pecvd設(shè)備內(nèi)；控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350℃，并以笑氣流量為0.8l/min，硅烷流量為0.5l/min的工況在太陽(yáng)能電池用硅片之上進(jìn)行氧化硅膜層的鍍膜處理；

2)在步驟1）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350℃，并以氨氣流量為5l/min，硅烷流量為0.5l/min，工作壓力為1.4torr，射頻功率為6kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第一氮化硅膜層的鍍膜處理，第一氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為20s；

3)在步驟2）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350℃，并以氨氣流量為5l/min，硅烷流量為0.5l/min，工作壓力為1.4torr，射頻功率為6kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第二氮化硅膜層的鍍膜處理，第二氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為80s；

4)在步驟3）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為350℃，并以氨氣流量為5l/min，硅烷流量為0.5l/min，工作壓力為1.4torr，射頻功率為6kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第三氮化硅膜層的鍍膜處理，第三氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為400至600s。

如圖2所示，上述太陽(yáng)能電池用硅片鍍膜工藝的鍍膜設(shè)備包括有石墨舟6，所述石墨舟6包括有多個(gè)彼此平行的舟頁(yè)601，多個(gè)舟頁(yè)601之間通過(guò)陶瓷桿件7進(jìn)行連接；相鄰兩個(gè)舟頁(yè)601之間的間距經(jīng)由石墨舟6的中部向其兩側(cè)逐漸增加。采用上述技術(shù)方案，其可通過(guò)多個(gè)舟頁(yè)之間的間距設(shè)置以有效提高了中間舟頁(yè)的沉積速率，以降低石墨舟內(nèi)溫度分布不均以對(duì)于鍍膜效果造成的不良影響，進(jìn)而提高了整舟內(nèi)硅片鍍膜顏色的一致性。采用上述石墨舟針對(duì)硅片進(jìn)行鍍膜處理，其可使得整舟硅片的色差數(shù)量降至2.5%以下。

如圖3所示，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，每一個(gè)舟頁(yè)601之上均設(shè)置有多個(gè)用于固定太陽(yáng)能電池用硅片的卡點(diǎn)8，每一個(gè)卡點(diǎn)8均經(jīng)由舟頁(yè)的端面向其外部進(jìn)行延伸，任意一個(gè)卡點(diǎn)8的表面均設(shè)置有sic鍍層。采用上述技術(shù)方案，其可采用在舟頁(yè)之上增設(shè)卡點(diǎn)的方式以替代傳統(tǒng)技術(shù)方案中通過(guò)打眼實(shí)現(xiàn)卡點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)卡點(diǎn)之上sic鍍層使得卡點(diǎn)在對(duì)于硅片進(jìn)行固定的同時(shí)實(shí)現(xiàn)絕緣處理，以將原有的硅片參與導(dǎo)電的方式改為硅片只做為襯底進(jìn)行鍍膜處理，而僅通過(guò)舟頁(yè)進(jìn)行導(dǎo)電。上述石墨舟的工作方式一方面使得硅片與石墨舟之間的電阻得以增加，以避免硅片作為襯底的同時(shí)用做電極而帶來(lái)的邊緣效應(yīng)，進(jìn)而提升硅片的沉積效果，減少色差片的產(chǎn)生；另一方面，上述卡點(diǎn)之上的sic鍍層處理使得卡點(diǎn)硬度得以增加，故可有效抵抗磨損，減少更換卡點(diǎn)的頻次，進(jìn)而提高了石墨舟的使用壽命。此外，sic對(duì)于石墨舟清洗過(guò)程中使用的氫氟酸具有阻擋作用，進(jìn)而使其清洗以及烘干效率得以改善。

本申請(qǐng)中的太陽(yáng)能電池用硅片及其鍍膜工藝與鍍膜設(shè)備，其可使得太陽(yáng)能電池用硅片進(jìn)行鍍膜處理過(guò)程中的鍍膜效果以及效率得以顯著提高，并在上述鍍膜工藝以及設(shè)備的基礎(chǔ)上使得太陽(yáng)能電池用硅片的膜層結(jié)構(gòu)得以改善，進(jìn)而使得太陽(yáng)能電池用硅片的實(shí)際工作性能得以進(jìn)一步的提高。

實(shí)施例2

所述太陽(yáng)能電池用硅片的鍍膜工藝包括有如下工藝步驟：

1)將太陽(yáng)能電池用硅片置于石墨舟之中，并將石墨舟送入pecvd設(shè)備內(nèi)；控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為500℃，并以笑氣流量為2l/min，硅烷流量為1.5l/min的工況在太陽(yáng)能電池用硅片之上進(jìn)行氧化硅膜層的鍍膜處理；

2)在步驟1）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為500℃，并以氨氣流量為10l/min，硅烷流量為1.5l/min，工作壓力為2.0torr，射頻功率為8kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第一氮化硅膜層的鍍膜處理，第一氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為80s；

3)在步驟2）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為500℃，并以氨氣流量為10l/min，硅烷流量為1.5l/min，工作壓力為2.0torr，射頻功率為8kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第二氮化硅膜層的鍍膜處理，第二氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為150s；

4)在步驟3）完成后，控制pecvd設(shè)備內(nèi)溫度為500℃，并以氨氣流量為10l/min，硅烷流量為1.5l/min，工作壓力為2.0torr，射頻功率為8kw的工況在氧化硅膜層之上進(jìn)行第三氮化硅膜層的鍍膜處理，第三氮化硅膜層的鍍膜處理時(shí)間為600s。

本實(shí)施例其余特征與優(yōu)點(diǎn)均與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述氧化硅膜層2的厚度為1nm，折射率為1.3；所述第一氮化硅膜層3的厚度為3nm，折射率為1.9；所述第二氮化硅膜層4的厚度為15nm，折射率為2.1；第三氮化硅膜層5的厚度為30nm，折射率為1.9。

本實(shí)施例其余特征與優(yōu)點(diǎn)均與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述氧化硅膜層2的厚度為3nm，折射率為1.6；所述第一氮化硅膜層3的厚度為6nm，折射率為2.0；所述第二氮化硅膜層4的厚度為30nm，折射率為2.3；第三氮化硅膜層5的厚度為50nm，折射率為2.0。

本實(shí)施例其余特征與優(yōu)點(diǎn)均與實(shí)施例1相同。