一種晶硅電池表面鈍化膜的制作方法
【專利摘要】本實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地勢能的概率也在提高。當(dāng)系統(tǒng)的一端接地時，距 接地端最遠(yuǎn)的組件將產(chǎn)生較高對地電勢，在歐洲設(shè)計標(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 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，會有較大一部分逃逸出硅片。 實用新型內(nèi)容
[0004] 實用新型目的：本實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， 氮氣流量l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)時間 10-15s。
[0016] 步驟B中，氮化硅膜的工藝條件為：溫度350-400°C，氮氣流量15-25L/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，氮氣流量10-25L/ 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)時間 10 _20s。
[0018] 上述步驟可使所得產(chǎn)品的質(zhì)量得到進一步的保證。
[0019] 本實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。 【具體實施方式】
[0025] 為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合實施例進一步闡明本實用新型的內(nèi)容，但 本實用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0026] 實施例1
[0027] 如附圖1所示的本實用新型晶硅電池表面鈍化膜的實施例，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，氮氣流量 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，氮氣流量25L/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，氮氣流量20L/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。對于單晶硅電池，在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，本實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】H01L31/0216GK203871343SQ201420258505
【公開日】2014年10月8日 申請日期: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 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司