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1、(10)申请公布号 CN 103035777 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103035777 A *CN103035777A* (21)申请号 201110301363.5 (22)申请日 2011.10.08 H01L 31/18(2006.01) (71)申请人 长沙理工大学 地址 410114 湖南省长沙市雨花区万家丽南 路 2 段 960 号 (72)发明人 周艺 欧衍聪 黄岳文 何文红 郭长春 肖斌 黄燕 李荡 (54) 发明名称 一种改良的多晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜 的制备方法 (57) 摘要 本发明属于晶硅太阳电池技术领域， 具体涉 及一种改良的多。
2、晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜的 制备方法。传统方法采用等离子体增强化学气相 沉积法 （PECVD） 制备出的单层 SiN 减反膜的钝化 效果、 减反效果及光谱吸收都不能达到最佳。 本发 明采用等离子体增强化学气相沉积法 （PECVD） 创 新性地在多晶硅表面沉积三层不同折射率 （其中 n内n中n外） 的 SiN 减反膜。用此制备方法制备 的三层 SiN 减反膜钝化效果佳， 减反效果好， 短波 区的光谱吸收提高。与传统的单层 SiN 减反膜工 艺相比较， 该方法制备出的三层 SiN 减反膜能有 效提高多晶硅太阳电池的光电性能， 其中短路电 流提高了 100mA， 光电转换效率提高了 1.34。
3、%。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种改良的多晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜的制备方法， 其特征是采用晶体硅原 料， 依次经过清洗制绒、 扩散、 等离子刻蚀、 去磷硅玻璃后， 用等离子体增强化学气相沉积法 （PECVD） ， 在多晶硅表面进行三次不同折射率 （其中 n内n中n外） SiN 减反膜的沉积。 2.用权利1中的方法制备出的三层SiN减反膜钝化效果佳， 减反效果好， 短波区的光谱 吸收明显提高。 3. 用权利。
4、 1 中的方法制备出的三层 SiN 减反膜能有效提高多晶硅太阳电池的光电性 能， 其中短路电流提高了 100mA， 光电转换效率提高了 1.34%。 4. 一种改良的多晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜的制备方法， 其制备方法为 ： 在射频频 率为 40KHz， 射频功率为 4500W 的条件下， 通入 NH3:SiH4 =1 ： 4 5（即 NH3、 SiH4流量比为 1 ： 4 5） ， 进行第一层 SiN 减反膜的制备， 再通入 NH3:SiH4 =1 ： 6 7（即 NH3、 SiH4流量比 为 1 ： 6 7） ， 进行第二层 SiN 减反膜的制备， 最后通入 NH3:SiH4 =1 。
5、： 8 10 （即 NH3、 SiH4流 量比为 1 ： 8 10） 进行第三层 SiN 减反膜的制备， 腔体内保持 100 300Pa 恒压， 反应温度 为 300 500。 权 利 要 求 书 CN 103035777 A 2 1/3 页 3 一种改良的多晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜的制备方法 技术领域 0001 本发明属于太阳能光电利用领域中的晶硅太阳能电池技术， 具体涉及一种改良的 多晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜的制备方法。 0002 背景技术 0003 随着经济和社会的不断发展， 能源危机和环境污染己经成为全人类生存与发展面 临的严重挑战。 近几年， 晶硅太阳能电池发展迅速，。
6、 已经成为人类利用太阳能的最重要途径 之一。 0004 在太阳能电池制造过程中， 减反膜的制备至关重要。现今 PECVD 已经成为光伏业 界使用最广泛的减反膜制备方法。PECVD 可以在沉积薄膜的过程中加入间隙元素， 以过渡 元素置换部分键位形成三元、 四元甚至更多元复合薄膜， 大大地提高了光学薄膜的可调控 性和光谱特性。近年来， 采用 PECVD 进行双层甚至多层镀膜作为太阳电池的减反射层引起 了越来越多的关注。在国外已经结合 PECVD 技术制备出 SiN 与 SiO2复合膜， 其良好的均匀 性、 阶梯覆盖性以及薄膜致密性等特点， 已应用在太阳能减反膜等方面。 而通过改变沉积过 程中反应气。
7、体的流量比， 可以获得折射率不同 （n=1.83.1） 的光学薄膜。但是由于 SiO2的 折射率 (1.46) 太低， 不利于光学减反射， 且在现有 PECVD 设备基础上制备 SiO2需要进行设 备改进， 生产中也需要增加额外的成本， 增加工艺的复杂性。 0005 现有太阳能电池 PECVD 工艺中， 在高 SiH4浓度的气氛中生长的 SiN 富硅薄膜中的 氢含量较高， 退火后伴随着 Si-H 键和 N-H 键的断裂， 有更多的氢溢出， 钝化效果更佳， 但是 在高硅烷浓度气氛中生长的 SiN 膜对外呈张力、 致密性差、 色差较明显。针对这些问题， 本 发明采用等离子体增强化学气相沉积法 （P。
8、ECVD） 创新性地在多晶硅表面进行三次不同折射 率 （其中 n内n中n外） 的 SiN 减反膜的沉积， 所制备出的三层 SiN 减反膜钝化效果佳， 减反 效果好， 短波区的光谱吸收明显提高， 能有效提高多晶硅太阳电池的光电性能， 而且也能有 效地解决高 SiH4浓度气氛中制备的 SiN 减反膜的一系列问题， 并且本发明不增加任何设备 和生产成本， 工艺简单易控制。 0006 发明内容 0007 本发明的目的是 ： 针对目前 PECVD 制备氮化硅减反膜工艺存在的不足， 提出一种 改良的多晶硅太阳电池三层 SiN 减反膜的制备方法。用此制备方法制备的三层 SiN 减反膜 钝化效果佳， 减反效果。
9、好， 短波区的光谱吸收明显提高。与传统的单层 SiN 减反膜工艺相比 较， 该方法制备出的三层 SiN 减反膜能有效提高多晶硅太阳电池的光电性能， 其中短路电 流提高了 100mA， 光电转换效率提高了 1.34%。 0008 本发明的技术方案是 ： 对现有的 PECVD 生产工艺进行优化和改良， 淀积过程分三 步进行， 依次进行三层不同折射率的 SiN 减反膜 （其中 n内n中n外） 的制备， 其特征是 ： 采用 说 明 书 CN 103035777 A 3 2/3 页 4 等离子体增强化学气相沉积法 （PECVD） 创新性地在多晶硅表面沉积三层不同折射率 （其中 n内n中n外） 的 SiN。
10、 减反膜。制备出的三层 SiN 减反膜钝化效果佳， 减反效果好， 短波区的 光谱吸收明显提高， 有效提高了多晶硅太阳电池的光电性能， 其中短路电流提高了 100mA， 光电转换效率提高了 1.34%。 0009 具体制备方法为 ： 在射频频率为40KHz， 射频功率为4500W的条件下， 通入NH3:SiH4 =1 ： 4 5 （即 NH3、 SiH4流量比为 1 ： 4 5） ， 进行第一层 SiN 减反膜的制备， 再通入 NH3:SiH4 =1 ： 67 （即NH3、 SiH4流量比为1 ： 67） ， 进行第二层SiN减反膜的制备， 最后通入NH3:SiH4 =1 ： 8 10（即 NH。
11、3、 SiH4流量比为 1 ： 8 10） 进行第三层 SiN 减反膜的制备， 腔体内保持 100 300Pa 恒压， 反应温度为 300 500， 采用等离子体增强化学气相沉积法 （PECVD） 依次进行三层 SiN 减反膜的制备。 0010 本发明的特点 1通过该方法制备的三层 SiN 减反膜的钝化效果较单层 SiN 减反膜更好， 且少子寿命 得到提高 ； 2通过该方法制备的三层 SiN 减反膜的减反效果较单层 SiN 减反膜更佳， 在短波区的 光谱吸收得到明显提高。 0011 3通过该方法制备的三层 SiN 减反膜能有效提高多晶硅太阳电池光电性能， 其中 短路电流提高了 100mA， 光。
12、电转换效率提高了 1.34%。 0012 附图说明 0013 图 1 是单层和三层 SiN 减反膜烧结前后少子寿命对比图 图 2 是沉积单层和三层 SiN 减反膜的多晶硅反射率对比图 具体实施方式 0014 选择电阻率为 0.56， 晶面为 （100） 的多晶硅原硅片， 具体工艺工程如下 ： 1. 硅片预处理 ： （1） 化学清洗去除硅片表面损伤， 形成减反射腐蚀坑 ； （2） 液态磷源扩散形成 PN 结 ； （3） 等离子刻蚀去除硅片边缘 PN 结 ； （4） 二次清洗去除硅片表面磷硅玻璃 ； 2. 用等离子体增强化学气相沉积法 （PECVD） 淀积 SiN 减反膜， 镀膜工艺过程为 ： 将。
13、炉管加热到一定温度， 将装满硅片的石墨舟置于炉管中， 加热至预设温度， 将腔体抽 至真空状态， 通入一定流量的 NH3对硅片进行 6 分钟预淀积， 按设定的流量比例通入 NH3、 SiH4， 调整抽气阀门开度， 调整腔体内的压力到预定值， 调整射频电源的放电频率和功率， 控制淀积时间， 得到钝化效果佳， 减反效果好的三层 SiN 减反膜。其中具体工艺参数 ： 炉管温度 ： 300 500 淀积射频功率 ： 3000W 5000W NH3、 SiH4流量 :1000:5000 ； 700 ： 4900 ； 500 ： 4500 说 明 书 CN 103035777 A 4 3/3 页 5 NH3、 SiH4流量比 ： 1 ： 5 ； 1 ： 7 ； 1 ： 9 腔体内压力 ： 100 300Pa 淀积时间 ： 600 秒 800 秒 3.丝网印刷背电极， 烘干。 然后， 丝网印刷背电场， 烘干。 最后， 丝网印刷正电极， 烧结。 说 明 书 CN 103035777 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103035777 A 6 。