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1、(10)申请公布号 CN 102361037 A (43)申请公布日 2012.02.22 CN 102361037 A *CN102361037A* (21)申请号 201110305646.7 (22)申请日 2011.10.11 H01L 31/0216(2006.01) H01L 31/18(2006.01) B32B 9/00(2006.01) C23C 16/34(2006.01) C23C 16/44(2006.01) (71)申请人 光为绿色新能源股份有限公司 地址 074000 河北省高碑店市新工业区光为 绿色新能源股份有限公司 (72)发明人 刘粉霞 (74)专利代理机构 。
2、保定市燕赵恒通知识产权代 理事务所 13121 代理人 周献济 (54) 发明名称 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜及其制 备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种晶体硅太阳能电池四层减 反射膜， 其从太阳能电池晶体硅表面依次向外， 第 一层为厚度为 10 15nm， 折射率为 2.2 2.4 的氮化硅薄膜 ； 第二层为厚度为 30 35nm， 折射 率为 1.95 2.05 的氮化硅薄膜 ； 第三层为厚度 为 8 10nm， 折射率为 2.3-2.4 的氮化硅薄膜 ； 第四层为厚度为 30 35nm， 折射率为 2.1-2.15 的氮化硅薄膜。其采用管式 PECVD 镀膜， 第一、 二、 三。
3、、 四层膜的沉积温度均为 450 -470， 第一层膜的氨气流量为 3000-3500sccm、 硅烷 流 量 为 800-850sccm ； 第 二 层 膜 的 氨 气 流 量 为 6500-7000sccm、 硅 烷 流 量 为 700-730sccm ； 第三层膜的氨气流量为 4000-4500sccm、 硅烷 流量为 780-800sccm ； 第四层膜的氨气流量为 6500-6800sccm、 硅烷流量为 880-900sccm。本发 明可以将制成的晶体硅太阳能电池表面的反射损 失减少 0.9 -1.2， 将制成的晶体硅太阳能电 池的转换效率提高 0.15 -0.25。 (51)In。
4、t.Cl. (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 5 页 附图 1 页 CN 102361054 A1/1 页 2 1. 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其特征在于 ： 其是由四层膜构成， 第一层为 太阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为1015nm， 折射率为2.22.4 ； 第二 层为第二层氮化硅薄膜， 厚度为3035nm， 折射率为1.952.05 ； 第三层为第三层氮化硅 薄膜， 厚度为810nm， 折射率为2.3-2.4 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为3035nm， 折射率为 2.1-2.15。 2. 一种权利要。
5、求 1 所述的晶体硅太阳能电池四层减反射膜的制备方法， 其特征在于 ： 其是对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 清洗去 除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅片使用管式 PECVD 镀膜设备进行 N 型表面四层膜的制 备， 其包括以下步骤 ： (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 450 -470， 在炉管内通入气体流量为3000-3500sccm的氨气、 800-850sccm的硅烷， 在5300-5700W的电 源功率下电离 90-150 秒生成厚度为 10 15nm， 折射率为 2.2 2.4 的第一层氮化。
6、硅膜 ； (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450 -470， 在炉管 内通入气体流量为6500-7000sccm的氨气、 700-730sccm的硅烷， 在5300-5700W的电源功率 下电离 250-300 秒， 在第一层氮化硅膜上生成厚度为 30 35nm， 折射率为 1.95 2.05 的 第二层氮化硅膜 ； (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450 -470， 在炉管 内通入气体流量为4000-4500sccm的氨气、 780-800sccm的硅烷， 在5300-5700W的电源功率 下电离 80-100 秒， 在第二层氮。
7、化硅膜上生成厚度为 8 10nm， 折射率为 2.3-2.4 的第三层 氮化硅膜 ； (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450 -470， 在炉管 内通入气体流量为6500-6800sccm的氨气、 880-900sccm的硅烷， 在5300-5700W的电源功率 下电离260-300秒， 在第三层氮化硅膜上生成厚度为3035nm， 折射率为2.1-2.15的第四 层氮化硅膜。 权 利 要 求 书 CN 102361037 A CN 102361054 A1/5 页 3 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种太阳能电池制造。
8、技术， 特别涉及一种晶体硅太阳能电池减反射膜 及其制备方法。 背景技术 0002 为了提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率， 应减少电池表面光的反射损失， 增 加光的透射。减反射膜的制作直接影响着太阳能电池对入射光的反射率， 对太阳能电池效 率的提高起着非常重要的作用。 0003 目前在晶体硅太阳能电池的大规模生产中主要使用管式或板式 PECVD 设备镀 单层或双层氮化硅膜来降低太阳能电池表面的反射损失， 增加太阳能电池的钝化效果， 从而提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率。但现有的单层氮化硅膜和双层氮化硅膜， 虽然已经能够起到较好的钝化和减反射效果， 但其反射率仍然较高， 单层膜的反射率在 6.。
9、5 -7， 双层膜的反射率在 5.8 -6， 仍然存在较多的反射损失， 晶体硅太阳能电池 的光电转换效率仍然很低。 发明内容 0004 本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题， 提供一种降低电池表面对光 的反射， 提高太阳能电池的光电转换效率的晶体硅太阳能电池四层减反射膜及其制备方 法。 0005 为实现上述目的， 本发明的技术解决方案是 ： 一种晶体硅太阳能电池四层减反 射膜， 其是由四层膜构成， 第一层为太阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为 10 15nm， 折射率为 2.2 2.4， 可以起到很好的钝化效果， 同时不会造成太高的氮化硅薄 膜的吸收损失 ； 第二层为第二层。
10、氮化硅薄膜， 厚度为 30 35nm， 折射率为 1.95 2.05， 在 短波区域具有很好的减反射效果， 同时通过烧结后能够得到很好的钝化效果 ； 第三层为第 三层氮化硅薄膜， 厚度为810nm， 折射率为2.3-2.4 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为 30 35nm， 折射率为 2.1-2.15， 在短波区域具有较好的减反射效果。 0006 上述所述晶体硅太阳能电池四层减反射膜的制备方法， 其是对经过制绒制备减反 射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后 的晶体硅片使用管式 PECVD 镀膜设备进行 N 型表面四层膜的制备， 。
11、其包括以下步骤 ： 0007 (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 450 -470， 在炉管内通入气体流量为 3000-3500sccm 的氨气、 800-850sccm 的硅烷， 在 5300-5700W 的电源功率下电离 90-150 秒生成厚度为 10 15nm， 折射率为 2.2 2.4 的第 一层氮化硅膜 ； 0008 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450 -470， 在 炉管内通入气体流量为 6500-7000sccm 的氨气、 700-730sccm 的硅烷， 在 5300-5700W 的电 源功率下电离。
12、 250-300 秒， 在第一层氮化硅膜上生成厚度为 30 35nm， 折射率为 1.95 说 明 书 CN 102361037 A CN 102361054 A2/5 页 4 2.05 的第二层氮化硅膜 ； 0009 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450 -470， 在 炉管内通入气体流量为4000-4500sccm的氨气、 780-800sccm的硅烷， 在5300-5700W的电源 功率下电离 80-100 秒， 在第二层氮化硅膜上生成厚度为 8 10nm， 折射率为 2.3-2.4 的第 三层氮化硅膜 ； 0010 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片。
13、继续进行沉积， 沉积温度为 450 -470， 在 炉管内通入气体流量为 6500-6800sccm 的氨气、 880-900sccm 的硅烷， 在 5300-5700W 的电 源功率下电离 260-300 秒， 在第三层氮化硅膜上生成厚度为 30 35nm， 折射率为 2.1-2.15 的第四层氮化硅膜。 0011 本发明相对于镀单层膜的硅片， 可以将制成的晶体硅太阳能电池表面的反射损失 减少 0.8 -1.2， 将制成的晶体硅太阳能电池的转换效率提高 0.10 -0.25。本发明 适用于多晶硅、 单晶硅和类单晶硅的电池片。 附图说明 0012 图 1 为本发明四层减反射膜的结构示意图。 具。
14、体实施方式 0013 下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。 0014 实施例 1， 如图 1 所示的晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其是由四层膜构成， 第 一层为太阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜 6， 厚度为 10nm， 折射率为 2.3 ； 第二层 为第二层氮化硅薄膜 5， 厚度为 35nm， 折射率为 2.0 ； 第三层为第三层氮化硅薄膜 4， 厚度为 8nm， 折射率为 2.3 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜 3， 厚度为 30nm， 折射率为 2.1。1 为栅线， 2 为 N 型区， 7 为 P 型区。 0015 对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体。
15、硅片四周的 PN 结， 清 洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅片使用管式PECVD镀膜设备进行N型表面四层膜的 制备， 其包括以下步骤 ： 0016 (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 450， 在 炉管内通入气体流量为 3000sccm 的氨气、 800sccm 的硅烷， 在 5600W 的电源功率下电离 100 秒生成第一层氮化硅膜 ； 0017 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450， 在炉管内 通入气体流量为 6500sccm 的氨气、 700sccm 的硅烷， 在 5300W 的电源功率下电离 250 秒， 在。
16、 第一层氮化硅膜上生成第二层氮化硅膜 ； 0018 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450， 在炉管内 通入气体流量为4000sccm的氨气、 780sccm的硅烷， 在5300W的电源功率下电离80秒， 在第 二层氮化硅膜上生成第三层氮化硅膜 ； 0019 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 450， 在炉管内 通入气体流量为 6500sccm 的氨气、 880sccm 的硅烷， 在 5300W 的电源功率下电离 260 秒， 在 第三层氮化硅膜上生成第四层氮化硅膜。 0020 相对于在多晶硅表面镀单层氮化硅减反射膜和双层氮化硅减反。
17、射膜技术的优点 说 明 书 CN 102361037 A CN 102361054 A3/5 页 5 如下 ： 0021 氮化硅膜类型 单层膜 双层膜 四层膜 反射率 ( ) 6.6 6.2 5.4 0022 反射损失相对于单层膜降低了 1.2， 相对于双层膜降低了 0.8。 0023 氮化硅膜类型 Eta Isc Uoc FF 单层氮化硅膜 16.74 8.324 0.622 78.6 双层减反射膜 16.89 8.331 0.623 79.1 四层氮化硅膜 16.99 8.355 0.623 79.4 0024 效率相对于单层膜提高了 0.25， 相对于双层膜提高了 0.10。 0025 。
18、实施例 2， 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其是由四层膜构成， 第一层为太 阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为 12nm， 折射率为 2.4 ； 第二层为第二层氮 化硅薄膜， 厚度为 30nm， 折射率为 1.95 ； 第三层为第三层氮化硅薄膜， 厚度为 9nm， 折射率为 2.325 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为 32nm， 折射率为 2.15。 0026 对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 清 洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的多晶体硅片使用管式PECVD镀膜设备进行N型表面四层膜 的制备， 其包括以下步骤 ： 002。
19、7 (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 460， 在 炉管内通入气体流量为 3200sccm 的氨气、 830sccm 的硅烷， 在 5300W 的电源功率下电离 90 秒生成第一层氮化硅膜 ； 0028 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 460， 在炉管内 通入气体流量为 6600sccm 的氨气、 710sccm 的硅烷， 在 5400W 的电源功率下电离 260 秒， 在 第一层氮化硅膜上生成第二层氮化硅膜 ； 0029 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 460， 在炉管内 通入气体流量。
20、为4100sccm的氨气、 790sccm的硅烷， 在5400W的电源功率下电离90秒， 在第 二层氮化硅膜上生成第三层氮化硅膜 ； 0030 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 460， 在炉管内 通入气体流量为 6600sccm 的氨气、 890sccm 的硅烷， 在 5400W 的电源功率下电离 270 秒， 在 第三层氮化硅膜上生成第四层氮化硅膜。 0031 实施例 3， 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其是由四层膜构成， 第一层为太 阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为 13nm， 折射率为 2.2 ； 第二层为第二层氮 化硅薄膜， 厚度为 。
21、33nm， 折射率为 2.05 ； 第三层为第三层氮化硅薄膜， 厚度为 10nm， 折射率 为 2.4 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为 35nm， 折射率为 2.125。 0032 对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 清 说 明 书 CN 102361037 A CN 102361054 A4/5 页 6 洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的多晶体硅片使用管式PECVD镀膜设备进行N型表面四层膜 的制备， 其包括以下步骤 ： 0033 (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 470， 在 炉管内通入气体流量。
22、为 3400sccm 的氨气、 850sccm 的硅烷， 在 5700W 的电源功率下电离 150 秒生成第一层氮化硅膜 ； 0034 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 470， 在炉管内 通入气体流量为 6700sccm 的氨气、 720sccm 的硅烷， 在 5500W 的电源功率下电离 270 秒， 在 第一层氮化硅膜上生成第二层氮化硅膜 ； 0035 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 470， 在炉管内 通入气体流量为 4200sccm 的氨气、 800sccm 的硅烷， 在 5500W 的电源功率下电离 100 秒， 在 第。
23、二层氮化硅膜上生成第三层氮化硅膜 ； 0036 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 470， 在炉管内 通入气体流量为 6700sccm 的氨气、 900sccm 的硅烷， 在 5500W 的电源功率下电离 290 秒， 在 第三层氮化硅膜上生成第四层氮化硅膜。 0037 实施例 4， 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其是由四层膜构成， 第一层为太 阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为 15nm， 折射率为 2.35 ； 第二层为第二层 氮化硅薄膜， 厚度为 32nm， 折射率为 1.975 ； 第三层为第三层氮化硅薄膜， 厚度为 9.5nm， 折 射。
24、率为 2.35 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为 34nm， 折射率为 2.115。 0038 对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 清 洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的多晶体硅片使用管式PECVD镀膜设备进行N型表面四层膜 的制备， 其包括以下步骤 ： 0039 (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 455， 在 炉管内通入气体流量为 3500sccm 的氨气、 840sccm 的硅烷， 在 5500W 的电源功率下电离 110 秒生成第一层氮化硅膜 ； 0040 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继。
25、续进行沉积， 沉积温度为 455， 在炉管内 通入气体流量为 6800sccm 的氨气、 730sccm 的硅烷， 在 5600W 的电源功率下电离 280 秒， 在 第一层氮化硅膜上生成第二层氮化硅膜 ； 0041 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 455， 在炉管内 通入气体流量为4300sccm的氨气、 785sccm的硅烷， 在5600W的电源功率下电离85秒， 在第 二层氮化硅膜上生成第三层氮化硅膜 ； 0042 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 455， 在炉管内 通入气体流量为 6800sccm 的氨气、 885sccm。
26、 的硅烷， 在 5600W 的电源功率下电离 290 秒， 在 第三层氮化硅膜上生成第四层氮化硅膜。 0043 实施例 5， 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其是由四层膜构成， 第一层为太 阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为 14nm， 折射率为 2.25 ； 第二层为第二层 氮化硅薄膜， 厚度为 34nm， 折射率为 2.025 ； 第三层为第三层氮化硅薄膜， 厚度为 8.5nm， 折 射率为 2.375 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为 33nm， 折射率为 2.135。 0044 对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 。
27、清 洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的多晶体硅片使用管式PECVD镀膜设备进行N型表面四层膜 说 明 书 CN 102361037 A CN 102361054 A5/5 页 7 的制备， 其包括以下步骤 ： 0045 (1) 将原料硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 465， 在炉管 内通入气体流量为3100sccm的氨气、 820sccm的硅烷， 在5400W的电源功率下电离120秒生 成第一层氮化硅膜 ； 0046 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的原料硅片继续进行沉积， 沉积温度为 465， 在炉 管内通入气体流量为 6900sccm 的氨气、 715sccm 的硅烷，。
28、 在 5700W 的电源功率下电离 290 秒， 在第一层氮化硅膜上生成第二层氮化硅膜 ； 0047 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的原料硅片继续进行沉积， 沉积温度为 465， 在炉 管内通入气体流量为4400sccm的氨气、 795sccm的硅烷， 在5700W的电源功率下电离95秒， 在第二层氮化硅膜上生成第三层氮化硅膜 ； 0048 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的原料硅片继续进行沉积， 沉积温度为 465， 在炉 管内通入气体流量为 6550sccm 的氨气、 895sccm 的硅烷， 在 5700W 的电源功率下电离 300 秒， 在第三层氮化硅膜上生成第四层氮化硅膜。 0049 。
29、实施例 6， 一种晶体硅太阳能电池四层减反射膜， 其是由四层膜构成， 第一层为太 阳能电池晶体硅表面的第一层氮化硅薄膜， 厚度为 11nm， 折射率为 2.275 ； 第二层为第二层 氮化硅薄膜， 厚度为 31nm， 折射率为 2.035 ； 第三层为第三层氮化硅薄膜， 厚度为 8.75nm， 折 射率为 2.395 ； 第四层为第四层氮化硅薄膜， 厚度为 31nm， 折射率为 2.145。 0050 对经过制绒制备减反射绒面， 扩散制备 PN 结， 刻蚀去除晶体硅片四周的 PN 结， 清 洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的多晶体硅片使用管式PECVD镀膜设备进行N型表面四层膜 的制备， 其包括以下。
30、步骤 ： 0051 (1) 将刻蚀后的硅片置于管式 PECVD 镀膜设备的沉积腔内， 沉积温度为 462.5， 在炉管内通入气体流量为 3300sccm 的氨气、 810sccm 的硅烷， 在 5450W 的电源功率下电离 130 秒生成第一层氮化硅膜 ； 0052 (2) 再将镀有第一层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 462.5， 在炉管 内通入气体流量为 7000sccm 的氨气、 725sccm 的硅烷， 在 5450W 的电源功率下电离 300 秒， 在第一层氮化硅膜上生成第二层氮化硅膜 ； 0053 (3) 再将镀有第二层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 462.5， 在炉管 内通入气体流量为4500sccm的氨气、 787.5sccm的硅烷， 在5500W的电源功率下电离93秒， 在第二层氮化硅膜上生成第三层氮化硅膜 ； 0054 (4) 再将镀有第三层氮化硅膜的硅片继续进行沉积， 沉积温度为 462.5， 在炉管 内通入气体流量为 6650sccm 的氨气、 887.5sccm 的硅烷， 在 5500W 的电源功率下电离 285 秒， 在第三层氮化硅膜上生成第四层氮化硅膜。 说 明 书 CN 102361037 A CN 102361054 A1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102361037 A 。