专利名称：实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池生产方法领域，尤其是实现太阳能电池背表面缓变叠层 钝 化薄膜的方法。
背景技术：
光伏发电是太阳能利用中很重要的一个领域，寻求新技术、新材料、新工艺，提高 电池转换效率，降低成本是当前很迫切的一个任务。太阳能电池的转换效率与产生的光伏电子空穴对直接相关，更多的电子空穴对意 味着高的转换效率，但是只有这些少子真正被收集的时候才能转化为电能。硅片的各种缺 陷和界面态都会很大的复合这些少子，降低最终的有效转换效率。通过提高晶硅的拉制技 术可以有效的降低硅片中的缺陷及复合陷阱，如CZ、FZ等都可以提高硅片少子的寿命，通 过有效的钝化方法来实现各种体钝化和表面钝化，提高少子的收集能力，前表面的钝化普 遍采用富H的氮化硅钝化，能实现很好的前表面和很好的体钝化效果。目前已有的背表面 钝化方法为1、铝背场钝化，目前绝大多数的晶体硅太阳能电池实用丝网印刷铝背场的方 法，但其钝化效果有限；2、热生长氧化硅钝化，热生长二氧化硅钝化的钝化效果好，但是其 有个缺点，电池片要经历高温热生长氧化硅的过程，这个高温通常大于800度，这样的高温 对前表面的SiNx有副作用，而且会降低多晶体的寿命，工艺时间也较长；3、SiNx钝化，有很 好的钝化，但是这个反型层会引入场，会形成一个旁路使输出电流电压大大下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种实现太 阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，该方法的薄膜结构简单性能优越。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是实现太阳能电池背表面缓变叠层钝 化薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片背光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积 薄膜，工艺开始沉积时的气体为SiH4和N2O的混合气体，在沉积过程中逐渐加入NH3,使得薄 膜的组分由硅片表面的二氧化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为氮化硅，在经过制 绒的硅片上，先经过发射结扩散以及边缘刻蚀后，在硅片表面沉积缓变叠层钝化薄膜，最后 进行后续太阳能电池工艺。进一步，所述的化学气相沉积工艺法是在温度为200° 400°的条件下在硅片 背光面进行沉积，不需要高温的过程，所需的热预算少，节约能源。所述的硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0. 2 Ω cm 10 Ω cm,硅片先经过
常规的表面清洗及表面结构化处理。为了达到所需最佳的折射率，化学气相沉积工艺法开始时的气体为SiH4和N2O按 比例1 10 1 1进混合的气体，工艺中通过逐渐添加NH3到混合的气体中，通过此来 进行沉积薄膜，使得薄膜的成分由SiO2逐渐缓变到SiOyNz，再缓变到SiNx。为了使得沉积的速度快，效果好，薄膜的厚度在50nm 300nm之间。
上述所述的薄膜的厚度及比例可通过调节沉积时间及混合气体比例来实现。在上述化学气相沉积工艺中，开始沉积时的气体还可以为硅烷气体和氧化气体的 混合气体，在沉积过程中逐渐加入不含氧的含氮气体，使得薄膜的组分层变。
本发明的有益效果是，本发明的实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方 法，沉积速度快，产量高，能一次实现多种薄膜的沉积，沉积出来的薄膜致密度高。工艺中不 需要高温过程，所需的热预算少，避免了热氧化的高温影响，缓变薄膜的折射率变化对于穿 过硅片的长波具有优越的内反射率。这种叠层缓变薄膜能有效地降低由不同薄膜组合带来 的界面态，能更加有效的降低符合率，具有更加优越的背面钝化作用。且比起单纯的氮化硅 改善了热稳定性，降低了膜应力。
图1是本发明的薄膜结构示意图。
具体实施例方式现在对本发明作进一步详细的说明。实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片 背光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积薄膜，工艺开始沉积时的气体为SiH4和N2O的 混合气体，在沉积过程中逐渐加入NH3，使得薄膜的组分由硅片表面的二氧化硅向外层变为 硅的氮氧化物再向外层变为氮化硅。化学气相沉积工艺法是在温度为200° 400°的条件下在硅片背面进行沉积。 硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0. 2 Ω cm 10 Ω cm。化学气相沉积工艺法开始 时的气体为SiH4和N2O按比例1 10 1 1进混合的气体，工艺中通过逐渐添加NH3到 混合的气体中。薄膜的厚度在50nm 300nm之间。本发明实施时，选择P型单晶硅片，晶面(100)，电阻率为0.5 Ω cm，对硅片进行 切片后经过常规清洗工艺，然后表面制绒，接着进行扩散，去PSG，边缘刻蚀。然后在低温 350°C的化学气相沉积工艺法中的PEV⑶工艺中，工艺频率选择13. 56MHZ，初始的工艺气体 为SiH4和N2O按1 5进行混合，随着PEV⑶工艺的进行，在混合气体中逐渐添加NH3来沉 积薄膜，沉积过程中薄膜的成分由SiO2向外层变到SiOyNz，再向外层变到SiNx，如图1所示 的薄膜结构，总的薄膜厚度控制为lOOnm，总工艺时间控制为1分钟，使得薄膜的折射率由 内到外相应的由1.5缓变到2. 8。然后进行正背面电极等后续太阳能电池的工艺。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
一种实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，其特征在于在经处理后的太阳能电池硅片背光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积薄膜，开始沉积时的气体为SiH4和N2O的混合气体，在沉积过程中逐渐加入NH3，使得薄膜的组分由硅片表面的二氧化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为氮化硅。
2.根据权利要求1所述的实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，其特征在 于所述的化学气相沉积工艺法是在温度为200° 400°的条件下在硅片背光面进行沉 积。
3.根据权利要求1所述的实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，其特征在 于所述的硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2 Ω cm 10 Ω cm。
4.根据权利要求1或3所述的实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，其特 征在于所述的化学气相沉积工艺法开始时的气体为SiH4和N2O按比例1 10 1 1进 混合的气体，工艺中逐渐加入NH3到混合的气体中。
5.根据权利要求1所述的实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，其特征在 于所述的薄膜的厚度在50nm 300nm之间。
全文摘要
本发明涉及太阳能电池生产方法领域，尤其是实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片背光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积薄膜，开始沉积时的气体为SiH4和N2O的混合气体，在沉积过程中逐渐加入NH3，使得薄膜的组分由硅片表面的二氧化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为氮化硅，薄膜的厚度在50nm～300nm之间。本发明沉积速度快，产量高，能一次实现多种薄膜的沉积，沉积出来的薄膜致密度高。工艺中不需要高温过程，所需的热预算少，避免了热氧化的高温影响，这种叠层缓变薄膜能有效地降低由不同薄膜组合带来的界面态，且比起单纯的氮化硅改善了热稳定性，降低了膜应力。
文档编号C23C16/52GK101964378SQ20101015217
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者刘亚锋 申请人:常州天合光能有限公司