一种新型PECVD镀膜工艺的制作方法

文档序号:20700616发布日期:2020-05-12 15:38阅读:961来源:国知局
本发明属于晶硅太阳能电池片
技术领域
,具体涉及一种新型pecvd镀膜工艺。
背景技术
:随着晶硅太阳能电池技术不断发展,降本提效是光伏从业者孜孜不倦的追求,也是行业永恒的主题。影响制约太阳能电池片转化效率提高的主要有光学损失和电学损失两方面。通过减少光学与电学的损失来,可以提高太阳能电池片的转化效率,提高电池的转换效率。减少光的反射,降低光生载流子的复合是其中一种方法手段。因此减反射薄膜,降低太阳能电池表面对光的反射损失,提高电池钝化效果,一直以来都是研究的重点。当前,电池普遍采用管式pecvd沉积氮化硅叠层减反射膜工艺。研究和改进减反射膜的工艺,制备具有更低反射率和更优化钝化效果的pecvd工艺技术层出不穷。从最早的单层减反射膜技术,到目前的双层,多层氮化硅减反射膜,以及不同介质材料沉积多层膜等一系列技术突破与应用。但其反射率仍然较高,钝化效果也没有达到最佳。技术实现要素:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种新型pecvd镀膜工艺,包括以下步骤:步骤一、对硅片进行常规的清洗、扩散制pn结以及刻蚀去除边缘、背面pn结工艺处理;步骤二、使用pecvd镀膜设备对硅片正面进行nh3预沉积;步骤三、沉积sioxny纳米薄膜;步骤四、沉积第一层sinx纳米薄膜;步骤五、沉积第二层sinx纳米薄膜。作为上述技术方案的优选,所述步骤二中pecvd镀膜设备的技术参数为:射频功率4500-5500w,沉积温度440-460℃,工艺压力1400-1600mtor,沉积时间15s,占空比4/40,氨气流量5.5-6slm。作为上述技术方案的优选,所述步骤三的具体工艺为:通入硅烷、笑气混合气体,射频功率为7000-7500w,沉积温度为440-460℃,工艺压力为900-1100mtor,沉积时间为50s,硅烷流量为130-150sccm,笑气流量为4.2-4.5slm,控制sioxny厚度在4.5-5.5nm之间。作为上述技术方案的优选,所述sioxny厚度控制为5nm。作为上述技术方案的优选,所述步骤四中的具体工艺为:通入氨气、硅烷混合气体,射频功率为7500-8000w,沉积温度为440-460℃,工艺压力为1500-1700mtor,沉积时间为170s,氨气流量为4.0-4.2slm,硅烷流量为800-825sccm,第一层sinx折射率控制在2.25-2.3之间,膜厚控制在15±5nm。作为上述技术方案的优选,所述步骤五的具体工艺为:通入氨气、硅烷混合气体,频功率为7000-7500w,沉积温度为440-460℃,工艺压力为1500-1700mtor,沉积时间为315s,氨气流量为4.8-5.2slm,硅烷流量为490-510sccm,第二层sinx折射率控制在2.0-2.02之间,膜厚控制在60±5nm。作为上述技术方案的优选,所述氮氧化硅膜、第一层氮化硅膜和第二层氮化硅膜的总厚度为80±5nm,平均折射率为2.04-2.14。本发明的有益效果是:本发明所述的一种新型pecvd镀膜工艺,无需增加任何设备,采用相对简单的工艺,兼顾了多层减反射膜的优势,同时增加减反射膜表面钝化效果,提高了太阳能电池片的转化效率。具体实施方式下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。实施例1:将刻蚀后156.75mm*156.75mm规格的硅片,通过石墨舟放入pecvd炉管中,按步骤依次进行:步骤二、nh3预沉积;步骤三、沉积sioxny纳米薄膜;步骤四、沉积第一层sinx纳米薄膜;步骤五、沉积第二层sinx纳米薄膜。其中步骤二的工艺参数为:氨气流量6slm,射频功率4500w,工艺压力设定为1500mtor,沉积时间15s,占空比4/40,沉积温度440-460℃;步骤三的工艺参数为:硅烷流量为130sccm,笑气流量比例为4.2slm,射频功率7000w,工艺压力1000mtor,沉积时间50s,沉积温度440-460℃,膜厚5nm;步骤四的工艺参数为:氨气流量4.0slm,硅烷流量825sccm,射频功率8000w,工艺压力设定为1500mtor,沉积时间设定为170s,沉积温度440-460℃,膜厚15nm,折射率2.23;步骤五的工艺参数为:氨气流量4.8slm,硅烷流量500sccm,射频功率7500w,工艺压力1500mtor,沉积时间设定为315s,沉积温度440-460℃,膜厚60nm,折射率2.02。所述氮氧化硅膜、第一层氮化硅膜和第二层氮化硅膜的总厚度为81.2nm,平均折射率为2.075。实施例2:将刻蚀后156.75mm*156.75mm规格的硅片,通过石墨舟放入pecvd炉管中,按步骤依次进行:步骤二、nh3预沉积;步骤三、沉积sioxny纳米薄膜;步骤四、沉积第一层sinx纳米薄膜;步骤五、沉积第二层sinx纳米薄膜。其中步骤二的工艺参数为:氨气流量6slm,射频功率4500w,工艺压力设定为1500mtor,沉积时间15s,占空比4/40,沉积温度440-460℃;步骤三的工艺参数为:硅烷流量为240sccm,笑气流量比例为4.5slm,射频功率7000w,工艺压力1000mtor,沉积时间50s,,沉积温度440-460℃,膜厚5nm;步骤四的工艺参数为:氨气流量4.0slm,硅烷流量825sccm,射频功率8000w,工艺压力设定为1500mtor,沉积时间设定为170s,沉积温度440-460℃,膜厚15nm,折射率2.23;步骤五的工艺参数为:氨气流量4.8slm,硅烷流量500sccm,射频功率7500w,工艺压力1500mtor,沉积时间设定为315s,沉积温度440-460℃,膜厚60nm,折射率2.02。所述氮氧化硅膜、第一层氮化硅膜和第二层氮化硅膜的总厚度为82.04nm,平均折射率为2.083。对比例:常规镀膜工艺:将刻蚀后156.75mm*156.75mm规格的硅片,通过石墨舟放入pecvd炉管中,按步骤依次进行:(1)、nh3预沉积;(2)、沉积第一层sinx纳米薄膜;(3)沉积第二层sinx纳米薄膜。其中步骤(1)的工艺参数为:氨气流量6slm,射频功率4500w,工艺压力设定为1500mtor,沉积时间15s,占空比4/40,沉积温度440-460℃;步骤(2)的工艺参数为:氨气流量4.0slm,硅烷流量825sccm,射频功率8000w,工艺压力设定为1500mtor,沉积时间设定为200s,沉积温度440-460℃,膜厚20nm,折射率2.23;步骤(3)的工艺参数为:氨气流量4.8slm,硅烷流量500sccm,射频功率7500w,,工艺压力1500mtor,沉积时间设定为315s,沉积温度440-460℃,膜厚60nm,折射率2.02。所述氮氧化硅膜、第一层氮化硅膜和第二层氮化硅膜的总厚度为81.52nm,平均折射率为2.078。typeuoc(v)isc(a)rs(ohm)rsh(ohm)ff(%)eta(%)irev2(%)实施例10.64069.05290.001354980.7419.055%0.11实施例20.64199.05680.001357180.7219.092%0.10对比例0.63949.04560.001357780.6918.984%0.11表1对比例与发明实施例的镀膜工艺的效率对比从上表结果可以看出,在本发明工艺范围内的实施例1-2得到的电性能参数明显优于对比例(常规镀膜工艺),尤其是以实施例2的效果最佳,可见采用本发明特定的工艺、折射率和特有的减反射膜层结构,制得的太阳能电池电性能参数较优,提高了太阳能电池的光电转化效率。值得一提的是,本发明专利申请涉及的石墨舟、pecvd炉等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例,应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化,因此,凡本
技术领域
中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。当前第1页12
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