一种pecvd镀膜方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高效太阳能电池组件相关技术领域，尤其是指一种能够降低太阳能电 池组件封装损失的PECVD镀膜方法。
【背景技术】
[0002] 晶硅太阳能电池技术发展到目前为止，发电成本已经成为制约光伏发电发展的主 要因素。降低生产成本，以高效电池替代低效电池获取更多的能源一直是科学研宄的热门。 近年来高效单晶电池技术研宄已经取得巨大成就，在美国、德国和日本商品化的高效电池 转化效率超过20%。目前研宄成果表明影响高效晶硅太阳能电池的转化效率的原因主要来 自于两个方面：1、光学损失，包括电池前表面反射损失、接触栅线的阴影损失、光波部分波 段非吸收损失，其中反射和阴影损失是可以通过技术手段减少的，而光波段非吸收损失与 半导体的性质有关；2、电学损失，它包括半导体表面和体内光生载流子复合、半导体和金属 栅线的体电阻、金属-半导体接触电阻损失，欧姆电阻在技术上比较容易降低，其中最关键 的是降低光生载流子的复合。综上所述：提高电池的转化效率的关键就是：1.减少光的反 射和阴影损失；2.降低光生载流子的复合。
[0003] 目前对晶硅太阳能电池的表面钝化主要有SiN:H膜和SiOj莫2种钝化技术。常规 晶硅太阳能采用的SiN:H膜钝化在退火过程和组件紫外线照射下Si-H键很容易断裂导致 H逸出使表面钝化效果变差。而在高温下在硅片表面热生长一层SiOj莫，由于二氧化硅与 硅界面处Si-0价键匹配，界面态可以降低很多，但由于热生长二氧化硅是一种高温过程， 通常钝化的温度在900°C以上，而高温易使硅内部产生缺陷，导致硅片体少子寿命的下降。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够降低太阳能电池 组件封装损失的PECVD镀膜方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种PECVD镀膜方法，采用常规晶硅太阳能电池制造技术，对常规PECVD设备增设 N20气路的基础上，在PECVD沉积"Si02+SiNx"减反射膜，具体镀膜方法如下：
[0007] (1)沉积SiOji:在一定的压力和功率下，通入总流量为4200-10800sccm的SiH4、 NHjPN20气体，沉积一定时间；
[0008] ⑵沉积SiNx层：分两次进行沉积，分别形成第一层SiNx和第二层SiNx，分别在 相同的压力和功率下，通入不同流量的SiHjPNH3气体，沉积一定时间。
[0009] 据研宄表明对Si02+SiNx膜和SiNx膜在600-900°C下快速高温退火后测试两种膜 的少子寿命，SiNx膜的最大少子寿命只有16us，而"Si02+SiNx"膜最大少子寿命在27us以 上，"Si02+SiNx"膜热稳定性好，钝化效果稳定，少子寿命高。Si02膜和SiNx膜的折射率分 别为1. 6和2. 1左右，由于两种折射率有着较大差异，通过控制两种膜的厚度与折射率，形 成高低搭配，达到了对光谱中波长300-1200um的反射率低0. 5 % -1 %，对光吸收显著提高。
[0010] 本发明所涉及的"Si02+SiNx"镀膜技术是在对常规PECVD设备增设N20气路的基 础上，采用常规晶硅太阳能电池制造技术，在PECVD沉积"Si02+SiNx"减反射膜，通过控制 两种膜的厚度与折射率，使之提高对光吸收，利用Si02物理稳定性，减少电学损失，降低组 件封装损失。而且本发明不增加生产成本，易于实现。
[0011] 作为优选，在步骤⑴中，SiH4气体流量为200-800sccm，NH3气体流量 为 2000-5000sccm，N20 气体流量为 2000-5000sccm，压力为 1500-2000mtor，功率为 3000-5000W;沉积时间为30-300S。Si02的膜厚度与折射率是根据NH3、SiH4、N20的流量比、 射频功率、射频脉冲开关比以及镀膜时间来确定，利用Si02物理稳定性，减少电学损失，降 低组件封装损失。
[0012] 作为优选，在步骤（2)中，沉积第一层SiNx时，SiH4气体流量为500-1000sccm，NH3 气体流量为4000-8000sccm，气体总流量为4500-9000sccm，压力为1500-2000mtor，功率为 3000-6000W，沉积时间为100-300S。第一层SiNx的膜厚度与折射率是根据NH3、SiH4的流 量比、射频功率、射频脉冲开关比以及镀膜时间来确定，通过与Si02的配合，使之提高对光 吸收，降低组件封装损失。
[0013] 作为优选，在步骤（2)中，沉积第二层SiNx时，SiH4气体流量为400-800sccm，NH3 气体流量为3000-8000sccm，气体总流量为3400-8800sccm，压力为1500-2000mtor，功率为 3000-6000W，沉积时间为500-700S。第二层SiNx的膜厚度与折射率是根据NH3、SiH4的流 量比、射频功率、射频脉冲开关比以及镀膜时间来确定，通过与Si02的配合，使之提高对光 吸收，降低组件封装损失。
[0014] 本发明的有益效果是：在对常规PECVD设备增设队0气路的基础上，沉积 "Si02+SiNx"减反射膜，通过控制两种膜的厚度与折射率，使之提高对光吸收，利用Si(V^ 理稳定性，减少电学损失，降低组件封装损失，不增加生产成本，易于实现。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0016] 实施例1 :
[0017] 125mmX125mm单晶硅片，采用常规工艺制绒、扩散并经过刻蚀去除磷硅玻璃，减 反射膜采用Si02+SiNx镀膜工艺：先沉积5102层：沉积时间50s，SiH4流量30〇SCCm，順3流 量2500sccm，N20流量2500sccm，压力1500mtor，功率3000W;再沉积第一层SiNx:沉积时 间 170s，SiH4流量 700sccm，NH3流量 4300sccm，压力 1700mtor，功率 3000W;再沉积第二层 SiNx:沉积时间 6〇Os，SiH4流量 45〇sccm，NH3流量 45〇Osccm，压力l7〇0mtor，功率 4000W。 镀膜完成后，印刷电极并测试电性能，选择同色同档的电池片封装成组件测试电性能。电池 片组件的封装损失如表1所示。
[0018] 实施例2 :
[0019] 125mmX125mm单晶硅片，采用常规工艺制绒、扩散并经过刻蚀去除磷硅玻璃，减 反射膜采用Si02+SiNx镀膜工艺：先沉积5102层：沉积时间80s，SiH4流量30〇SCCm，順3流 量2500sccm，N20流量2500sccm，压力1500mtor，功率3000W;再沉积第一层SiNx:沉积时 间 170s，SiH4流量 700sccm，NH3流量 4300sccm，压力 1700mtor，功率 3000W;再沉积第二层 SiNx:沉积时间 540s，SiH4 流量 450sccm，NH3流量 4500sccm，压力 1700mtor，功率 4000W。 镀膜完成后，印刷电极并测试电性能，选择同色同档的电池片封装成组件测试电性能。电池 片组件的封装损失如表1所示。
[0020] 实施例3 :
[0021] 125mmX125mm单晶硅片，采用正常工艺制绒、扩散并经过刻蚀去除磷硅玻璃，减反 射膜采用Si02+SiNx镀膜工艺：先沉积Si02层：沉积时间110s，SiH4流量20〇SCCm，順3流 量3500sccm，N20流量2500sccm，压力1500mtor，功率3000W;再沉积第一层SiNx:沉积时 间 170s，SiH4流量 700sccm，NH3流量 4300sccm，压力 1700mtor，功率 3000W;再沉积第二层 SiNx:沉积时间 6〇Os，SiH4流量 45〇sccm，NH3流量 45〇Osccm，压力l7〇0mtor，功率 4000W。 镀膜完成后，印刷电极并测试电性能，选择同色同档的电池片封装成组件测试电性能。电池 片组件的封装损失如表1所示。
[0022]表 1
【主权项】
1. 一种PECVD镀膜方法，其特征是，采用常规晶硅太阳能电池制造技术，对常规PECVD 设备增设N2O气路的基础上，在PECVD沉积"Si02+SiNx"减反射膜，具体镀膜方法如下： (1)沉积SiOJl:在一定的压力和功率下，通入总流量为4200-10800sccm的SiH4、NH3 和N2O气体，沉积一定时间； ⑵沉积SiNx层：分两次进行沉积，分别形成第一层SiNx和第二层SiNx，分别在相同 的压力和功率下，通入不同流量的SiHjPNH3气体，沉积一定时间。
2. 根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜方法，其特征是，在步骤（1)中，SiH4气体流 量为 200-800sccm，NH3气体流量为 2000-5000sccm，N20 气体流量为 2000-5000sccm，压力为 1500-2000mtor，功率为 3000-5000W;沉积时间为 30-300s。
3. 根据权利要求1所述的一种PECVD镀膜方法，其特征是，在步骤⑵中，沉积第一 层SiNx时，SiH4气体流量为500-1000sccm，NH3气体流量为4000-8000sccm，气体总流量为 4500-9000sccm，压力为 1500-2000mtor，功率为 3000-6000W，沉积时间为 100-300s。
4. 根据权利要求1或3所述的一种PECVD镀膜方法，其特征是，在步骤⑵中，沉积第 二层SiNx时，SiH4气体流量为400-800sccm，NH3气体流量为3000-8000sccm，气体总流量 为 3400-8800sccm，压力为 1500-2000mtor，功率为 3000-6000W，沉积时间为 500-700s。
【专利摘要】本发明公开了一种能够降低太阳能电池组件封装损失的PECVD镀膜方法。它采用常规晶硅太阳能电池制造技术，对常规PECVD设备增设N2O气路的基础上，在PECVD沉积“SiO2+SiNx”减反射膜，具体镀膜方法如下：(1)沉积SiO2层：在一定的压力和功率下，通入总流量为4200-10800sccm的SiH4、NH3和N2O气体，沉积一定时间；(2)沉积SiNx层：分两次进行沉积，分别形成第一层SiNx和第二层SiNx，分别在相同的压力和功率下，通入不同流量的SiH4和NH3气体，沉积一定时间。本发明的有益效果是：在对常规PECVD设备增设N2O气路的基础上，沉积“SiO2+SiNx”减反射膜，通过控制两种膜的厚度与折射率，使之提高对光吸收，利用SiO2物理稳定性，减少电学损失，降低组件封装损失，不增加生产成本，易于实现。
【IPC分类】C23C16-34, C23C16-52, H01L31-18
【公开号】CN104762610
【申请号】CN201510023807
【发明人】董方, 李虎明, 孙涌涛, 张向斌, 胡玉婷
【申请人】横店集团东磁股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月16日