专利名称：适用于rie绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及晶体硅太阳能电池工艺技术领域，尤其是一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法。
背景技术：
当前晶体硅太阳能电池生产中，一般采用PECVD方法生长单层SiNx薄膜作为正面钝化层及减反膜，具有降低表面反射以及表面钝化、体钝化作用。但SiNjX积在硅片表面后，界面缺陷密度较高，相对于S^2表面钝化效果较差。同时，利用RIE方法制备的绒面其表面损伤严重，表面复合速率大，因此单层SiNx薄膜作为正面钝化层应用于RIE绒面效果不理想。此外，高效晶体硅太阳能电池研发一般采用SiO2ZSiNx双层薄膜作为正面钝化层， 其中Si02、SiNx分别采用干氧氧化、PECVD的方法生长。SiA薄膜能够有效降低Si-SiA的界面缺陷态密度，应用于RIE绒面具有良好的表面钝化效果；SiNx薄膜中含有大量的以N-H 键和Si-H键存在的氢，烧结过程中氢从N-H键、Si-H键中释放出来，然后扩散进入电池内， 起到体钝化的作用。然而热氧化SiO2薄膜的折射率为1.46，而PECVD沉积SiNjJ^膜的折射率较高，约为2. 05士0. 05，也就是说Si02/SiNx双层薄膜结构作为正面减反膜不利于太阳能电池的光吸收。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中之不足，提供一种能够有效提高 RIE制绒晶体硅太阳能电池的开路电压及短路电流，达到提升转换效率的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，包括底层S^2薄膜，所述的底层S^2薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiA薄膜。本发明所述的中间层SiNx薄膜和表层SiA薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SW2薄膜的厚度为5-20nm。本发明所述的底层S^2薄膜折射率为1. 46，中间层SiNx薄膜的折射率为 2. 0-2. 3，表层SW2薄膜的折射率为1. 5-1. 8。一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，具有如下步骤(1)、 晶体硅太阳能电池扩散及去PSG工艺后，用干氧氧化方法在硅片绒面生长一层SiO2薄膜， 氧气流量为0. 5-8slm，氧化温度为650-900°C，氧化时间为5-50min ； (2)、采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜，硅烷和氨气流量比为1 3，沉积温度为350-450°C，射频功率为3000W，反应压强为3X ； (3)、采用PECVD的方法沉积一层SW2薄膜，硅烷和一氧化二氮流量比为1 2. 5，沉积温度为300-400°C，射频功率为1000W。本发明所述的中间层SiNx薄膜和表层SW2薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SW2薄膜的厚度为5-20nm。本发明所述的底层SiA薄膜折射率为ι. 46，中间层SiNx薄膜的折射率为 2. 0-2. 3，表层SW2薄膜的折射率为1. 5-1. 8。本发明的有益效果是本发明结构简单，方法操作方便，具有以下优点(1)、热氧化的SiA薄膜能够有效饱和表面悬挂键，降低其与硅片的界面态密度；( 、SiNx薄膜内具有很高的正电荷密度，在硅片表面形成内建电场，降低表面的电子或空穴浓度，从而降低载流子复合速率；(3)、表层低折射率的S^2薄膜能够进一步降低表面反射率，增加电池的光吸收。综合作用下，能够有效钝化RIE制绒晶体硅电池，使电池的开路电压提升3_5mV， 转换效率提升0.2^-0.4 ^
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的剖面图。图中1.表层SW2薄膜，2.中间层SiNx薄膜，3.底层SW2薄膜。
具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图1所示的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，包括底层SW2薄膜，所述的底层SiA薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiA薄膜。适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法，在RIE制绒晶体硅太阳能电池经正常的扩散及去PSG工艺后，首先用干氧氧化的方法在洁净的硅片绒面生长一层厚度为5-20nm的SiO2层，折射率约为1. 46，氧气流量为0. 5-8slm，氧化温度为650-900°C， 氧化时间为5-50min ；接着采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜，折射率范围为 2.0-2. 3，其中硅烷、氨气流量比为1 3，沉积温度为350-450°C，射频功率为3000W，反应压强为3X ；最后同样采用PECVD的方法沉积一层SW2薄膜，折射率范围为1. 5-1. 8，其中硅烷、一氧化二氮流量比为1 2. 5，沉积温度为300-400°C，射频功率为1000W。PECVD 方法沉积的SiNx、SiO2薄膜的总厚度约为100-150nm，其中SiNx薄膜厚度为50_90歷。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，其特征在于包括底层SiO2薄膜，所述的底层SiA薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiA薄膜。
2.根据权利要求1所述的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，其特征在于所述的中间层SiNx薄膜和表层SiO2薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx薄膜厚度为 50-90nm，所述的底层SW2薄膜的厚度为5_20nm。
3.根据权利要求1所述的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，其特征在于所述的底层S^2薄膜折射率为1. 46，中间层SiNx薄膜的折射率为2. 0-2. 3，表层S^2薄膜的折射率为1.5-1.8。
4.一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，其特征在于具有如下步骤(1)、晶体硅太阳能电池扩散及去PSG工艺后，用干氧氧化方法在硅片绒面生长一层SiO2薄膜，氧气流量为0. 5-8slm,氧化温度为650-900 °C，氧化时间为5-50min ； (2)、 采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜，硅烷和氨气流量比为1 3，沉积温度为 350-450°C，射频功率为3000W，反应压强为3 X KT2I3a ； (3)、采用PECVD的方法沉积一层SW2 薄膜，硅烷和一氧化二氮流量比为1 2.5，沉积温度为300-4001，射频功率为10001
5.根据权利要求4所述的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，其特征在于所述的中间层SiNx薄膜和表层SiA薄膜的总厚度为100-150nm，其中中间层SiNx 薄膜厚度为50-90nm，所述的底层SW2薄膜的厚度为5-20nm。
6.根据权利要求4所述的适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，其特征在于所述的底层S^2薄膜折射率为1. 46，中间层SiNx薄膜的折射率为2. 0-2. 3，表层 SiO2薄膜的折射率为1.5-1.8。
全文摘要
本发明涉及晶体硅太阳能电池工艺技术领域，尤其是一种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜及其制备方法。这种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜，包括底层SiO2薄膜，在底层SiO2薄膜表面覆盖有中间层SiNx薄膜，中间层SiNx薄膜表面覆盖有表层SiO2薄膜。这种适用于RIE绒面的三明治结构正面介质膜的制备方法，包括(1)、在硅片绒面用干氧氧化方法生长一层SiO2薄膜；(2)、采用PECVD的方法沉积一层富硅的SiNx薄膜；(3)、采用PECVD的方法沉积一层SiO2薄膜。本发明能够有效钝化RIE制绒晶体硅电池，使电池的开路电压提升3-5mV，转换效率提升0.2％-0.4％。
文档编号H01L31/0216GK102339871SQ20111021766
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月30日 优先权日2011年7月30日
发明者蔡文浩 申请人:常州天合光能有限公司