专利名称：晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺的制作方法
晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺方法
技术领域：
本发明属于晶体硅太阳能电池领域，涉及一种晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺。背景技术：
抛光硅表面的反射率约为35%，为了减少表面反射，提高电池的转换效率，需要沉积一层氮化硅减反射膜。现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜，PECVD即等离子增强型化学气相沉积，它的技术原理是利用低温等离子体作能量源，硅片置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使硅片升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体SiH4和 NH3，气体经系列化学反应和等离子体反应后，在硅片表面形成固态薄膜，即氮化硅薄膜。一般情况下，使用这种PECVD的方法沉积的薄膜厚度在SOnm左右，这种厚度的薄膜具有光学功能性。利用薄膜干涉原理，可以使光的反射大为减少，电池的短路电流和输出就有很大增加，效率也有相当的提高。其主要的工艺流程为
1、化学清洗及表面织构(制绒)通过化学反应使原始硅片表面形成陷光结构以增强光的吸收。2、扩散这是太阳能电池制造过程的核心步骤之一，PN结是晶体硅太阳能电池片的心脏。扩散的浓度，深度以及均勻性直接影响电池的电性能。3、周边刻蚀该步骤主要去掉扩散时在硅片边缘形成的PN结两端短路的导电层。4、沉积减反射膜目前光伏行业减反射膜的制备基本上都是采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)(管式或者平板式)的方式在硅片表面沉积氮化硅薄膜。温度控制在 360-420°C，腔体压强在120-180Pa。常规工艺分两步完成，
第一步腔体通入氨气电离完成表面氢钝化，时间在120秒左右； 第二步制作氮化硅膜。硅烷氨气比例在1 -J到1 :10之间，形成80纳米的减反射薄膜。工艺时间在900-1200秒。5、丝网印刷电极这是一种被广泛采用的，成本低廉，可以用于大规模工业生产的方法，原理和在纸张上印刷文字相同，由于目前硅片原料越来越薄(200 μ m左右)，手工操作已不再适用，出现了各式各样的自动印刷设备，目标也很清楚在提高印刷质量的同时将碎片控制在可接受的范围。6、烧结这是使印刷的电极与硅片之间形成合金的过程，具体参数取决于扩散时 PN结的形成情况和PECVD沉积的氮化硅膜的情况。现有技术存在如下问题减反射膜反射率偏高，膜厚均勻性较差，造成与后道烧结工艺匹配性差，致使电池片光电转换效率相对偏低。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺，按照该工艺获得的产品具有减反射膜反射率低、光电转换效率高的优点。为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案这种晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺，包括化学清洗及表面织构、扩散、周边刻蚀、沉积减反射膜、丝网印刷电极和烧结几个步骤，其特征是所述沉积减反射膜步骤具有三步工序，1、表面氢钝化，工艺时间为180秒；2、制作附氮膜同时通入氨气硅烷，硅烷氨气比控制在1 :8到1 :12之间，形成 22- 纳米附氮的氮化硅薄膜，工艺时间为300-500秒；3、制作附硅膜同时通入氨气硅烷， 硅烷氨气比控制在1 :4到1 :7之间，形成52-58纳米附硅的氮化硅膜，工艺时间为400-700 秒；PECVD采用管式，射频发生器采用脉冲方式，频率为40KHz，温度为400-460°C，压强为 160Pa-200Pa。具体实施时，所述制作附氮膜时硅烷氨气比为1 :10，形成25- 纳米附氮的氮化硅薄膜，工艺时间为400秒；所述通入氨气硅烷时硅烷氨气比为1 :5，形成55-58纳米附硅的氮化硅膜，工艺时间为500秒。有益效果本发明工艺与常规工艺比较，常规工艺在腔体通入氨气电离完成表面氢钝化以后，一次性通入硅烷氨气形成80纳米的减反射薄膜。而本发明工艺是在腔体通入氨气电离完成表面氢钝化以后，将常规的制备氮化硅膜的过程分成二步，先是形成22-28 纳米附氮的氮化硅薄膜，再二次形成52-58纳米附硅的氮化硅膜，总氮化硅膜厚达到常规工艺的80纳米。这种改变具有如下优点即同波段的光照射到两类工艺的产品表面后，大部分会折射透过表面氮化硅层而被硅片吸收，只有小部分光被表面氮化硅膜反射出去，同时还有小部分的光将被硅片反射，两处反射存在光程差，而制备氮化硅膜层的主要目的是减少照射光的反射，使此两处的反射光的光程差为半波差，因此，本发明工艺能够比较稳定的控制两处的反射光的光程差接近半波差，实际测定的产品反射率较常规工艺下降1%，从而间接提高了 0. 2%的光电转换效率。以下为一对比试验通过测量膜厚和折射率，做成电池测量转换效率Eff，从而评定膜的特性。选择同一厂家同一晶体编号的硅片，在其他工艺条件保持相对一致的情况下， 新工艺在均勻性和致密性，以及最后成品的电性能有大幅提升。以下是试验数据，选取炉中不同位置的3片硅片测量氮化硅膜的折射率和膜厚。 表格一新工艺
权利要求
1.一种晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺，包括化学清洗及表面织构、扩散、周边刻蚀、沉积减反射膜、丝网印刷电极和烧结几个步骤，其特征是所述沉积减反射膜步骤具有三步工序，1、表面氢钝化，工艺时间为180秒；2、制作附氮膜同时通入氨气硅烷，硅烷氨气比控制在1 :8到1 12之间，形成22- 纳米附氮的氮化硅薄膜，工艺时间为300-500秒； 3、制作附硅膜同时通入氨气硅烷，硅烷氨气比控制在1 :4到1 :7之间，形成52-58纳米附硅的氮化硅膜，工艺时间为400-700秒；PECVD采用管式，射频发生器采用脉冲方式，频率为 40KHz，温度为 400-460°C，压强为 160Pa_200Pa。
2.如权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺，其特征是所述制作附氮膜时硅烷氨气比为1 :10，形成25- 纳米附氮的氮化硅薄膜，工艺时间为400秒； 所述通入氨气硅烷时硅烷氨气比为1 :5，形成55-58纳米附硅的氮化硅膜，工艺时间为500 秒。
全文摘要
一种晶体硅太阳能电池片减反射膜制备工艺，包括化学清洗及表面织构、扩散、周边刻蚀、沉积减反射膜、丝网印刷电极和烧结步骤，其中沉积步骤具有三步工序，1、表面氢钝化，时间为180秒；2、制作附氮膜通入氨气硅烷，形成22-28纳米附氮的氮化硅薄膜，时间为300-500秒；3、制作附硅膜通入氨气硅烷，形成52-58纳米附硅的氮化硅膜，时间为400-700秒；PECVD采用管式，射频发生器采用脉冲方式，频率为40KHz，温度为400-460℃，压强为160Pa-200Pa。按照该工艺获得的产品具有减反射膜反射率低、膜厚均匀性好和光电转换效率高的优点。
文档编号H01L31/18GK102306680SQ20111024159
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者余俊浒, 方为仁, 段慰, 田杰成, 蒋冬 申请人:浙江嘉毅能源科技有限公司