PECVD沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池、镀膜工艺及制备工艺的制作方法

本发明属于sion膜层，特别是关于pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池、镀膜工艺及制备工艺。

背景技术：

1、太阳能电池背面钝化以及增强正面光的吸收，是改善其性能，提高光电转换效率的重要手段。通常是引入钝化介质膜，钝化介质膜通过钝化硅表面的悬挂键降低太阳能电池表面的复合速率及改变介质膜的折射率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。常用的钝化介质膜有氧化硅膜、氮化硅膜和氧化铝膜等。

2、目前，工业化生产中普遍使用pecvd沉积的氮化硅膜作为晶体硅太阳能电池的前表面减反膜，由于氮化硅含有大量正电荷，沉积在前表面n型发射极处产生反型层，更有利于n+层表面钝化，但也因其带有正电荷，在用于太阳能电池的背面钝化时，因膜中的固定正电荷形成反型层导致太阳能电池的电流漏电增大，电池效率不理想。

3、此外，sinx在si表面存在较强的张应力，虽然氢元素能扩散至si-sinx界面，有效钝化界面态，但是其界面质量不及si-sio2。氧化铝非晶介质膜与si界面具有高浓度的负电荷，并且对p和n型表面都有较好的钝化效果，背面钝化介质膜一般使用氧化铝膜层。

4、因此，急需开发pecvd沉积的氮氧化硅膜层，进一步增强太阳能电池背面的钝化及对正面光的吸收。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池、镀膜工艺及制备工艺，其能够通过在p型硅背面淀积sion薄膜增强了太阳能电池的背面钝化效果，减小载流子的复合；通过在正面表层淀积sion薄膜，使太阳能电池在300-500nm之间的短波光反射率降低，增强了对短波光的吸收，提高了对应光的吸收，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。

2、为实现上述目的，本发明的实施例提供了pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池、镀膜工艺及制备工艺，pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池，包括有p型硅，所述p型硅沉积有多层膜层，所述多层膜层包括有p型硅背面沉积膜层结构和p型硅正面沉积膜层结构，所述p型硅背面沉积膜层结构在p型硅的背面沉积，所述p型硅正面沉积膜层结构在p型硅的正面沉积。所述p型硅背面沉积膜层结构包括有第一sinx层、第一sion层和alox层，所述p型硅的背面从下而上依次沉积有第一sinx层、第一sion层、alox层。所述p型硅正面沉积膜层结构包括有第二sinx层和第二sion层，所述p型硅的正面从下而上依次沉积有第二sinx层、第二sion层。

3、在本发明的一个或多个实施方式中，所述p型硅背面沉积膜层结构厚度为70-90nm。

4、在本发明的一个或多个实施方式中，所述p型硅正面沉积膜层结构厚度为65-95nm。

5、为实现上述目的，本发明的实施例提供了pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池镀膜工艺，具体包括下述步骤：

6、s1、进舟：将多个p型硅置于石墨舟内，将石墨舟放入管式pecvd设备内进行进舟处理，设置温度为450-520℃；

7、s2、升温：控制升温时间为400-600s，温度为450-520℃；

8、s3、第一次抽真空：控制抽真空时间为90-160s，温度为450-520℃；

9、s4、检漏：控制捡漏时间为10-60s，温度为450-520℃；

10、s5、第二次抽真空：控制抽真空时间为15-65s，温度为450-520℃；

11、s6、预充气：通入sih4、nh3和n2o，并控制预充气时间30-60s，温度为450-520℃，压力为1300-1900mtorr；

12、s7、淀积：开始进行沉积sion膜层，通入nh3、n2o和sih4，设置沉积温度为450-520℃，沉积时间为120-160s，压力为1300-1900mtorr，功率为1400-18000w；

13、其中，对p型硅进行沉积sion膜层时，沉积顺序为先在p型硅的背面沉积sion膜层，再进行p型硅的正面沉积sion膜层；

14、反应方程式为：nh3+n2o+sih4→sion+h2+n2；

15、s8、第三次抽真空：控制抽真空时间为20-50s，温度为450-520℃；

16、s9、吹扫：进行吹扫，控制吹扫时间为10-35s，温度为450-520℃，氮气流量为10000-30000sccm；

17、s10、第四次抽真空：控制抽真空时间为10-30s，温度为450-520℃；

18、s11、回压：控制回压时间为50-200s，温度为450-520℃；

19、s12、出舟：温度设置为470-540℃；

20、s13、自动化进出装卸：将已加工完成的p型硅送至下一道工艺。

21、在本发明的一个或多个实施方式中，所述s6步骤中通入的气体流量比设置为sih4:nh3:n2o＝1:6:4，体积比设置为sih4:nh3:n2o＝1:6:4。

22、在本发明的一个或多个实施方式中，所述s7步骤中进行沉积时，其中通入的nh3流量为6100-6700sccm，n2o流量为4000-4850sccm，sih4流量为900-1200sccm。

23、在本发明的一个或多个实施方式中，所述s7步骤中射频占空比为1:20。

24、在本发明的一个或多个实施方式中，所述s7步骤中脉冲开设置为30-70ms，脉冲关设置为500-1500ms，折射率设置为1-5.8。

25、在本发明的一个或多个实施方式中，所述s7步骤中对p型硅的背面沉积时，设置压力为1700mtorr、射频功率为18000w、温度为450℃。

26、在本发明的一个或多个实施方式中，所述s7步骤中对p型硅的正面沉积时，设置温度为500℃，射偏功率为24000w，压力为1800mtorr。

27、pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池的制备工艺，具体包括下述步骤；

28、s1：提供基体，所述基体为p型硅；

29、s2：制绒；对基体进行制绒清洗，使基体的表面形成金字塔绒面；

30、s3：扩散；将经过s2步骤处理后的基体进入扩散工艺，向基体扩散磷元素，形成pn结和psg；

31、s4：se激光工艺；将经过s3步骤处理后的基体进入se激光工艺，其目的是使电池正面电极区域pn结变深，同时伴随该处psg被破坏的副作用；

32、s5：前氧化；将经过s4步骤处理后的基体进入前氧化工序，其目的是在经s3步骤处理后的基体正面psg破损处填补一层sio2层；

33、s6：去psg；将经过s5步骤处理后的基体进入去psg工序，去除基体背面与侧面的psg；

34、s7：碱抛；将经过s6步骤处理后的基体进入碱抛工序，去除基体背面及侧面的n型半导体，并在完成该工序后去除正面残留的psg；

35、s8：后氧化；将经过s7步骤处理后的基体进入后氧化工序，在基体正面形成一层氧化硅；

36、s9：ald；将经过s8步骤处理后的基体s8后进入ald工序，背面镀alox层，然后再到背镀膜工序，再镀第一sion层，最后镀第一sinx层；

37、s10：正镀膜；将经过s9步骤处理后的基体进入正镀膜工序，在基体正面镀上一层第二sinx层，再在第二sinx层的基础上镀一层第二sion层；

38、s11：开槽；将经过s10步骤处理后的基体进入丝网工序，在该处工序中首先对基体背面激光se开槽；

39、s12：丝网背面印刷银电极；将经过s11步骤处理后的基体经丝网一道工序通过丝网印刷手段在基体背面印刷背面银电极；

40、s13：丝网背面印刷铝栅线电极；将经过s12步骤处理后的基体经丝网二道工序通过丝网印刷手段在基体背面印刷铝栅线电极；

41、s14：丝网正面印刷银主栅线电极；将经过s13步骤处理后的基体经丝网三道工序通过丝网印刷手段在基体正面印刷银主栅线电极；

42、s15：丝网正面印刷银副栅线电极；将经过s14步骤处理后的基体经丝网四道工序通过丝网印刷手段在基体正面印刷银副栅线电极；

43、s16：烧结；对经过s15步骤处理后的基体进行烧结处理；

44、s17：电注入；对经过s16步骤处理后的基体进行电注入处理；

45、s18：包装；对电池进行测试，并根据测试结果对电池进行分类包装。

46、与现有技术相比，根据本发明实施方式的pecvd沉积的氮氧化硅膜层太阳能电池、镀膜工艺及制备工艺，具有以下益处：

47、1)p型硅背面沉积膜层结构中的sion膜具有良好的减反射性能。同时sion也含有大量氢原子，同样可以实现良好的钝化效果；

48、2)本发明在太阳能电池背面增加sion膜层后，sion/sinx叠层膜中，sion薄膜的应力较低，在硅界面上能通过比si-h键稳定的si-o键来保证界面性质的稳定；其次，外层氮化硅中的氢原子进行热处理时向太阳能电池本体内扩散，并被sion层束缚，进一步增强了体钝化效果，从而使少子寿命提高；

49、3)通过在p型硅背面淀积sion薄膜增强了太阳能电池的背面钝化效果，减小载流子的复合；通过在正面表层淀积sion薄膜，使太阳能电池在300-500nm之间的短波光反射率降低，增强了对短波光的吸收，提高了对应光的吸收，从而提高了太阳能电池的光电转换效率。