[发明专利]一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜及其制备方法，具体说是一种能提高太阳能电池光电转换效率的多层氮化硅减反射膜及其制备方法。

背景技术

常规的太阳能电池制备的传统工艺是：制绒清洗、扩散、刻蚀、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、烧结。其中镀减反射膜工艺是在电池表面镀一层或多层光学性质匹配的减反射膜，减反射膜的制作直接影响着太阳能电池对入射光的反射率，对太阳能电池的效率的提高起着非常重要的作用。对于减反射膜还需有一定的钝化效果，以提高太阳能电池的光电转换效率。

目前大规模生产中对晶体硅太阳能电池表面采用PECVD方法镀一层氮化硅减反射膜，具有较低的减反射效果和较差的钝化效果。采用相对简单的工艺，制备出减反射效果好，钝化效果好的减反射膜成为太阳能电池研究的热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有的技术存在的缺陷，提供一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜及其制备方法，它可有效改善单层膜与双层膜反射率高、钝化效果差的特点，能够改善PECVD镀膜效果，提高产品品质，降低反射率，增强钝化效果提高太阳能电池效率。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：所述晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜，其结构特点是，包括淀积在硅基衬底上的至少三层氮化硅薄膜，所述各层氮化硅薄膜的折射率从下至上呈依次减小，且各层氮化硅薄膜的厚度从下至上呈依次增大。

本发明将直接沉积在硅基衬底上的第一层氮化硅薄膜定义为最下层，远离硅基衬底的氮化硅薄膜为相对上层。

进一步地，根据实际需要，所述氮化硅薄膜优选共三层，包括淀积在硅基衬底表面的折射率为2.15～2.35的致密层氮化硅薄膜，淀积在致密层氮化硅薄膜上的折射率为2.0～2.2的中间层氮化硅薄膜，淀积在中间层氮化硅薄膜上的折射率为1.85～2.05的疏松层氮化硅薄膜；所述致密层氮化硅薄膜厚度为5nm～10nm，所述中间层氮化硅薄膜厚度为20nm～30nm，所述疏松层氮化硅薄膜厚度为40nm～60nm。

上述硅基衬底选自单晶衬底、多晶衬底、准单晶衬底中的一种。

进一步地，本发明提供了一种如上所述的晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜的制备方法，包括如下步骤：

1)、清洗硅基衬底，保证其表面干净无水渍；

2)、将清洗后的硅基衬底插入石墨舟后，放入PECVD设备真空室内，抽真空，并升温至350℃～500℃；

3)、当PECVD设备真空室真空达到5Pa～20Pa，保持350℃～500℃温度100s～300s后，在PECVD设备真空室通入3000～6000ml/min的NH₃，使真空室的压力保持在160Pa～240Pa，保持恒压50s～300s后，保持NH₃的流量为3000ml/min～6000ml/min，将高频电源功率设置为1500W～5000W，开启高频电源；

4)在PECVD设备真空室内通入流量500ml/min～900ml/min的SiH₄气体和1500ml/min～3500ml/min的NH₃气体，设置高频电源功率为1500W～5000W并开启，硅基衬底在PECVD设备真空室内放电20s～70s后停止高频放电，切断NH₃气体通入，将PECVD设备真空室内残余气体抽干净，再充入氮气后抽空，得到一层氮化硅薄膜；

5)重复步骤4)，但通入的SiH₄气体流量较步骤4)小，通入NH₃气体流量较步骤4)大，高频放电时间较步骤4)长，得到第二层氮化硅薄膜；

6)重复步骤5)，但通入的SiH₄气体流量较步骤5)小，通入NH₃气体流量较步骤5)大，高频放电时间较步骤5)长，得到第三层氮化硅薄膜；

7)、按照后一步骤相对于前一步骤通入的SiH₄气体流量变小、通入NH₃气体流量变大、高频放电时间增长的规律，得到相应层的氮化硅薄膜。

更进一步地，当氮化硅薄膜为三层时，在沉积准备工作结束后，三层氮化硅薄膜的制备包括如下步骤：