[发明专利]一种多层氮化硅膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种晶体硅太阳能电池制造工艺，具体地说涉及一种多层氮化硅减反膜的制备方法。

背景技术

等离子增强气相沉积(PECVD)制备氢化非晶氮化硅(SiNx:H)已经成为工业太阳电池的标准工艺中一道工序。主要存在三方面的优势：作为减反射薄膜；钝化太阳电池表面从而降低表面复合速度；薄膜中丰富的氢可以钝化体内的缺陷态。

影响三个优势体现的关键因素之一就是氮化硅中的硅含量。增加硅的含量，折射率n和消光系数k均相应增高。消光系数k增高，氮化硅的光吸收就会增强，所以高折射率n、高消光系数k的薄膜不适合作为减反膜。空气中，单层减反膜的最佳折射率为1.96。而相应地增加硅的含量，表面钝化作用呈现增强趋势，当氮化硅折射率增加到2.3时，表面复合速度降到20cm/s以下。而最佳的体钝化则出现在折射率n位于2.1至2.2之间。

为了整合氮化硅薄膜三方面的优势，达到优势最大化的目的，本发明提出了一种新方法，即多层氮化硅减反射膜。设想是先淀积一层高折射率的氮化硅可以更好地钝化电池的表面，然后依次生长折射率较低的氮化硅膜，最后一层低折射率氮化硅膜用于降低表面反射率。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层氮化硅减反膜的制作方法，提高太阳能电池的光电转化效率。

本发明采用的技术方案是，提供一种双层氮化硅减反膜的制作方法，按如下步骤依次执行：

A将经过制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅用管式PECVD沉积，得到高折射率氮化硅膜，PECVD设置参数为：氨气流量为3000-4000sccm，硅烷流量为800-1000sccm，压力为200Pa，射频功率为3500-4000w，沉积时间为150-200s。

B得到高折射率氮化硅减反膜后，关闭硅烷流量1-2分钟，同时保持氨气流量和射频功率不变。

C继续在高折射率减反膜的基础上，再次沉积折射率略低的氮化硅减反膜。PECVD设置参数为：氨气流量为3500-4500sccm，硅烷流量为500-800sccm，压力为200Pa，射频功率为3500-4000w，沉积时间为350-400s。

D重复步骤B。

E在第二层氮化硅减反膜的基础上沉积低折射率氮化硅减反膜，PECVD设置参数为：氨气流量为3800-4500sccm，硅烷流量为400-600sccm，压力为200Pa，射频功率为3500-4000w，沉积时间为250-300s。

本发明的有益效果是：在晶体硅太阳能电池上面沉积多层氮化硅减反膜，能够提高太阳能电池表面的钝化效果，并且降低电池的反射率，对电池的短流、开压都有好处，从而提升太阳能电池的效率。

具体实施方式

本发明多层氮化硅减反膜的制作方法，按如下步骤依次执行：

A将经过制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅用管式PECVD沉积，得到高折射率氮化硅膜，PECVD设置参数为：氨气流量为3000-4000sccm，硅烷流量为800-1000sccm，压力为200Pa，射频功率为3500-4000w，沉积时间为150-200s。折射率在2.1-2.2时，硅体钝化效果最好。

B得到高折射率氮化硅减反膜后，关闭硅烷流量1-2分钟，同时保持氨气流量和射频功率不变，使氨气分解成氢离子进入晶体硅硅体中和一些悬挂键和杂质，从而有利于硅体表面的钝化效果。

C继续在高折射率减反膜的基础上，再次沉积折射率略低的氮化硅减反膜。PECVD设置参数为：氨气流量为3500-4500sccm，硅烷流量为500-800sccm，压力为200Pa，射频功率为3500-4000w，沉积时间为350-400s。

D重复步骤B。

E在第二层氮化硅减反膜的基础上沉积低折射率氮化硅减反膜，PECVD设置参数为：氨气流量为3800-4500sccm，硅烷流量为400-600sccm，压力为200Pa，射频功率为3500-4000w，沉积时间为250-300s。此为最表面一层氮化硅减反膜，折射率在1.96时，减反射效果最佳。

实例1

A将经过制绒、扩散、刻蚀后的晶体硅用管式PECVD沉积，得到高折射率氮化硅膜，PECVD设置参数为：氨气流量为3000sccm，硅烷流量为1000sccm，压力为200Pa，射频功率为4000w，沉积时间为190s。

B得到高折射率氮化硅减反膜后，关闭硅烷流量1.5分钟，同时保持氨气流量和射频功率不变。