[发明专利]一种太阳能电池减反射膜的制备方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种太阳能电池减反射膜的制备方法，属于光伏技术领域。

背景技术

近年来,高效率低成本的太阳能电池是光伏产业的研究热点之一。目前,人们从各个应用领域对太阳能电池进行研究，其中研究的最重要目标是降低成本，提高效率，为提高电池转换效率，必须增加太阳光的吸收，减少光的反射。近年来,用PECVD技术制备氮化硅薄膜并应用于太阳电池的课题越来越引起人们的关注。作为一种重要的功能材料, 氮化硅薄膜由于它的优良的光学性能,可以作为一种很好的减反射材料,以减少入射太阳光的损失,提高电池的效率，故氮化硅膜作为晶体硅太阳能电池减反射钝化膜是目前太阳能电池制备的主流，然而由于用PECVD来制备的氮化硅膜，是以SixNyHz方式来表达的，其中的x,y,z的数值直接影响了膜的光学性能和对晶体硅太阳电池表面和体内的钝化作用，因为其数值对于膜的折射率、消光系数、致密性都有直接的影响。

太阳能电池减反膜的减反射原理是在硅片表面沉积折射率介于硅材料与空气折射率之间一定厚度的薄膜，使入射到膜表面的光与被折射进去再经底层硅片的二次反射的光达到光学干涉相消的条件从而达到减反射的目的，所以最重要的是使膜的厚度和折射率满足减反射的光学匹配条件。太阳光作为一系列不同波长的混合光，采用渐变折射率膜是减少太阳能电池表面反射的一种较为理想的方法，而管式PECVD氮化硅膜的折射率可变范围通常为2.0-2.4，当需要更宽广的折射率范围来匹配光学相消条件进一步降低太阳光的反射时，纯氮化硅膜存在较大不足。

发明内容

发明的目的是提供一种太阳能电池减反射膜的制备方法，引入目前主流氮化硅减反膜不需要用到的另一种特殊气体N0x，旨在有效弥补氮化硅膜折射率范围的不足，拓宽太阳光减反膜的折射率可变范围，降低太阳能电池对太阳光的反射，增加光的利用率，提升电池的电流，从而提升电池的光电转换效率。

本发明通过以下技术方案来解决的：

首先，在硅片表面沉积一层折射率为2.3-2.5的氮化硅膜；其次，调整SixNyHz中x,y数值的不同配比，在高氮化硅膜上沉积一层折射率为2.00-2.08的氮化硅膜；而后，引入另一种气体N0x，形成氮化硅与氧化硅混合膜，使该层膜折射率降低到1.75-1.85；终在硅片表面形成一层折射率从2.3-2.5逐步过渡到1.75-1.85，介质从氮化硅到氧化硅过渡的太阳能电池减反射膜。

本发明的优选技术方案如下：

首先，采用PECVD镀膜设备，通入的NH₃与SiH₄流量比为3-4:1，在等离子体气氛中沉积150-170秒，在硅片表面形成一层折射率2.3-2.5，膜厚17-20nm的氮化硅膜；之后，通入的NH₃与SiH₄流量比为10.44-10.48:1，在等离子体气氛中沉积380-410秒，在第一层氮化硅膜上继续沉积出第二层折射率为2.00-2.08，膜厚40-45nm的氮化硅膜；再后，引入另一种气体N0x，替代NH₃，通入的N0x与SiH₄流量比为20-30:1，在等离子体气氛中沉积120-150秒时间，在第二层氮化硅表面沉积出一层折射率1.75-1.85，膜厚20-25nm的氮化硅与氧化硅混合减反射膜，即最终在硅片表面形成一层总膜厚为77-90nm，折射率从2.3-2.5逐步过渡到1.75-1.85，综合折射率1.99-2.04，介质从氮化硅到氧化硅过渡的太阳能电池减反射膜。

本发明的特点和进步主要体现在：

（1） 引入目前主流氮化硅减反膜不需要用到的另一种特殊气体N0x；

（2） 形成另一种膜介质，打破目前氮化硅减反射膜折射率下限范围，使折射率范围下限拓宽到1.8左右；

(3)本制备方法所需设备仍为目前主流管式镀膜设备，只需增加一路特气管路引入特气N0x，无需投入大量设备成本。

实施例1：