[发明专利]一种具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种太阳能电池，尤其涉及到一种能提高光电转换效率的具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

为了提高晶体硅太阳能电池的光电转化效率，应该减少电池表面光的反射损失，增加光的透射，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，对太阳能电池效率的提高起着非常重要的作用，目前大规模产业化采用等离子体气相化学沉积PECVD设备直接在扩散后的硅片表面进行氮化硅沉积，如申请公告号为CN102306680A、名称为晶体硅太阳能减反射膜制备工艺的中国发明专利，就公开了一种晶体硅太阳能电池片减反射膜的制备工艺，其采用多次沉氮化硅膜，形成较厚的减反射膜，一定程度上降低了反射率，但由于仍为单层氮化硅膜，膜的反射率仍偏高，无法满足实际需要。

发明内容

本发明主要解决现有太阳能电池硅片减反射膜反射率不良、光电转换效率低的技术问题；提供了一种能提高光电转换效率的具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池及其制备方法。

为了解决上述存在的技术问题，本发明主要是采用下述技术方案：

本发明的一种具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池，所述太阳能电池硅片本体表面沉积有减反射膜，所述减反射膜为三层结构，其中内层为氮氧化硅薄膜，中间层为氮化硅薄膜，外层为氮氧化硅薄膜，减反射膜采用氮氧化硅薄膜和氮化硅薄膜相结合的三层结构，可以充分利用氮氧化硅薄膜较低的折射率、较高的光透过性和较好的热稳定性以及氮化硅薄膜优良的机械性能、抗金属离子侵蚀和高电阻率特性，通过外层氮氧化硅薄膜低折射率与中间层氮化硅薄膜高折射率的二层膜的光学匹配，增强了硅片正表面对紫外短波部分的吸收率，提高硅片的光电转化效率，而内层氮氧化硅薄膜又具有更好的钝化效果、较低的Si-O界面态密度和热稳定性，可以明显改善电池片抗PID效应的能力。

作为优选，所述内层的氮氧化硅薄膜厚度为5～15nm，折射率为1.4～1.5，所述中间层的氮化硅薄膜厚度为40～60nm，折射率为2.0～2.3，所述外层的氮氧化硅薄膜厚度为15～30nm，折射率为1.4～1.6，可以根据需要调整三层薄膜的沉积厚度，以达到不同的折射率。

作为优选，所述太阳能电池硅片为单晶硅硅片。

基于以上太阳能电池硅片的制备方法，包括化学清洗、制绒、扩散制备PN结、周边刻蚀、PSG清洗、沉积减反射膜、丝网印刷电极和烧结步骤，所述沉积减反射膜步骤分为如下三个工序：

A）用等离子体气相化学沉积PECVD设备在硅片表面沉积并形成一层厚度为

   5～15nm，折射率为1.4～1.5的氮氧化硅薄膜；

B）用等离子体气相化学沉积PECVD设备在内层氮氧化硅薄膜表面沉积并形

   成一层厚度为40～60nm，折射率为2.0～2.3的氮化硅薄膜；

C）用等离子体气相化学沉积PECVD设备在中间层的氮化硅薄膜表面沉积并

   形成一层厚度为15～30nm，折射率为1.4～1.6的氮氧化硅薄膜；

作为优选，所述工序A中通入的工艺气体包括硅烷SiH₄和一氧化二氮N₂O，其中硅烷SiH₄流量为0.4～2L/min，一氧化二氮N₂O流量为1～6L/min，工艺温度为250～450℃，射频功率为5000瓦，沉积时间为0.5～2min，调整硅烷和一氧化二氮气体的比例，可以控制氮氧化硅的组成成份，带来折射率和性能的变化，随着氧含量增加，薄膜转向SiO₂成份较多的结构，随着氮含量增加，薄膜转向SiN_X成份较多的结构。

作为优选，所述工序B中通入的工艺气体包括硅烷SiH₄和氨气NH₃，其中硅烷SiH₄流量为0.4～2L/min，氨气NH₃流量为1～6L/min，工艺温度为250～450℃，射频功率为5000瓦，沉积时间为2～7min。

作为优选，所述工序C中通入的工艺气体包括硅烷SiH₄和一氧化二氮N₂O，其中硅烷SiH₄流量为0.4～1L/min，一氧化二氮N₂O流量为4～6L/min，工艺温度为250～450℃，射频功率为5000瓦，沉积时间为1.5～7min。