[发明专利]高纯氧化亚氮在制备太阳能电池片中的应用

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，公开了高纯氧化亚氮在制备太阳能电池片中的应用，包括以下步骤：对氧化亚氮原料气进行压缩后，依次经活化后的13X‑APG分子筛、4A分子筛、改性分子筛吸附除杂，获得高纯氧化亚氮；所述改性分子筛为负载有金属氧化物的分子筛，所述金属氧化物为氧化钠、氧化钾和氧化锂中的一种或多种；硅片经预处理后，依次沉积SiO_x膜和Si_xN_y膜，制成太阳能电池硅片。本发明在氧化亚氮的纯化过程中，通过在吸附除杂前对氧化亚氮原料气进行压缩，并依次采用三种分子筛对原料气进行吸附除杂，将物理吸附与化学吸附相结合，能提高氧化亚氮的纯度，用其对硅片进行PECVD镀膜，能获得性能更好的太阳能电池硅片。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及高纯氧化亚氮在制备太阳能电池片中的应用。

背景技术

太阳能是一种清洁而又取之不尽的新能源，具有安全性、广泛性、清洁性、充足性及潜在的经济性等优点，地球表面每年的太阳辐射量大约为1800亿兆瓦时，相当于目前每年全球能源消耗量的数万倍，如果能更加科学合理地使用太阳能，将大大缓解人类面临的能源紧缺问题。而太阳能发电技术（太阳能电池技术）是利用太阳能的一种重要形式，也是目前全球新能源研究的重点，太阳能发电的基本单元就是太阳能电池。

太阳能电池接受入射光后，部分入射光被表面反射而无法转换成电能，因此，为了能制造出光电转化效率高的太阳能电池，要求将反射光和透射光的损失降到最小。目前常用的方法是以高纯氧化亚氮（N₂O）等电子气体为主要气源材料，采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）工艺制备氮化硅、氧化硅等薄膜，插入到太阳能电池硅表面与空气之间，发挥掩膜、钝化膜和抗反射膜的作用，从而提高太阳能电池的光电转化效率。

随着太阳能电池制造技术水平的不断提高，工艺对原材料中的杂质特别是敏感杂质含量的要求也越来越高。而作为PECVD的气源材料，氧化亚氮的纯度会对太阳能电池的性能产生很大影响，例如，氧化亚氮中的水、二氧化碳会导致经PECVD制得的薄膜中氢含量增大，进而导致薄膜致密度降低，无法满足太阳能电池的要求。氧化亚氮纯度的每一次提高都将极大地促进太阳能电池性能的飞跃。因此，从氧化亚氮中深度脱除水和二氧化碳中的杂质是生产太阳能电池用高纯度氧化亚氮的关键技术。

在现有技术中，通常采用分子筛对氧化亚氮进行吸附除杂，但其吸附方式以物理吸附为主，存在脱附的问题，对杂质气体特别是非极性二氧化碳的去除效果较差。例如，申请号为CN201110387622.0的中国专利文献公开了一种一氧化二氮的制备方法，其中通过将制得的原料气与吸附剂（活性炭、硅胶、4A分子筛、5A分子筛、10X分子筛和13X分子筛中的至少一种）接触，对原料气中的水、氨及有机组分进行吸附分离，纯化后的氧化亚氮中水含量小于8ppm，无法满足现有电子工业用高纯（电子气）氧化亚氮的纯度要求（水和二氧化碳含量均小于0.02ppm）。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了高纯氧化亚氮在制备太阳能电池片中的应用。本发明在氧化亚氮的纯化过程中，通过在吸附除杂前对氧化亚氮原料气进行压缩，并依次采用13X-APG分子筛、4A分子筛、改性分子筛对原料气进行吸附除杂，能提高氧化亚氮的纯度，用其对硅片进行PECVD镀膜，能获得性能更好的太阳能电池硅片。

本发明的具体技术方案为：

高纯氧化亚氮在制备太阳能电池片中的应用，包括以下步骤：

S1：氧化亚氮的纯化：对氧化亚氮原料气进行压缩后，依次经活化后的13X-APG分子筛、4A分子筛、改性分子筛吸附除杂，获得高纯氧化亚氮；所述改性分子筛为负载有金属氧化物的分子筛，所述金属氧化物为氧化钠、氧化钾和氧化锂中的一种或多种；

S2：硅片PECVD镀膜：硅片经预处理后，以高纯氧化亚氮和硅烷为气源，沉积SiO_x膜；再以氨气和硅烷为气源，沉积Si_xN_y膜；