矽太陽能電池雙層減反射薄膜及其製備方法
2023-06-04 22:48:21 2
專利名稱：矽太陽能電池雙層減反射薄膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於太陽能電池的矽太陽能電池雙層減反射薄膜及其 製備方法。屬太陽能電池技術領域。
(二)
背景技術：
光照到平面的太陽能電池矽片上時，其中一部分會被反射，而不能進 入電池片，即使對採用絨面的矽表面，也有約11%的反射損失。在矽片上 覆蓋一層減反射膜層，可以降低光的反射，從而增大電池的效率。目前， 單晶矽太陽能電池在工業生產中大多採用一層氮化矽薄膜作為減反射系
統，氮化矽薄膜還能起到鈍化的作用。根據入/4減反射原理，通過調節氮
化矽薄膜的厚度，可以使反射率在中心波長附近最小，從而使進入太陽能 的有效光通量達到最大，提高太陽能電池的效率。
(三)
發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種能使減反射薄膜具有更好 的減反射性能的矽太陽能電池雙層減反射薄膜及其製備方法。
本發明的目的是這樣實現的 一種矽太陽能電池雙層減反射薄膜，是 在矽片襯底正表面沉積一層氮化矽薄膜，在氮化矽薄膜上面再沉積一層二 氧化矽薄膜，形成氮化矽/二氧化矽雙層反射薄膜。本發明矽太陽能電池雙層減反射薄膜的製備方法如下
步驟一、在制絨後的矽片襯底上，利用等離子體增強化學氣相沉積法
(PECVD),採用SH4和NH3為反應源，SiH4與NH4反應，沉積一層氮化 矽薄膜，該層氮化矽薄膜厚110nm，矽片襯底溫度40(TC，高頻電源的功 率500 W，高頻電源的頻率13.56 mHz， SiH4流量500 sccm， NH3流量5000 sccmu
步驟二、在氮化矽薄膜2.1上，利用等離子體增強化學氣相沉積法 (PECVD)，採用SH4和N20為反應源，SiH4與N20反應，沉積一層二氧 化矽薄膜2.2，該層二氧化矽薄膜2.2厚50 nm。矽片襯底溫度350。C，高 頻電源功率110W，高頻電源的頻率13.56 mHz， SiH4流量200 sccm， N20 流量640 sccm。
由於太陽光的光譜範圍很寬，為了在較寬波長範圍內較低的反射率， 可以採用多層膜結構，使薄膜的反射率曲線具有兩個或者多個低點，從而 在較寬波長範圍內得到較低的反射率。從簡化工藝，減小結構應力以及減 少對電池本體的損傷出發，減反射膜的層數不宜過多，所以本發明採用雙 層薄膜作為減反射層。
一方面，靠近矽片表面的氮化矽薄膜，具有表面鈍化的效果，使表面 複合速度降低，有利於提高電池的效率。另一方面，雙層減反射薄膜的形 成，使薄膜在較寬波長範圍內具有較低的反射率，也使電池的效率得到提 高。採用這種雙層減反射薄膜以後，比單一折射率(折射率為1.9~2.1)的 氮化矽表面光反射減少3%~4%，電池的效率提高1.5 2.0%。這種氮化矽一二氧化矽層形成雙層減反射膜的膜厚滿足入/4-入/2原 理，並且滿足從入射介質玻璃到二氧化矽、氮化矽、矽襯底折射率逐漸增 大，能夠降低反射率，從而提高電池的效率。
綜上，本發明具有以下特點
1、 本發明在保證表面鈍化效果的同時，採用雙層減反射薄膜結構，使 減反射薄膜具有更好的減反射性能。比傳統單層減反射薄膜具有更小的折 射率，電池效率提高。
2、 兩種薄膜都利用PECVD方法製備，利用SfflU分別與NH3和N20 反應而製得，可以在同一臺設備內完成，在工藝及設備上得到簡化，具有 較高的經濟效益。
(四)
圖1為本發明矽太陽能電池雙層減反射薄膜剖面結構示意圖。 圖中矽片襯底l、雙層反射薄膜2、氮化矽薄膜2.1、 二氧化矽薄膜 2.2、 EVA層3。
(五)
具體實施例方式
參見圖1，本發明涉及的矽太陽能電池雙層減反射薄膜，是在矽片襯 底1正表面沉積一層氮化矽薄膜2.1，在氮化矽薄膜2.1上面再沉積一層二 氧化矽薄膜2.2，形成氮化矽/二氧化矽雙層反射薄膜2。其製備的工藝流程
為
步驟一、在制絨後的矽片襯底1上，利用等離子體增強化學氣相沉積
法(PECVD)，採用SH4和NH3為反應源，SiH4與NH4反應，沉積一層氮 化矽薄膜2.1，該層氮化矽薄膜2.1厚110nm。矽片襯底溫度40(TC，高頻電源功率500 W，高頻電源的頻率13.56 mHz， SiH4流量500 sccm (standard cubic centimeter per minute ) ， NH3流量5000 sccm。
步驟二、在氮化矽薄膜2.1上，利用等離子體增強化學氣相沉積法 (PECVD)，採用SH4和N20為反應源，SiKU與N20反應，沉積一層二氧 化矽薄膜2.2，該層二氧化矽薄膜2.2厚50 nm。矽片襯底溫度350。C，高 頻電源功率110W，高頻電源的頻率13.56 mHz, SiHU流量200 sccm， N20 流量640 sccm。
權利要求
1、一種矽太陽能電池雙層減反射薄膜，其特徵在於所述薄膜是在矽片襯底(1)正表面沉積一層氮化矽薄膜(2.1)，在氮化矽薄膜(2.1)上面再沉積一層二氧化矽薄膜(2.2)，形成氮化矽/二氧化矽雙層反射薄膜(2)。
2、 一種如權利要求1所述的矽太陽能電池雙層減反射薄膜的製備方 法，其特徵在於所述方法包括以下工藝步驟步驟一、在制絨後的矽片襯底上，利用等離子體增強化學氣相沉積法， 採用SHU和NH3為反應源，SiH4與NH4反應，沉積一層氮化矽薄膜，該層 氮化矽薄膜厚110nm，矽片襯底溫度40(TC，高頻電源功率500 W，高頻 電源的頻率13.56 mHz， SiH4流量500 sccm， NH3流量5000 sccm;步驟二、在氮化矽薄膜上，利用等離子體增強化學氣相沉積法，採用 SH4和N20為反應源，SiH4與N20反應，沉積一層二氧化矽薄膜，該層二 氧化矽薄膜厚度50nm，矽片襯底襯底溫度35(TC，高頻電源功率110W， 高頻電源的頻率13.56 mHz， SiH4流量200 sccm， N20流量640 sccm。
全文摘要
本發明涉及一種矽太陽能電池雙層減反射薄膜及其製備方法，所述薄膜是在矽片襯底(1)正表面沉積一層氮化矽薄膜(2.1)，在氮化矽薄膜(2.1)上面再沉積一層二氧化矽薄膜(2.2)，形成氮化矽/二氧化矽雙層反射薄膜(2)。所述方法包括以下工藝步驟步驟一、在制絨後的矽片襯底上，利用等離子體增強化學氣相沉積法，SiH4與NH4反應，沉積一層氮化矽薄膜；步驟二、在氮化矽薄膜上，利用等離子體增強化學氣相沉積法，SiH4與N2O反應，沉積一層二氧化矽薄膜。本發明薄膜比傳統單層減反射薄膜具有更小的折射率，電池效率提高。本發明方法可以在同一臺設備內完成，在工藝及設備上得到簡化。
文檔編號H01L31/0232GK101436616SQ20081024365
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月5日 優先權日2008年12月5日
發明者任向東, 左雲翔, 王敬蕊 申請人:江陰海潤太陽能電力有限公司