[发明专利]一种用于太阳能电池片的减反射膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，特别涉及一种用于太阳能电池片的减反射膜及其制造方法。

背景技术

多年来，晶硅太阳电池以其较高的性价比占领了光伏市场约90％的份额。常规用化学法(改良西门子法)提纯太阳能级硅材料的生产工艺成熟，纯度高，但存在成本较高，污染大和产能低等问题，促使人们寻找研发低成本、产能高的新提纯技术。近些年，物理冶金多晶硅提纯技术重新得到重视迅速发展。目前用此技术提纯的多晶硅纯度已基本达到光伏级要求的6N级。虽然国内用物理冶金法提纯多晶硅技术还没有真正达到规模化生产，但随着此技术不断地得到改善，很快就会形成一定的生产能力。用物理冶金多晶硅研制、生产高效太阳电池的工作一直在开展，电池的效率也在不断地提升。物理冶金多晶硅材料的整体质量与西门子法提纯相比有一定差距，主要是材料的少子寿命和电阻率要低，使物理冶金多晶硅太阳电池的光电转换效率也低些。随着材料提纯技术工艺不断完善，物理冶金多晶硅太阳电池将有着极具竞争力市场前景。

为了降低硅表面对光的反射，常规晶体硅太阳电池表面都要沉积氮化硅减反射膜，此膜同时还可起到表面钝化的作用，可钝化半导体表面和内部的悬挂键，降低态密度，有抗氧化、腐蚀、绝缘及阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽向半导体内部扩散等作用。

目前硅太阳电池的光谱响应一般在300nm～1200nm范围，电池主要利用此范围的太阳光。产业化通常利用PECVD(等离子增强化学气相沉积)沉积双层氮化硅薄膜作为多晶硅太阳电池的减反射及钝化薄膜。虽然双层氮化硅膜明显改善了只有单层氮化硅薄膜带来的问题，增强了对光的减反射效果，使电池的短路电流得以提高，但双层氮化硅膜最大的问题是在短波方向的减反射效果差，所以必须不断改善及优化沉积工艺。

发明内容

针对上述问题，发明人经过长期的深入研究，将氮化硅薄膜设计成不同厚度的多层膜，合理匹配各层之间的厚度和折射率，拓展电池对光的吸收。同时也可以提高氮化硅膜对电池的钝化作用。

一方面，本发明提供一种用于太阳能电池片的减反射膜，包括：

第一氮化硅层，覆盖于所述太阳能电池片的表面，所述第一氮化硅层的厚度为26～33nm，折射率为2.6～2.8；

第二氮化硅层，覆盖于所述第一氮化硅层的上表面，所述第二氮化硅层的厚度为20～29nm，折射率为2.1～2.5；以及

第三氮化硅层，覆盖于所述第二氮化硅层的上表面，所述第三氮化硅层的厚度为47～56nm，折射率为2.0～2.1。

在本发明的减反射膜的另一个实施方式中，所述减反射膜的等效膜厚为78～88nm，等效折射率为2.09～2.20。

另一方面，本发明提供一种用于太阳能电池片的减反射膜的制造方法，包括：

采用第一气体流量比通入反应气体，在太阳能电池片的表面沉积第一氮化硅层；

进行第一沉积停顿处理；

采用第二气体流量比通入反应气体，在所述第一氮化硅层的表面沉积第二氮化硅层；

进行第二沉积停顿处理；以及

采用第三气体流量比通入反应气体，在所述第二氮化硅层的表面沉积第三氮化硅层。

在本发明的制造方法的一个实施方式中，沉积所述第一氮化硅层、沉积所述第二氮化硅层以及沉积所述第三氮化硅层时的沉积功率为2000～4000W。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述第一沉积停顿处理包括以下步骤：停止通入所述反应气体，将沉积功率调整为0，压力维持在180～190Pa，维持5～10秒。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述第二沉积停顿处理包括以下步骤：停止通入所述反应气体，将沉积功率调整为0，压力维持在180～190Pa，维持5～10秒。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述反应气体包括氨气(NH₃)和硅烷(SiH₄)。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述第一气体流量比为氨气：硅烷＝3000～3015:1000～1005，沉积所述第一氮化硅层的时间为100～120秒。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述第二气体流量比为氨气：硅烷＝3429～3450:571～575，沉积所述第二氮化硅层的时间为70～90秒。

在本发明的制造方法的另一个实施方式中，所述第三气体流量比为氨气：硅烷＝3750～3795:250～253，沉积所述第三氮化硅层的时间为470～490秒。