[发明专利]氮化硅薄膜的沉积方法、氮化硅薄膜及PERC电池

说明书

本发明公开了一种氮化硅薄膜的沉积方法、氮化硅薄膜及PERC电池。该沉积方法包括将背面沉积有氧化铝薄膜的硅基体置于反应装置中，先后采用第一微波源、第二微波源、第三微波源、第四微波源、第五微波源和第六微波源进行氮化硅薄膜的沉积，经沉积工艺处理后，在氧化铝薄膜上制备得到氮化硅薄膜。该氮化硅薄膜兼具高全反射功能和高致密性。本发明制备的氮化硅薄膜主要用作PERC电池的背面氮化硅薄膜。本发明的方法使得在不减少PERC电池转换效率的前提下，可将氮化硅薄膜的厚度降低至75纳米甚至以下，从而提高设备产能，扩展工艺窗口。

技术领域

本发明属于太阳能电池片领域，涉及一种氮化硅薄膜的沉积方法、氮化硅薄膜及PERC电池，尤其涉及一种具有高致密性的PERC电池背面氮化硅薄膜的沉积方法、由该沉积方法得到的氮化硅薄膜以及含有该氮化硅薄膜的PERC电池。

背景技术

PERC电池(Passivated-Emitter and Rear Cell，钝化发射极背面接触电池)由于其制备工艺与当前工业化电池生产线有着高度兼容性，仅在原有的电池生产线上增加背面氧化铝/氮化硅沉积设备和激光消融设备，使得技术导入生产企业的成本大幅度降低，同时转换效率得到较大幅度的提升。

常规PERC电池生产中采用平板式PECVD设备进行背面氧化铝/氮化硅钝化膜的沉积，由于该钝化膜中，氮化硅薄膜的致密性较差，较为疏松，导致在后续的烧结工艺中，容易被丝网印刷的铝浆料所腐蚀。当氮化硅薄膜的厚度低于110纳米时，沉积的氮化硅薄膜将会被大量腐蚀，从而影响了氮化硅薄膜的钝化效果，导致硅片的少子寿命降低，电池的转换效率下降。一般来说，当氮化硅薄膜的厚度小于90纳米时，该PERC电池的转换效率小于21％。因此，在目前PERC电池的生产中，背面氮化硅薄膜的厚度一般为110纳米以上，部分厂家甚至要求背面氮化硅薄膜的厚度达到195纳米。这限制了设备的产能，同时对工艺窗口要求较高。当设备中的微波分布、气体氛围发生变化时，将有可能导致部分硅片的氮化硅膜厚低于90纳米，此时该部分硅片的电池效率将发生大幅度的下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有高致密性的氮化硅薄膜的沉积方法、氮化硅薄膜以及PERC电池，使得在不减少PERC电池转换效率的前提下，将氮化硅薄膜的厚度可降低至75纳米甚至以下，从而提高设备产能，扩展工艺窗口。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种氮化硅薄膜的沉积方法，所述氮化硅薄膜为用于PERC电池的背面氮化硅薄膜，所述沉积方法包括以下步骤：

将背面沉积有氧化铝薄膜的硅基体置于反应装置中，控制压力为0.15mbar～0.30mbar，温度为300℃～400℃，传送速度为180cm/min～240cm/min，先后采用第一微波源、第二微波源、第三微波源、第四微波源、第五微波源和第六微波源进行氮化硅薄膜的沉积，各微波源均设有左微波发生器和右微波发生器，各微波源的工艺参数设置如下：

采用第一微波源时，左微波功率为3200W～4200W，右微波功率为3200W～4200W，通入硅烷的流量为250sccm～300sccm，通入氨气的速率为850sccm～950sccm；

采用第二微波源时，左微波功率为3000W～4000W，右微波功率为3000W～4000W，通入硅烷的流量为225sccm～275sccm，通入氨气的速率为825sccm～925sccm；

采用第三微波源时，左微波功率为3000W～4000W，右微波功率为3000W～4000W，通入硅烷的流量为175sccm～275sccm，通入氨气的速率为800sccm～900sccm；

采用第四微波源时，左微波功率为3000W～4000W，右微波功率为3000W～4000W，通入硅烷的流量为150sccm～250sccm，通入氨气的速率为800sccm～900sccm；