[发明专利]实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产方法领域，尤其是实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法。

背景技术

光伏发电是太阳能利用中很重要的一个领域，寻求新技术、新材料、新工艺，提高电池转换效率，降低成本是当前很迫切的一个任务。

太阳能电池的转换效率与产生的光伏电子空穴对直接相关，更多的电子空穴对意味着高的转换效率，但是只有这些少子真正被收集的时候才能转化为电能。硅片的各种缺陷和界面态都会很大的复合这些少子，降低最终的有效转换效率。通过提高晶硅的拉制技术可以有效的降低硅片中的缺陷及复合陷阱，如CZ、FZ等都可以提高硅片少子的寿命，通过有效的钝化方法来实现各种体钝化和表面钝化，提高少子的收集能力，前表面的钝化普遍采用富H的氮化硅钝化，能实现很好的前表面和很好的体钝化效果。目前已有的背表面钝化方法为：1、铝背场钝化，目前绝大多数的晶体硅太阳能电池实用丝网印刷铝背场的方法，但其钝化效果有限；2、热生长氧化硅钝化，热生长二氧化硅钝化的钝化效果好，但是其有个缺点，电池片要经历高温热生长氧化硅的过程，这个高温通常大于800度，这样的高温对前表面的SiNx有副作用，而且会降低多晶体的寿命，工艺时间也较长；3、SiNx钝化，有很好的钝化，但是这个反型层会引入场，会形成一个旁路使输出电流电压大大下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，该方法的薄膜结构简单性能优越。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片背光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积薄膜，工艺开始沉积时的气体为SiH₄和N₂O的混合气体，在沉积过程中逐渐加入NH₃，使得薄膜的组分由硅片表面的二氧化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为氮化硅，在经过制绒的硅片上，先经过发射结扩散以及边缘刻蚀后，在硅片表面沉积缓变叠层钝化薄膜，最后进行后续太阳能电池工艺。

进一步，所述的化学气相沉积工艺法是在温度为200°～400°的条件下在硅片背光面进行沉积，不需要高温的过程，所需的热预算少，节约能源。

所述的硅片为P型或N型单晶硅，硅片的电阻率为0.2Ωcm～10Ωcm，硅片先经过常规的表面清洗及表面结构化处理。

为了达到所需最佳的折射率，化学气相沉积工艺法开始时的气体为SiH₄和N₂O按比例1∶10～1∶1进混合的气体，工艺中通过逐渐添加NH₃到混合的气体中，通过此来进行沉积薄膜，使得薄膜的成分由SiO₂逐渐缓变到SiO_yN_z，再缓变到SiN_x。

为了使得沉积的速度快，效果好，薄膜的厚度在50nm～300nm之间。

上述所述的薄膜的厚度及比例可通过调节沉积时间及混合气体比例来实现。

在上述化学气相沉积工艺中，开始沉积时的气体还可以为硅烷气体和氧化气体的混合气体，在沉积过程中逐渐加入不含氧的含氮气体，使得薄膜的组分层变。

本发明的有益效果是，本发明的实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，沉积速度快，产量高，能一次实现多种薄膜的沉积，沉积出来的薄膜致密度高。工艺中不需要高温过程，所需的热预算少，避免了热氧化的高温影响，缓变薄膜的折射率变化对于穿过硅片的长波具有优越的内反射率。这种叠层缓变薄膜能有效地降低由不同薄膜组合带来的界面态，能更加有效的降低符合率，具有更加优越的背面钝化作用。且比起单纯的氮化硅改善了热稳定性，降低了膜应力。

附图说明

图1是本发明的薄膜结构示意图。

具体实施方式

现在对本发明作进一步详细的说明。

实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法，在经处理后的太阳能电池硅片背光表面通过化学气相沉积工艺法进行沉积薄膜，工艺开始沉积时的气体为SiH₄和N₂O的混合气体，在沉积过程中逐渐加入NH₃，使得薄膜的组分由硅片表面的二氧化硅向外层变为硅的氮氧化物再向外层变为氮化硅。