[发明专利]沉积氮化硅膜的方法、晶硅太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种沉积氮化硅膜的方法、晶硅太阳能电池及其制作方法。

背景技术

晶硅太阳能电池已经被大规模应用到各个领域，其良好的稳定性和成熟的工艺流程是其大规模应用的基础。晶硅太阳能电池的生产工艺流程如图1所示，首先对硅片进行清洗，通过化学清洗达到对硅片表面的结构化处理；其次将清洗后的硅片进行扩散处理，硅片经硼扩散工艺形成p-n结；之后对形成p-n结的硅片进行周边刻蚀工艺，以去掉在扩散工艺中硅片边缘所形成的导电层；然后经过化学清洗工艺，以除去在扩散过程中在硅片表面形成的玻璃层；接着经PECVD（等离子体增强化学气相沉积法）工艺沉积减反射膜—氮化硅膜；最后再依次经丝网印刷工艺、烧结工艺等制作得到符合要求的晶硅太阳能电池。

其中的氮化硅膜主要采用平板式PECVD和管式PECVD进行沉积，在工艺腔中，SiH₄和NH₃在高频微波源作用下热运动加剧，相互碰撞使分子电离，电离形成的离子反应形成SiNx，其中：

总反应式为：

相对管式PECVD，平板式PECVD有着均匀性好和产量高的特点，因此平板式PECVD设备被广泛应用。目前平板式PECVD的工艺腔室一般包含有4条、6条或8条路气路，每一个气路分别接着流量计，从而分别进行每路气体的流量控制。生产中，通常设定前半部分的气路采用一个流量设置其中SiH₄和NH₃的体积比为1:1.7~1:3，后半部分的气路采用一个流量设置其中SiH₄和NH₃的体积比为1:2.5~1:4，流量不同，形成的SiNx也不同，从而得到双层氮化硅膜。

目前，随着太阳能产量的增加，需要提高PECVD设备的带速，使其沉积氮化硅膜的速度更快，然而随着沉积速度的增加氮化硅膜质量将有所下降，从而影响着太阳电池的转换效率。因此，在提高产量的背景下，如何保证在高带速下沉积出高质量的氮化硅膜成为了工艺人员急需解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种沉积氮化硅膜的方法、晶硅太阳能电池及其制作方法，从而实现了高带速下得到高质量的氮化硅膜的效果。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种沉积氮化硅膜的方法，方法采用平板式PECVD沉积氮化硅膜，平板式PECVD的带速为180~200cm/min，平板式PECVD的腔室包括2n条气路，n为1<n<5的整数，硅片依次通过平板式PECVD的腔室的2n条气路后沉积形成氮化硅膜，上述2n条气路中，前（n-1）条气路中每条气路的反应气体流量为Q₁且反应气体中各气体组分的体积比为a；后（n+1）条气路中每条气路的反应气体流量为Q₂且反应气体中各气体组分的体积比为b，Q₁和Q₂不相等，a和b不相等。

进一步地，上述反应气体中的气体组分为SiH₄和NH₃，前（n-1）条气路中，反应气体中SiH₄和NH₃的体积比a为1:1.2~1:2，且SiH₄的流量为180~250sccm；后（n+1）条气路中，反应气体中SiH₄和NH₃的体积比b为1:3~1:4，且SiH₄的流量为90~130sccm。

进一步地，上述前（n-1）条气路中和后（n+1）条气路中，NH₃的流量均为300~450sccm。

进一步地，上述平板式PECVD的腔室包括6条气路。

进一步地，上述平板式PECVD的腔室包括8条气路。

根据本发明另一方面，还提供了一种晶硅太阳能电池的制作方法，包括：制绒、扩散、刻蚀、沉积氮化硅膜、丝网印刷电极和烧结，上述制作方法采用上述的方法沉积氮化硅膜。

根据本发明又一方面，还提供了一种晶硅太阳能电池，该晶硅太阳能电池采用上述的制作方法制作而成。

进一步地，上述晶硅太阳能电池中氮化硅膜未两层，位于内层的氮化硅膜的厚度为25~40nm，位于外层的氮化硅膜的厚度为45~60nm。