[发明专利]一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及太阳能电池的生产加工技术领域，更具体地说，是一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法。

背景技术

近十年来太阳能光伏发电成为新能源中发展最为迅速的分支之一。太阳能光伏发电中晶体硅太阳能电池是应用最广泛的电池类型。约占80%的市场份额。2011年全球光伏新增装机容量超过27GW。

为了晶体硅电池得到更高的光电转换效率，可以从增加电池对太阳光的吸收以产生更多的光生载流子入手。工业上一般采用在制绒以后的硅片表面镀上减反射膜，减反射膜的作用就是利用光在减反射膜上下表面反射产生的光程差，使得两束反射光干涉相消，从而削弱反射，增加入射，从而增加电池的短路电流提高光电转换效率。通过调节减反射膜的种类、厚度和折射率，使得入射光符合一定的光程条件达到减反射的效果。在晶体硅太阳能电池的生产工艺中，常用的减反射层材料由SiO₂、SiN_x、ITO等。晶体硅电池行业目前普遍采用PEVCD制备SiNx和SiO₂作为减反射膜。通过选用不同的减反射材料和不同的沉积层数相互配合，达到最佳的减反射效果，并最终提高电池片的光电转换效率。为了更好的提高减反射膜与可见光波段内太阳光的光学匹配度，同时考虑平衡钝化和短波吸收之间的矛盾，双层膜或者多层膜结构今年来逐渐成为研究热点，并开始规模化应用于晶体硅太阳能电池的生产中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，包括如下步骤：按照电池常规工序处理方法，对硅片进行硅片清洗制绒、扩散制备PN结、刻蚀去除硅片四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步骤：(1)采用热氧化方法在硅片衬底的表面生长一层二氧化硅薄膜，薄膜的折射率为1.46-1.47、厚度为15-19nm；

(2)在二氧化硅薄膜表面涂覆碱性纳米二氧化钛水溶胶，形成折射率为1.86-2.23、厚度为30-50nm的二氧化钛薄膜；

(3)利用等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化钛薄膜上沉积一层折射率为2.18-2.45、厚度为40-80nm的氮化硅薄膜。

本发明步骤(1)的工艺温度为850-900℃，反应气体氮气流量为10-25L/min，氧气流量为5-30L/min，反应时间30-50min。

本发明步骤(3)的工艺温度为450℃，反应气体硅烷流量为1.5-5L/min，氨气流量为5-10L/min，持续时间150s。

本发明的有益效果：本发明制备的三层减反射膜具有不同的折射率和不同的厚度，对设备要求不高，容易实现。本发明的第一层二氧化硅薄膜、第二层二氧化钛薄膜和第三层氮化硅薄膜组合的减反射膜的减反射作用明显提高，与现有技术相比，本镀膜工艺增强了镀膜的钝化效果，得到的薄膜均匀性好，降低了减反射膜对光的反射率，从而提高太阳能电池的转换效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，包括如下步骤：按照电池常规工序处理方法，对硅片进行硅片清洗制绒、扩散制备PN结、刻蚀去除硅片四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃，其特征在于，然后包括以下步骤：

第一步，在硅片表面采用热氧化方法生长一层二氧化硅薄膜，反应气体氮气流量为10L/min，氧气流量为10L/min，工艺温度为860℃，反应时间30min，形成一层折射率为1.46、厚度为17nm的二氧化硅薄膜。

第二步，采用固含量为5%的碱性纳米二氧化钛水溶胶，使用旋转涂覆法涂覆在二氧化硅膜上，涂覆4次，旋转涂覆速度4500rpm，匀胶时间70s，形成一层折射率为2.12、厚度为45nm的二氧化钛薄膜。

第三步，利用等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化钛薄膜上沉积一层氮化硅薄膜，先进行沉积准备，沉积准备之后，在反应室内通入流量2L/min的硅烷气体和流量为8L/min的氨气，设置高频电源功率为3000W并开启，持续150s后将反应室内残余气体抽干净，再充入氮气抽空，得到一层折射率为2.36、厚度为75nm的氮化硅薄膜。

实施例2