[发明专利]一种晶硅电池笑气直接生长氧化硅膜的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及单/多晶硅电池的制备领域，尤其是指一种单/多晶硅电池笑气直接生长氧化硅膜的制备工艺。

背景技术

在国际上，太阳能电池及其发电系统的制造和应用已成为继80年代微电子以来又一飞速发展的巨大产业。但是，光伏组件大规模使用一段时间后，特别是投入运营的大型光伏电站工作几年后光伏组件就会发生明显的衰减。

早在2005年，Sunpower就发现了晶硅型的背接触n型电池在组件中施加正高压后存在衰减现象。2008年，Evergreen报道衰减现象同样会出现在高负偏压下的正面连接p型电池组件中。2010年，Solon SE报道在标准的多晶和单晶电池中都发现了极化效应。很快Solon SE和NREL就提出在负高偏压下无论何种工艺生产的P型电池标准组件都存在发生衰减现象的极大风险。这种由电位差引发组件衰减的现象被称为电位诱发衰减效应，简称PID(Potential Induced Degradation)，受到了业界的持续关注。PID现象在电站实际运用中并不鲜见，它的直接后果是电站实际发电效果下降，从而严重损害投资者的收益，最终会导致组件厂商遭遇投诉甚至是退货、赔偿。

一些国家和地区已逐步开始把抗PID作为组件的关键要求之一。很多日本用户明确要求把抗PID特性写入合同，并随机抽检。欧洲的买家也跃跃欲试提出同样的要求。此趋势也使得国内越来越多的光伏电站业主单位、光伏电池和组件厂、测试单位和材料供应商对解决PID的要求越来越迫切。

目前，PID可以从系统、组件和电池三个方面进行预防。在系统端解决PID会带来额外的设备成本和效率的下降；在组件端解决PID，成本太高，且不能从根本上解决；只有在电池端解决PID切实可行。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种无需增加设备且可批量化生产的晶硅电池笑气直接生长氧化硅膜的制备工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种晶硅电池笑气直接生长氧化硅膜的制备工艺，在PECVD工序通笑气直接生长氧化硅膜，以阻止金属离子侵入电池，具体操作步骤如下：

(1)抽真空/N₂清洗；

(2)生长氧化硅膜；

(3)沉积中间层氮化硅膜；

(4)沉积上层氮化硅膜；

(5)抽真空/N₂清洗：执行一次抽真空/N₂清洗循环，并退舟。

在PECVD工序通笑气(N₂O)直接生长氧化硅膜，然后沉积两层氮化硅膜，最后出舟。与现有的制备工艺相比，本发明的制备工艺在沉积氮化硅膜之前生长致密的氧化硅膜，可阻止金属离子侵入电池，在电池端解决组件PID。故而与其它解决组件PID的方法相比，该方法无需增加设备，可批量化生产。

作为优选，在步骤(1)中，抽真空/N₂清洗的具体制备工艺如下：执行一次抽真空/N₂清洗循环，温度400-470℃，N₂流量为5000-12000sccm(标况毫升每分，体积流量单位)。

作为优选，在步骤(2)中，氧化硅膜的具体制备工艺如下：温度400-470℃，通N₂O直接生长氧化硅膜，流量4000-6000sccm，持续时间100-800s，压力1400-1800mTorr(毫托，压强单位)，射频功率2500-4000W，折射率1.4-1.6，氧化硅厚度3-30nm。

作为优选，在步骤(3)中，中间层氮化硅膜的具体制备工艺如下：温度400-470℃，沉积中间层氮化硅膜，沉积时间30-100s，压力1600-1800mTorr，SiH₄∶NH₃流量比1∶4到1∶5，射频功率2500-4000W，折射率2.0-2.05，氧化硅厚度3-10nm。

作为优选，在步骤(4)中，上层氮化硅膜的具体制备工艺如下：温度400-470℃，沉积上层氮化硅膜，沉积时间120-300s，压力1600-1800mTorr，SiH₄∶NH₃流量比1∶5到1∶10，射频功率2500-4000W，折射率2.05-2.15，氧化硅厚度12-40nm。

本发明的有益效果是：采用在PECVD工序通笑气直接生长致密的氧化硅膜工艺，在只改进PECVD工艺的基础上，可阻止金属离子侵入电池，在电池端根本上解决组件PID现象，该方法无需增加设备，可批量化生产。