[发明专利]一种单晶硅太阳能电池减反钝化膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅太阳能电池减反钝化膜的制备方法，该方法包括以下步骤：清洗单晶硅片；以甲烷和氨气为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面沉积一层氢化氮化碳薄膜；以氢气稀释的硅烷和氨气为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在氢化氮化碳薄膜表面沉积一层氢化氮化硅薄膜；以氢气稀释的硅烷、高纯甲烷和高纯氨气为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在氢化氮化硅薄膜表面制备一层含氢的碳氮化硅薄膜。该方法通过修饰单晶硅表面化学键、调整三层膜中各元素原子浓度比及各层膜厚度，从而提高薄膜钝化效果和减反射特性。

技术领域

本发明涉及单晶硅太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种单晶硅太阳能电池减反钝化膜的制备方法。

背景技术

太阳能光伏发电作为一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，不仅能降低传统化石能源的使用量还可减少环境污染。另外，太阳能光伏发电可以解决偏远山区和常规电网输送不便地方的用电难问题。太阳能光伏发电的这些优点已使其成为新能源利用和研究领域的一个热点问题。目前，市场应用最多最广的仍然是传统的晶硅太阳能电池，它们也是目前技术最为成熟、性能最为稳定的一种太阳能电池。在晶硅电池制造工艺中有一道重要工序就是为晶硅电池制备钝化减反膜，钝化减反膜不仅能减小光生载流子在电池界面处的复合，还可降低入射太阳光在电池表面的反射增加太阳光吸收，由此提高晶硅电池光电转换效率。本发明所制备的单晶硅太阳能电池减反钝化膜通过修饰单晶硅表面化学键、调整三层膜中各元素原子浓度比及各层膜厚度，从而提高薄膜钝化效果和减反射特性。由该方法所制备的单晶硅太阳能电池减反钝化膜不仅层数少、工艺简单稳定、成品率高，可有效降低单晶硅太阳能电池减反钝化膜的制造成本，而且该减反钝化膜性能稳定、抗氧化耐酸碱、绝缘性能佳、钝化效果好，在可见光波段具有较高的透射特性。另外，该膜还具有较高硬度、耐磨损不易脱落等特性，对电池起着硬质保护层和耐摩擦的作用。

发明内容

本发明的目的在于为单晶硅电池提供一种减反钝化膜及其制备方法。该方法通过等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅太阳能电池表面沉积一种减反钝化膜，由该方法所制备的单晶硅太阳能电池减反钝化膜不仅性能稳定、钝化效果好，而且在可见光波段具有较高的透射特性。同时，该膜还具有较高的硬度，对电池还起着硬质保护层和耐摩擦的作用。

本发明提供的一种单晶硅太阳能电池减反钝化膜制备方法，包括以下步骤：

（1）清洗单晶硅片；

（2）高纯甲烷（纯度为99.999%）和高纯氨气（纯度为99.9995%）为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面沉积一层氢化氮化碳薄膜。制备氢化氮化碳薄膜的工艺参数是：射频功率300～400W，射频频率13.56MHz，基片温度250～350℃，腔体压强60～110Pa，高纯甲烷气体流量50～80sccm，高纯氨气气体流量30～50sccm，镀膜时间30～60秒，薄膜厚度为20～50纳米；

进一步优选为，制备氢化氮化碳薄膜的工艺参数是：射频功率300W，射频频率13.56MHz，基片温度300℃，腔体压强60Pa，高纯甲烷气体流量50sccm，高纯氨气气体流量30sccm，镀膜时间30秒，薄膜厚度为20纳米；

（3）以氢气稀释的硅烷和高纯氨气（纯度为99.9995%）为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在步骤（2）中所制备的氢化氮化碳薄膜表面沉积一层氢化氮化硅薄膜。制备氢化氮化硅薄膜的工艺参数是：射频功率350～450W，射频频率13.56MHz，基片温度250～350℃，腔体压强100～160Pa，以氢气稀释的硅烷（体积比：氢气90%，硅烷10%）气体流量90～130sccm，高纯氨气气体流量100～150sccm，镀膜时间200～300秒，薄膜厚度为180～310纳米；