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三层氮化硅减反射膜工艺

文章来源:摩尔光伏 作者:【未知】 点击:次 时间:2017/11/2 10:08:02
摘要:本文研究了通过等离子气相沉积(PECVD)在多晶硅片上制作三层氮化硅减反射膜层,设计的折射率逐渐减小的三层氮化硅膜层能更好的钝化多晶硅片的体表面和减小光的反射,提高了多晶太阳电池的开路电压和短路电流,从而有效的提高了多晶太阳电池的光电转换效率。 氮化硅薄膜作为表面介质层在传统晶硅太阳电池制造中被广泛应用,它能够很好地钝化多晶硅片表面及体内的缺陷和减少入射光的反射。氮化硅膜层中硅的含量增高,折射率和消光系数均相应增高,随之氮化硅对光的吸收就会增强,所以高折射率、高消光系数的薄膜不适合作为减反膜,但是相应地增加硅的含量,表面钝化作用呈现增强趋势[1]。为了兼顾氮化硅膜层的钝化和减反射效果,对于多晶太阳电池普遍采用双层氮化硅膜的减反射膜层,即先淀积一层高折射率的氮化硅可以更好地钝化太阳电池的表面,然后生长低折射率的氮化硅用于降低表面反射率,从而有效的提高了太阳电池的光电转换效率。理论上采用多层氮化硅减反射膜层通过不断降低折射率,能够更好的钝化太阳电池表面和降低表面反射率[2]。本文研究的是利用PECVD制作三层氮化硅膜以及其对多晶太阳电池的影响。 1实验 本实验采用156×156多晶硅片,电阻率1~3Ω˙cm,厚度180um的P型硅片,所有硅片除PECVD工艺外,其它都经过相同的处理过程。首先硅片经过HF和HNO3的混合溶液进行制绒,然后经过820℃~870℃的POCl3扩散,接着进行湿法刻蚀去背结。再经过管式PECVD制作氮化硅减反射膜,PECVD过程中分别采用传统双层膜工艺和本文设计的三层膜工艺各做一组实验,采用Sentech的SE400测试监控氮化硅膜的折射率以及厚度。传统双层氮化硅膜工艺:第一层膜(与硅表面接触的那一层)折射率为2.3左右,厚度为30nm,第二层膜折射率为2.0左右,厚度为55nm;本文设计的三层膜结构为第一层膜折射率为2.35以上,厚度为10nm,第二层氮化硅薄膜的折射率为2.15左右,厚度为25nm,第三层氮化硅薄膜的折射率为2.0以内,厚度为50nm。 三层氮化硅减反射膜工艺 PECVD镀完膜厚,通过反射率测试仪分别对采用双层和三层氮化硅膜工艺的实验片在波长300~1200nm之间进行反射率测试,用WT2000少子寿命测试仪分别对采用双层和三层氮化硅膜工艺的实验片进行少子寿命抽测,抽测样片数量为实验总片数的10%。最后经过丝网印刷制作背电场及前后电极并进行烧结做成电池片,在光照AM1.5,温度25℃的条件分别测试两组实验片的电性能。
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