一种多层减反膜结构的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池制造领域，特别涉及一种多层减反膜结构。


背景技术：

2.伴随着国家发展政策对光伏行业的倾斜，随着“平价上网”的愿景越来越近，光伏行业正朝着良性竞争的方向发展，低成本、高效率、高品质成为大家共同追逐的目标。尤其在高效率、低成本出现瓶颈阶段时，高品质显得尤为重要。更高的品质不仅是企业本身的立身之本，更在一定的程度上降低了生产成本。
3.晶体硅太阳能电池是利用光生伏特效应，把光能转换成电能的一种器件。原始硅片的反射率高达33％，光学损失极为严重，最终转换效率偏低。为降低光学损失对电池的影响，可以在正面制作陷光绒面，绒面的形成有利于降低光的反射率。同时，在正面制作一层或多层光学性能良好的减反射薄膜，可有效降低光在电池表面的反射，最终达到提高电池光电转换效率的目的。当前太阳能电池片结构中减反射结构主要为“金字塔”绒面结构以及正面氮化硅减反射膜。氮化硅减反膜可以有效降低光在器件表面的光学反射率，增加光的透射从而减少器件本身的光学损失，是优良的减反射膜材料。但是，当前太阳能电池片生产过程中，对于正面氮化硅膜层结构已开发至五层，纷繁复杂的膜层结构给生产中带来诸多不便，并且也没有对光进行充分利用，
4.基于此，现有技术确实有待于改进。


技术实现要素：

5.本实用新型需解决的技术问题是当前太阳能电池片正面氮化硅膜层结构纷繁复杂，且未对光进行充分利用。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供一种多层减反膜结构，其采用的技术方案如下：
7.一种多层减反膜结构，包括自下而上依次设置的底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜；所述底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜均为氮化硅膜，且各层的折射率递减。
8.在上述技术方案中，所述底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜均通过等离子体化学气相沉积生长于其相邻的下层。
9.在上述技术方案中，所述底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜的厚度逐渐递增。
10.在上述技术方案中，所述底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜的硅氮比递减。
11.在上述技术方案中，所述底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜的厚度之和为70nm
±
5nm。
12.在上述技术方案中，所述底层膜生长于处理后的单晶片正面。
13.本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型提供了一种具有折射率递减的多层减反膜结构，通过匹配各膜层间的氮硅比例来降低表面反射率，提高了光的利用率，从而提升光电转化效率。
附图说明
15.图1为本实用新型一实施例的一种多层减反膜结构的结构示意图。
16.其中：
17.1 底层膜
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2 二层膜
18.3 次顶层膜
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4 顶层膜。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
20.实施例1
21.如图1所示，本实用新型提供一种多层减反膜结构，包括自下而上依次设置的底层膜1、二层膜2、次顶层膜3和顶层膜4；所述底层膜1、二层膜2、次顶层膜3和顶层膜4均为氮化硅膜，且各层的折射率递减。
22.所述底层膜1、二层膜2、次顶层膜3和顶层膜4均通过pecvd正镀工艺生长于其相邻的下层，即底层膜1镀于处理后的单晶片正面，二层膜2镀于底层膜1上，次顶层膜3镀于二层膜2上，顶层膜4镀于次顶层膜3上。
23.所述底层膜1、二层膜2、次顶层膜3和顶层膜4的厚度逐渐递增。
24.所述底层膜1、二层膜2、次顶层膜3和顶层膜4的硅氮比递减。
25.所述底层膜1、二层膜2、次顶层膜3和顶层膜4的厚度之和为70nm
±
5nm。
26.为了进一步验证本实用新型具有折射率递减的多层减反膜结构的优势，通过采用相同的生产方法，对比本实用新型用于常规未进行硅氮比匹配的叠层膜的电性能。
27.试验方法：
28.(
ⅰ
)选用166mm x166mm单晶硅片，其厚度在180μm
±
20μm范围内；对硅片前清洗制绒，去除原片本身的损失层及杂质，形成绒面层；其中减薄量控制在0.25g～0.45g之间。
29.(
ⅱ
)把上述做好的单晶片置入扩散设备中，进行扩散制结，形成pn结层，其表面方阻范围在120ω～150ω之间。
30.(
ⅲ
)在上述扩散好的单晶硅片pn结层表面进行激光推进，推进深度0.05μm。
31.(
ⅳ
)对上述氧化处理的单晶片进行刻蚀清洗，去除边缘的磷硅玻璃和进行背面抛光；
32.(
ⅴ
)对上述刻蚀完成后的单晶片在进行一次热氧处理，在修复刻蚀过程中，对正面氧化层的损伤，同时提升硅片自身的钝化效果。
33.(
ⅵ
)对上述热氧处理后的单晶片背面即p型基底的另一面进行al2o3原子沉积，形成背钝化，氧化铝膜厚控制在8nm～14nm。
34.(
ⅶ
)对上述热氧处理后的单晶片进行正面镀膜。
35.(
ⅷ
)形成一种叠层si
x
ny减反射膜，各层关键工艺参数如下表1，整体膜厚范围在73nm
±
5nm之间，折射率为2.10
±
0.5。
36.(
ⅸ
)对上述氧化铝层退火处理后的单晶片进行背面镀膜，形成一种si
x
ny保护膜，膜厚范围在85nm
±
10nm之间。
37.(
ⅹ
)对上述镀好膜的单晶进行印刷，烧结处理(烧结峰值温度在760℃～840℃)。
38.(xi)烧结处理后，进行电注入处理，最终测试转换效率。
39.表1本实用新型实施例1和对比例1(叠层膜未进行硅氮比匹配)的各膜层关键参数。
[0040][0041][0042]
增加叠层减反射膜后效率对比：
[0043][0044]
通过上述电性能对比，可以看出采用本实用新型具有叠层结构的多层减反膜的电池具有更好的电性能数据。
[0045]
本实用新型是一种具有叠层结构的多层减反膜，通过在pecvd正镀工艺中设计叠层折射率递减氮化硅膜层，利用其折射系数不同的特点，将其作为电池的减反层和钝化层，有效的降低电池片表面复合速率，降低表面反射率，从而增加光电转化效率；本实用新型通过对多层减反膜各层折射率的匹配，设计了具有折射率递减的多层膜结构，最终提高了光的利用率，从而提升转化效率。
[0046]
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。


技术特征：
1.一种多层减反膜结构，其特征在于，包括自下而上依次设置的底层膜(1)、二层膜(2)、次顶层膜(3)和顶层膜(4)；所述底层膜(1)、二层膜(2)、次顶层膜(3)和顶层膜(4)均为氮化硅膜，且各层的折射率递减。2.如权利要求1所述的多层减反膜结构，其特征在于，所述底层膜(1)、二层膜(2)、次顶层膜(3)和顶层膜(4)均通过等离子体化学气相沉积生长于其相邻的下层。3.如权利要求1所述的多层减反膜结构，其特征在于，所述底层膜(1)、二层膜(2)、次顶层膜(3)和顶层膜(4)的厚度逐渐递增。4.如权利要求1所述的多层减反膜结构，其特征在于，所述底层膜(1)、二层膜(2)、次顶层膜(3)和顶层膜(4)的硅氮比递减。5.如权利要求1所述的多层减反膜结构，其特征在于，所述底层膜(1)、二层膜(2)、次顶层膜(3)和顶层膜(4)的厚度之和为70nm
±
5nm。6.如权利要求1所述的多层减反膜结构，其特征在于，所述底层膜(1)生长于处理后的单晶片正面。

技术总结
本实用新型提供一种多层减反膜结构，包括自下而上依次设置的底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜；所述底层膜、二层膜、次顶层膜和顶层膜均为氮化硅膜，且各层的折射率递减。本实用新型提供了一种具有折射率递减的多层减反膜结构，通过匹配各膜层间的氮硅比例来降低表面反射率，提高了光的利用率，从而提升光电转化效率。效率。效率。


技术研发人员：李宏 秦积海 张伟 王菲 李云鹤 任彭霞
受保护的技术使用者：晋能光伏技术有限责任公司
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/4/13