太阳能电池正面多层减反射膜及其制备方法及电池.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010503181.5 (22)申请日 2020.06.05 (71)申请人 天津爱旭太阳能科技有限公司 地址 300400 天津市北辰区天津北辰经济 技术开发区科技园高新大道与景通路 交口东北侧 (72)发明人 刘海泉杨二存赵小平刘浩东 高丽丽时宝 (74)专利代理机构 广州知友专利商标代理有限 公司 44104 代理人 侯莉 (51)Int.Cl. H01L 31/0216(2014.01) H01L 31/042(2014.01) H01L 31/18(2006.01。

2、) (54)发明名称 一种太阳能电池正面多层减反射膜及其制 备方法及电池 (57)摘要 本发明公开了一种太阳能电池正面多层减 反射膜及其制备方法及电池， 包括由下至上依次 设置的碳氮化硅薄膜、 第一氮化硅薄膜、 第二氮 化硅薄膜、 氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜， 且各薄 膜的折射率由下至上依次降低。 本发明解决了现 有氮化硅膜层之间折射率差距较大导致光学失 配， 造成光损失的问题， 可降低太阳能电池正面 整体反射率， 减少光损失， 增加光吸收， 提高太阳 能电池的转换效率； 本发明由于碳氮化硅薄膜折 射率较大， 同时具有优异的钝化能力， 提高钝化 效果， 进一步增强了太阳能电池的短波响应， 提 升。

3、了太阳能电池的抗PID性能。 碳氮化硅与碳化 硅相比， 具有一定的化学活性， 避免了碳化硅不 能被正银浆料烧穿， 从而无法在硅和银之间形成 欧姆接触的缺点。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 111739949 A 2020.10.02 CN 111739949 A 1.一种太阳能电池正面多层减反射膜， 其特征在于： 它包括由下至上依次设置的碳氮 化硅薄膜、 第一氮化硅薄膜、 第二氮化硅薄膜、 氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜， 且各薄膜的折 射率由下至上依次降低。 2.根据权利要求1所述的太阳能电池正面多层减反射膜， 其特征在于： 所述碳氮化硅薄 膜的膜厚为5-10nm， 折射率为2.3-。

4、2.6。 3.根据权利要求2所述的太阳能电池正面多层减反射膜， 其特征在于： 所述第一氮化硅 薄膜的膜厚为25-45nm， 折射率为2.2-2.3。 4.根据权利要求3所述的太阳能电池正面多层减反射膜， 其特征在于： 所述第二氮化硅 薄膜的膜厚为10-30nm， 折射率为2.03-2.1。 5.根据权利要求4所述的太阳能电池正面多层减反射膜， 其特征在于： 所述氮氧化硅薄 膜的膜厚为5-10nm， 折射率为1.6-1.9。 6.根据权利要求5所述的太阳能电池正面多层减反射膜， 其特征在于： 所述氧化硅薄膜 的膜厚为5-10nm， 折射率为1.3-1.5。 7.一种权利要求16任一项所述太阳能电。

5、池正面多层减反射膜的制备方法， 其特征在 于： 在经过制绒处理的硅片正面上依次沉积碳氮化硅薄膜、 第一氮化硅薄膜、 第二氮化硅薄 膜、 氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜。 8.一种太阳能电池， 包含权利要求16任一项所述的太阳能电池正面多层减反射膜。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111739949 A 2 一种太阳能电池正面多层减反射膜及其制备方法及电池 技术领域 0001 本发明涉及一种太阳能电池正面多层正面减反射膜， 还涉及该太阳能电池正面多 层减反射膜的制备方法， 另涉及包含上述太阳能电池正面多层减反射膜的电池。 背景技术 0002 太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能， 利用光生伏打效应把。

6、光能转换成电能的 器件， 是太阳能电池阵电源系统的重要组件。 目前， 晶硅太阳能电池占据市场主流主导地 位， 其基本材料为纯度达99.9999的P型单晶硅， 包括正面绒面、 正面p-n结、 正背面减反 射/钝化膜、 正背面电极等部分。 其中， 正面减反射膜的制备是太阳能电池制造流程中的重 要工序， 其可以降低太阳能电池正面对光的反射， 同时增强电池表面的钝化能力。 0003 现阶段主要采用ALD或PECVD方法在太阳能电池正面沉积氮化硅材料来制备减反 射膜， 通过改变氮/硅比可以制备得到不同折射率的氮化硅薄膜， 因为高折射率的氮化硅具 有较好的表面钝化作用， 因此高折射率的氮化硅被用做底层； 。

7、同时需要制备一层折射率低 的氮化硅用做外层， 以保证减反射膜的整体折射率较低， 从而达到较好的减反效果。 发明内容 0004 本发明的第一个目的在于提供一种减少光损失、 提高钝化效果、 提高电池转换效 率的太阳能电池正面多层减反射膜。 0005 本发明的第二个目的在于提供一种上述太阳能电池正面多层减反射膜的制备方 法。 0006 本发明的第三个目的在于提供一种包含上述太阳能电池正面多层减反射膜的电 池。 0007 本发明的第一个目的通过如下的技术方案来实现： 一种太阳能电池正面多层减反 射膜， 其特征在于， 它包括由下至上依次设置的碳氮化硅薄膜、 第一氮化硅薄膜、 第二氮化 硅薄膜、 氮氧化硅。

8、薄膜和氧化硅薄膜， 且各薄膜的折射率由下至上依次降低。 0008 本发明解决了现有氮化硅膜层之间折射率差距较大导致光学失配， 从而造成光损 失的问题， 可降低太阳能电池正面整体反射率， 减少光损失， 增加光吸收， 提高太阳能电池 的转换效率， 而且， 本发明由于碳氮化硅薄膜折射率较大， 同时具有优异的钝化能力， 提高 钝化效果， 进一步增强了太阳能电池的短波响应， 提升了太阳能电池的抗PID性能。 此外， 碳 氮化硅与碳化硅相比， 具有一定的化学活性， 避免了碳化硅不能被正银浆料烧穿， 从而无法 在硅和银之间形成欧姆接触的缺点。 0009 优选的， 本发明所述碳氮化硅薄膜的膜厚为5-10nm，。

9、 折射率为2.3-2.6。 0010 优选的， 本发明所述第一氮化硅薄膜的膜厚为25-45nm， 折射率为2.2-2.3。 0011 优选的， 本发明所述第二氮化硅薄膜的膜厚为10-30nm， 折射率为2.03-2.1。 0012 优选的， 本发明所述氮氧化硅薄膜的膜厚为5-10nm， 折射率为1.6-1.9。 0013 优选的， 本发明所述氧化硅薄膜的膜厚为5-10nm， 折射率为1.3-1.5。 说明书 1/3 页 3 CN 111739949 A 3 0014 本发明的第二个目的通过如下的技术方案来实现： 一种上述太阳能电池正面多层 减反射膜的制备方法， 其特征在于， 在经过制绒处理的硅。

10、片正面上依次沉积碳氮化硅薄膜、 第一氮化硅薄膜、 第二氮化硅薄膜、 氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜。 0015 本发明的第三个目的通过如下的技术方案来实现： 一种太阳能电池， 包含所述的 太阳能电池正面多层减反射膜。 0016 与现有技术相比， 本发明具有如下显著的效果： 0017 本发明解决了现有氮化硅膜层之间折射率差距较大导致光学失配， 从而造成光 损失的问题， 可降低太阳能电池正面整体反射率， 减少光损失， 增加光吸收， 提高太阳能电 池的转换效率。 0018 本发明由于碳氮化硅薄膜折射率较大， 同时具有优异的钝化能力， 提高钝化效 果， 进一步增强了太阳能电池的短波响应， 提升了太阳能电池的。

11、抗PID性能。 0019 本发明采用碳氮化硅， 与碳化硅相比， 碳氮化硅具有一定的化学活性， 避免了碳 化硅不能被正银浆料烧穿， 从而无法在硅和银之间形成欧姆接触的缺点。 附图说明 0020 以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。 0021 图1是本发明在硅片上沉积正面多层减反射膜的结构示意图。 具体实施方式 0022 如图1所示， 是本发明一种太阳能电池正面多层减反射膜， 它包括由下至上依次设 置在硅片6上的碳氮化硅薄膜1、 第一氮化硅薄膜2、 第二氮化硅薄膜3、 氮氧化硅薄膜4和氧 化硅薄膜5， 且各薄膜的折射率由下至上依次降低。 碳氮化硅薄膜的膜厚为5-10nm， 折射率 为2.3-2。

12、.6。 第一氮化硅薄膜的膜厚为25-45nm， 折射率为2.2-2.3。 第二氮化硅薄膜的膜厚 为10-30nm， 折射率为2.03-2.1。 氮氧化硅薄膜的膜厚为5-10nm， 折射率为1.6-1.9。 氧化硅 薄膜的膜厚为5-10nm， 折射率为1.3-1.5。 0023 一种上述太阳能电池正面多层减反射膜的制备方法， 具体包括以下步骤： 0024 S1、 使用管式等离子体沉积设备在经过制绒处理的单晶硅片6正面上沉积碳氮化 硅薄膜1， 沉积温度410-480， 沉积功率5000-9800W， 沉积压力1300-1800mTor， 沉积占空比 2:30-2:60ms， 沉积时间40-220s。

13、， 氨气流量1000-7000sccm， 硅烷流量500-2000sccm， 甲烷流 量2000-8500sccm。 0025 S2、 在碳氮化硅薄膜1上沉积第一氮化硅薄膜2， 沉积温度410-480， 沉积功率 7000-13500W， 沉积压力1300-1800mTor， 沉积占空比5:40-5:80ms， 沉积时间250-450s， 氨气 流量3000-5000sccm， 硅烷流量700-1300sccm； 0026 S3、 在第一氮化硅薄膜2上沉积第二氮化硅薄膜3， 沉积温度410-480， 沉积功率 9000-13500W， 沉积压力1300-1800mTor， 沉积占空比5:40-。

14、5:80ms， 沉积时间100-300s， 氨气 流量6000-8000sccm， 硅烷流量600-1200sccm； 0027 S4、 在第二氮化硅薄膜3上沉积氮氧化硅薄膜4， 沉积温度410-480， 沉积功率 5000-9000W， 沉积压力800-1500mTor， 沉积占空比5:100-5:150ms， 沉积时间100-300s， 笑气 流量500-900sccm， 氨气流量1800-3200sccm， 硅烷流量100-300sccm； 说明书 2/3 页 4 CN 111739949 A 4 0028 S5、 在氮氧化硅薄膜4上沉积氧化硅薄膜5， 沉积温度410-480， 沉积功率。

15、5000- 9000W， 沉积压力800-1500mTor， 沉积占空比5:100-5:150ms， 沉积时间100-200s， 笑气流量 3000-5200sccm， 硅烷流量100-300sccm。 0029 一种太阳能电池， 包含上述太阳能电池正面多层减反射膜。 0030 本发明机理： 减反射膜结构由内而外由一层碳氮化硅、 两层氮化硅、 一层氮氧化硅 和一层氧化硅组成， 各膜层均由管式等离子体镀膜设备沉积镀膜， 氮化硅层通过控制氨气/ 硅烷气流比来实现折射率渐变， 通过碳氮化硅、 两层氮化硅、 氮氧化硅和氧化硅五种不同折 射的匹配， 实现了减反射膜由内而外的折射率逐渐降低， 使入射光在膜层中多次折射， 避免 入射光直接入射高折射率的氮化硅引起大角度折射而导致光损失， 同时增强太阳能电池对 短波光的吸收。 0031 本发明的实施方式不限于此， 根据本发明的上述内容， 按照本领域的普通技术知 识和惯用手段， 在不脱离本发明上述基本技术思想前提下， 本发明还可以做出其它多种形 式的修改、 替换或变更， 均落在本发明权利保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 111739949 A 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 111739949 A 6 。