pecvd siox-sinx叠层钝化膜

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1、分类号密级：机密硕士学位论文题目：PECVDSiOx-SiNx叠层钝化膜及等离子体氧化的研究英文并列题目：TheStudyofPECVDSiOx-SiNxStackPassivationFilmsandPlasmaOxidation研究生：韩培育专业：光学工程研究方向：光电器件与材料导师：季静佳指导小组成员：李果华学位授予日期：答辩委员会主席：王利光江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二〇二一年九月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：导师签名：日期：摘要随着晶体

3、硅太阳电池技术的发展，良好的表面钝化成为制备高效电池必不可少的条件。早期的硅太阳电池钝化技术主要集中在研究热生长的SiO2钝化膜上，其表面钝化效果非常好，但是长时间的高温氧化过程对于质量比较差的多晶硅片，会增加体内的位错密度以及激发出新的缺陷，导致体少子寿命显著降低，从而使电池性能下降。减反射膜制备技术也是太阳电池生产工艺中的关键技术之一，较低的反射率能使更多的光线进入电池中，增加太阳电池的电流输出。目前几乎所有的晶体硅光伏制造商都是采用氮化硅(Si3N4)作为减反钝化膜，在PV工业中氮化硅膜是仅有的一种可以在一步工艺步骤下同时实现减反射、表面钝化和体钝化的

4、材料，并且氮化硅膜硬度高、结构致密、化学性能稳定。但是，氮化硅与硅材料的附着能力差，Si-Si3N4结构界面应力大且界面态密度高，会造成不稳定，影响表面的钝化效果。SiO2-Si3N4叠层钝化结构把二氧化硅与硅之间良好的界面性质同氮化硅膜优良的化学性质结合了起来，形成稳定的钝化结构。在这种钝化结构中，SiO2不但起到一个缓冲和中介的作用，也作为优良的表面钝化膜，其厚度为6~15nm，在同减反射涂层结合时它足够薄而且不干扰光学系统，对保证有效的表面钝化而言其厚度也足够。本文研究了PECVD法制备的SiOx-SiNx叠层钝化膜和先经等离子氧化处理再沉积SiNx膜

5、（本文中表示为PlasmaOxide-SiNx膜）对多晶硅电池发射极钝化性能的影响。首先使用工业型Direct-PECVD设备，采用SiH4和N2O制备了SiOx薄膜，系统地研究了不同参数对SiOx膜沉积特性的影响，这些参数包括射频功率、沉积气压、气体总流量、气体流量比、沉积温度，通过比较SiOx膜在这些条件下的沉积速率、折射率、均匀性和腐蚀速率，得到了SiOx膜的最佳沉积条件，在该条件下薄膜的沉积速率稳定，均匀性良好、结构致密。等离子体氧化的条件除了SiH4流量为0外，其余参数均采用SiOx膜的最佳沉积条件，经等离子体氧化处理后的硅片表面会形成一层氧化膜，

6、但由于这层膜非常薄，因此对膜本身的性质并没有过多研究，而主要研究了其对硅片钝化性能的影响。SiNx膜的PECVD制作工艺已经十分成熟，因此在本文的研究中，SiNx膜直接采用了生产线上的成熟工艺进行制备。在多晶硅电池发射极上分别制备了SiOx-SiNx叠层膜和PlasmaOxide-SiNx膜，并比较了它们与SiNx单层膜的减反和钝化效果，结果显示PlasmaOxide-SiNx膜和SiNx膜的反射率基本相同，而SiOx-SiNx叠层膜在短波段的反射率要比SiNx膜稍高，但是PlasmaOxide-SiNx膜和SiOx-SiNx叠层膜均比SiNx单层膜具有更好

7、的钝化效果。最后分别采用SiOx-SiNx叠层膜、PlasmaOxide-SiNx膜和SiNx单层膜三种钝化结构制备了太阳电池，并比较了三者之间的电性能。结果显示采用SiOx-SiNx叠层膜的电池其短路电流和开路电压均比采用SiNx单层膜的电池要高，最终的转换效率也提高了0.25个百分点。而采用PlasmaOxide-SiNx膜的电池，虽然其短路电流和开路电压也比采用SiNx单层膜的电池要高，但由于填充因子太低，其最终的转换效率并没有采用SiNx单层膜的电池高。关键词：多晶硅；太阳电池；PECVD；氧化硅；氮化硅；减反；钝化AbstractAbstractW

8、iththedevelopmentofcrystal