太阳电池阶段工艺总结pecv

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1、PECVD阶段工艺调试总结zhaokexiong@zhao主要内容1、引言2、SiNx的折射率与膜厚研究3、SiNx的钝化效果研究4、管式PECVD和板式PECVD的对比5、后期实验计划1.引言在工艺调试的第一阶段主要对设备的结构、参数及维护等进行了学习和调试，第二阶段则在第一阶段的基础之上对薄膜的折射率、膜厚及钝化进行了较为详细的研究，此外对比了板式和管式PECVD的镀膜效果。在工艺调试之前必须明白好的氮化硅薄膜应具有哪些特点，概括起来主要有以下三点：◆无吸收的减反射层；◆好的表面钝化效果；◆好的体钝化效果。在知道了工艺调试的目标后，还

2、应该理清影响氮化硅薄膜的各个因素。板式PECVD的影响因素分工艺参数和外部环境及认为因素，它们对SiNx膜的厚度、折射率和钝化效果均有一定程度的影响，详见图1-1。2.SiNx的折射率与膜厚研究2.1实验设计2.2试验结果与分析2.3薄膜厚度对反光率及电池片光电性能的影响2.1实验设计实验已经表明薄膜厚度及折射率的主要影响因素分别是载板速度和气流量比，但是别的因素的影响规律尚不清楚，因此实验主要考查温度、硅氮比、压力和微波功率对折射率和膜厚的影响。实验设计采用DOE正交法，详见表2-1。实验为4因子2水平，按照DOE设计原理，需要做2^N

3、-1组实验，也就是8组，考虑到实验的重复性及需要加入的中心点个数，实验总计要进行18组。导电浆料的基本组成表2-1正交实验设计标准序运行序中心点区组TemperaturePowerPressureGasratio1111135034000.224121135022000.223.21431140022000.253.21541135034000.253.21750137528000.2353.61860137528000.2353.6771135034000.253.2381135034000.224991135022000.223.24

4、101140034000.223.22111140022000.2248121140034000.25416131140034000.25413141135022000.2546151140022000.253.210161140022000.22412171140034000.223.25181135022000.2542.2试验结果与分析2.2.1薄膜厚度的变化规律2.2.1薄膜厚度的变化规律SiNX薄膜厚度的变化会使其光学厚度随之变化，进而影响薄膜对可见光的反射率。而反射率的高低与电池片的光电转化效率有密切的关系。表2-2是实验结果

5、，从进行的2组实验数据来看，随着薄膜厚度的减小，反射率（400-1000nm）、开路电压、短路电流和转化效率均随之降低。按理说反射率降低，电池片的开路电压、短路电流和转换效率会有所增大，但是实验结果刚好相反，导致其原因可能存在下面原因：（1）比较光反射图谱会发现随着薄膜厚度减小，光的反射率在400-600nm范围内降低，在600-1000nm范围内增强，λmin向短波方向移动，对短波长的光吸收增强，但同时使红光的吸收减弱；（2）电池片的光谱响应在长波和短波区不同，可能是我们扩散的硅片在短波范围量子效率低，而在长波范围量子效率高，短波区反射

6、率减少带来的光吸收增益不足于弥补长波区反射率增大导致的光吸收损失。2.3薄膜厚度对反光率及电池片光电性能的影响表2-2薄膜厚度与反射率及光电性能的关系实验编号载板速度薄膜厚度折射率反射率λminVOCISCηcm/minnm400-1000nm400-600nm600-1000nmnmVA%1--P116483.782.06577.7215.313.896500.61458.16415.3216882.12.07077.6213.214.776400.61278.122415.1717480.222.07687.3611.495.2762

7、00.61248.113915.1417878.532.07337.1512.184.616110.61298.090715.132--P217283.12.06587.5914.624.056520.61327.974315.1718277.382.07297.3610.555.746080.61217.94315.0919075.262.087.1411.055.176010.61137.865214.943、SiNx的钝化效果研究3.1实验设计实验采用三种方案：◆实验一：管式、板式结合镀膜；◆实验二：采用不同的N/Si比例；◆实验三

8、：利用板式PECVD的设备特点沉积两层不同N/Si比的SiNX薄膜。3.2实验一3.2.1实验一模型及测试结果先用管式PECVD对捷佳创扩散的硅片进行不同时间的短暂预镀，其目的是发挥管式优越的