-晶体硅电池的氮氧化硅(SiOxNy)薄膜特性研究

《-晶体硅电池的氮氧化硅(SiOxNy)薄膜特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、------------------------------------------------------------------------------------------------39-晶体硅电池的氮氧化硅(SiOxNy)薄膜特性研究第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会论文（A.晶体硅材料及电池）晶体硅电池的氮氧化硅（晶体硅电池的氮氧化硅（SiOxNy）薄膜特性研究凡金星凡金星黄海涛黄海涛艾凡凡艾凡凡严婷婷严婷婷宋剑宋剑陈月猛陈月猛鲁科鲁科沈家军沈家军钱俊钱俊刘佳凯刘佳凯陈如龙陈如龙杨健杨健张光春张光春施正荣施正荣无锡尚德太阳能电力有限公司；Email:jinx

2、ing.fan@suntech-power.com摘要：摘要：氮氧化硅（SiOxNy）作为减反射膜，可以兼备氮化硅（SiNx）的减反效果和二氧化硅（SiO2）的钝化效果。本文在工业型DIRECT-PECVD上，通过优化各项工艺参数，使得氮氧化硅薄膜减反、钝化效果达到最优。通过红外傅里叶分仪分析：发现随着氧含量减小，钝化效果先增大后减小，当折射率达到1.85时，沉积薄膜前后少子寿命增益最大。通过与常规的单、双层氮化硅薄膜对比，发现：氮氧化硅具有最优的短波响应。同时，氮氧化硅的电池转换效率较双层氮化硅电池提升0.19%。关键词：关键词：太阳电池、钝化、减反、PECVD、氮氧化硅

3、（SiOxNy）——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------1引言1引言引言在晶体硅太阳电池的钝化方面，现在主要集中于在电池表面沉积SiNx薄膜，SiO2薄膜，或对硅片采用双层钝化体系SiO2/SiNx[1-3]。由于研究者们在研究沉积氮化硅薄膜时，偶然发现在不同的时间通过调整气体流量比例，改变成膜的折射率，能够取得更好的效果[4,5]。氮氧化硅是介于氮

4、化硅和二氧化硅间的一种物质，其电学性能和光学性能介于两者之间，通过改变其组成成分，可使其折射率控制在(1.47(SiO2)～SiOxNy薄介质膜，随着氧含量的增加2.3(SiNx))之间。转化向SiO2成分较多的结构；随着氮含量的增多，转向SiNx成分较多的结构。优化制膜工艺形成富氮的SiOxNy薄膜，结构与性能上趋向SiNx膜保留了SiO2的膜部分优点，提高了薄膜的物理与电学性能。现在国内进行PECVD镀膜研究较多，但是都以PECVD沉积a-SiNx:H为主，目前业界对a-SiNx的研究颇多，工艺也比较成熟，但对于PECVD沉积SiOxNy薄膜应用在太阳电池领域的研究相对

5、而言较少。本文研究了SiOxNy薄膜优劣，为进一步研究高效电池具有借鉴意义。溶液为1%HF和HCl浸泡硅片4min，然后使用去离子水冲洗5min，之后在氮气环境下甩干。PECVD采用156mm的石墨舟，舟体可以容纳144片硅片。试验中，每个沉积条件使用6片抛光片，位于石墨舟两端和中间，每个位置放置2片抛光硅片，这两片抛光硅片面对面放置，其余空位放置多晶硅片作为陪片。放置方法如图1所示。——————————————————————————————————————----------------------------------------------------------

6、--------------------------------------图1实验中硅片放置示意图Fig.1Thegraphofwafer’slocationinboat沉积氮氧化硅薄膜使用N2O，SiH4，NH3作为初始气体。为了研究不同组成的SiOxNy钝化效果，选择4种均匀性较好情况下折射率不同的薄膜作为研究对象。经过在抛光硅片上多次实验研究，基本确定气体流量在7L，功率在2500-2800W之间，压强确定在1800-2300mTorr之间进行调节。在抛光硅片上研究薄膜沉积的最佳条件后，在多晶硅片上进行实验，多晶硅片选择156mm×156mm，厚度为200μm，电阻

7、率为1.5Ω·cm，根据所需折射率不同，对其进行比例匹配。经过沉积薄膜后，然后取出几片测试其膜厚及折射率，最后经过烧结炉后通过碘酒钝化其背表面，测试其少子寿命。2实验2实验实验实验时的抛光硅片选择156mm×156mm，厚度为500μm，电阻率为1.5Ω·cm。在沉积PECVD前，需要对抛光硅片进行清洗。采用混合图2测试9点的区域示意图Fig.2Thegraphof9measurepoints实验中采取测试9点的方法，然后取平均值。测试示意图如图2所示。然后把各条件其他片子进行丝网印刷后烧结，测试电池的电性能。实验