多晶硅太阳能电池PECVD四层氮化硅减反射膜工艺

寇继成 闫英丽

1.通威太阳能（成都）有限公司 四川成都 610000

2.英利能源（中国）有限公司 河北保定 071051

1 氮化硅膜在多晶硅太阳能电池中的作用

氮化硅的化学分子式为Six Ny，在氮化硅薄膜中主要是由硅元素Si与氮元素N所组成，但其中还包括了小量的氢元素H。在PECVD技术的作用下，改善了传统太阳能电池吸收转化率的问题，通过PECVD技术可以在多晶硅表面形成相应的氮化硅薄膜，同时薄膜两面的反射光会相互干扰从而减少反射量，提升太阳能电池板对能量的吸收，增加了光生电流的密度，极大的提升了太阳能电池板的效率，有利于可持续性发展战略的实行[1]。

2 多晶硅太阳能电池PECVD四层氮化硅减反射膜相关说明与分析

为了进一步的了解多晶硅太阳能电池PECVD氮化硅减反射膜对于转换效率的提升，我们选用了电阻率为3欧姆，厚度为200um的多晶金刚线切割硅片作为本次的实验对象，通过相同的工艺技术来进行数据的比对和分析。

本次实验采用的工艺流程如下：第一，我们先要将相关材料利用氢氟酸、硝酸和专用添加剂的混合液进行制绒；第二，在完成制绒的工序后，我们还需要用高温的三氯氧磷材料进行进一步浸润，将表面进行抛光处理；第三，利用PECVD系统技术，分别将多晶硅材料片进行成膜处理，并通过工艺重复的步骤将材料分为两组，进行不同层数的成膜处理；第四，将处理完毕的相关材料通过电极等烧结作为电池片；最后，进行实验的检验分别测试两组材料的电性能[2]。

在经过上述实验步骤后，我们将膜片分为两层组以及四层组，实验数据如下所示：在两层组中，第一层氮化硅膜的工艺时间为三分钟，氮化硅膜的厚度为20nm，折射率为2.3，第二层膜的工艺时间为450秒，成膜的厚度为65nm，折射率为2.0。在四层组中，第一层膜的工艺时间为两分钟，氮化硅膜的厚度为11nm，折射率为2.4，第二层的工艺时间为100秒，氮化硅膜的厚度为11nm，折射率为2.3，第三层氮化硅膜的工艺时间为150秒，氮化硅膜的厚度为20nm，折射率为2.15，第四层氮化硅膜的工艺时间为四分钟，氮化硅膜的厚度为40nm，折射率为2.0。在此技术的基础之上，我们将两组实验数据的相关数据进行进一步的分析，可以得出以下结果：多晶硅太阳能电池两层氮化硅膜的平均膜厚度为80.02nm左右，而四层氮化硅膜的平均厚度是80.2nm，比两层膜的平均厚度要大。并且进一步的比对两组实验数据的电性能来看，四层氮化硅膜要比传统两层的略有提升，在电压和短路电流等方面的有一定的提高[3]。

3 多晶硅组件的PID测试

为了进一步的验证多晶硅太阳能电池四层膜工艺的性能，就需要进行相应的PID测试。本次测试主要的实验设备包括了高低温湿热试验箱（哈丁BHT7010F）、PID专用电源（质卫ZWPIDY08-2）、EL测试仪（万和ZQCam-1002A）、太阳模拟仪（芬兰Quick sun820：三车间）。相关检测数据如下表（表1）所示。

表1

根据相关的PID测试数据的结果来看，经过96小时的检测后，2块组件的最大功率衰减均小于5%，试验结果为合格。

4 多晶硅太阳能电池PECVD四层氮化硅减反射膜工艺参数

本次实验我们选用了电阻率为3欧姆，厚度为200um的多晶金刚线切割硅片作为实验对象。在经过PECVD技术的使用后，本次多晶硅太阳能电池PECVD四层氮化硅减反射膜工艺参数如下所示：第一层氮化硅膜的工艺时间为120秒，Si H4/NH3为260.82，第二层氮化硅膜的工艺时间为100秒，Si H4/NH3为181.54，第三层氮化硅膜的工艺时间为150秒，Si H4/NH3为124.48，第四层氮化硅膜的工艺时间为240秒，Si H4/NH3为94.84。

5 结语

综上所述，多晶硅太阳能电池已经融入到了人们生产生活的方方面面，并且极大的拓展了我们能量的来源，促进了社会的和谐发展。而利用当前PECVD技术，可以在多晶硅太阳能电池材料表面形成多层的氮化硅减反射膜，从而有效的提升太阳能源的转换率，提升能量的利用率。