本发明涉及晶体硅太阳能电池工艺技术领域， 尤其是一种适用于 RIE绒面 的夹层状结构正面介质膜及其制备方法。 背景技术

当前晶体硅太阳能电池生产中， 一般采用 PECVD方法生长单层 SiN _x 薄膜 作为正面钝化层及减反膜，其具有降低表面反 射以及表面钝化、体钝化的作用。 但 SiN _x 沉积在硅片表面后， 界面缺陷密度较高， 相对于 SiO ₂ 表面钝化效果较 差。 同时， 利用 RIE方法制备的绒面其表面损伤严重， 表面复合速率大， 因此 单层 SiN _x 薄膜作为正面钝化层应用于 RIE绒面效果不理想。

此外， 高效晶体硅太阳能电池研发一般采用 SiO ₂ /SiN _x 双层薄膜作为正面 钝化层， 其中 SiO ₂ 、 SiN _x 分别采用干氧氧化、 PECVD的方法生长。 SiO ₂ 薄膜 能够有效降低 Si-SiO ₂ 的界面缺陷态密度， 应用于 RIE绒面具有良好的表面钝 化效果； SiN _x 薄膜中含有大量的以 N-H键和 Si-H键形式存在的氢， 烧结过程 中氢从 N-H键、 Si-H键中释放出来，然后扩散进入电池内，起� �体钝化的作用。 然而热氧化 SiO ₂ 薄膜的折射率为 1.46，而 PECVD沉积 SiN _x 薄膜的折射率较高， 约为 2.05 ± 0.05，也就是说 SiO ₂ /SiN _x 双层薄膜结构作为正面减反膜不利于太阳 能电池的光吸收。 发明内容

本发明要解决的技术问题是： 克服现有技术中之不足， 提供一种能够有效 提高 RIE制绒晶体硅太阳能电池的开路电压及短路电 流， 达到提升转换效率的 适用于 RIE绒面的夹层状 （三明治） 结构正面介质膜及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种适用于 RIE绒面的夹层 状结构正面介质膜， 包括： 底层 SiO ₂ 薄膜， 覆盖在所述底层 SiO ₂ 薄膜表面上 的中间层 SiN _x 薄膜， 覆盖在所述中间层 SiN _x 薄膜表面上的表层 SiO ₂ 薄膜。 一种适用于 RIE绒面的夹层状结构正面介质膜的制备方法， 具有如下步骤： a)在晶体硅太阳能电池扩散及去 PSG工艺后， 用干氧氧化方法在硅片绒面生长底 层 SiO ₂ 薄膜； b) 采用 PECVD的方法在所述底层 SiO ₂ 薄膜上沉积富硅的中间层 SiN _x 薄膜； 以及 c) 采用 PECVD的方法在所述中间层 SiN 膜上沉积表层 SiO ₂ 薄膜。

上述夹层状结构正面介质膜的制备方法中，步 骤 a)中，氧气流量为 0.5-8slm， 氧化温度为 650-900°C， 氧化时间为 5-50min; 步骤 b)中， 硅烷和氨气流量比为 1 : 3， 沉积温度为 350-450°C， 射频功率为 3000W, 反应压强为 3 X 10_ ² Pa; 步骤 c) 中，硅烷和一氧化二氮流量比为 1 : 2.5，沉积温度为 300-400°C，射频功率为 1000W。

根据本发明， 所述中间层 SiN _x 薄膜和表层 SiO ₂ 薄膜的总厚度为

100-150nm， 其中所述中间层 SiN _x 薄膜厚度为 50-90nm， 所述底层 SiO ₂ 薄膜的 厚度为 5-20nm。

根据本发明， 所述底层 SiO ₂ 薄膜折射率为 1.46， 所述中间层 SiN _x 薄膜的 折射率为 2.0-2.3， 所述表层 SiO ₂ 薄膜的折射率为 1.5-1.8。

本发明的有益效果是： 本发明结构简单， 方法操作方便， 具有以下优点：

( 1 ) 热氧化的底层 SiO ₂ 薄膜能够有效饱和表面悬挂键， 降低其与硅片的界面 态密度； （2) 中间层 SiN _x 薄膜内具有很高的正电荷密度， 在硅片表面形成内 建电场， 降低表面的电子或空穴浓度， 从而降低载流子复合速率； （3 ) 表层 低折射率的 SiO ₂ 薄膜能够进一步降低表面反射率， 增加电池的光吸收。

综合作用下， 能够有效钝化 RIE制绒晶体硅电池， 使电池的开路电压提升

3-5mV， 转换效率提升 0.2%-0.4%。 附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图 1是本发明的剖面图。 图 1中： 附图标记 1为 表层 SiO ₂ 薄膜， 附图标 记 2为中间层 SiN _x 薄膜， 附图标记 3为底层 SiO ₂ 薄膜。 具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步 的说明。 这些附图均为简化 的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构， 因此其仅显示与本发明有关 的构成。 图 1示出根据本发明的实施例的， 适用于 RIE绒面的夹层状 （三明治） 结 构正面介质膜， 包括： 底层 SiO ₂ 薄膜 3， 覆盖在底层 SiO ₂ 薄膜表面 3上的中间 层 SiN _x 薄膜 2， 覆盖在中间层 SiN _x 薄膜 2表面上的表层 SiO ₂ 薄膜 1。

根据本发明的实施例， 一种适用于 RIE绒面的夹层状结构正面介质膜的制 备方法， 包括步骤：在 RIE制绒晶体硅太阳能电池经正常的扩散及去 PSG工艺 后， 首先用干氧氧化的方法在洁净的硅片绒面生长 厚度为 5-20nm的 SiO ₂ 层， 折射率约为 1.46， 氧气流量为 0.5-8slm， 氧化温度为 650-900°C， 氧化时间为 5-50min;接着采用 PECVD的方法沉积富硅的 SiN _x 薄膜，折射率范围为 2.0-2.3， 其中硅烷、 氨气流量比为 1 : 3， 沉积温度为 350-450°C， 射频功率为 3000W, 反应压强为 3 X 10-2Pa; 最后同样采用 PECVD的方法沉积 SiO ₂ 薄膜， 折射率 范围为 1.5-1.8， 其中硅烷、 一氧化二氮流量比为 1 : 2.5， 沉积温度为 300-400 V， 射频功率为 1000W。 PECVD 方法沉积的 SiN _x 、 SiO ₂ 薄膜的总厚度约为 100-150nm， 其中 SiN _x 薄膜厚度为 50-90nm。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点 ， 其目的在于让熟悉此项技 术的人士能够了解本发明的内容并加以实施， 并不能以此限制本发明的保护范 围， 凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰 ， 都应涵盖在本发明的保护 范围内。