太陽(yáng)能電池工藝中，鍍減反射膜是關(guān)鍵的工藝段。減反射膜可以減少光的反射率，增加電池片的少子壽命，從而提高電池轉(zhuǎn)換效率。減反射膜的制作有多種方法，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（PlasmaEnhancedChemicalVapourDeposition，簡(jiǎn)稱PECVD）制備的氮化硅薄膜具有良好的絕緣性、致密性、穩(wěn)定性，并能有效地阻止B、P、Na、As、Sb、Ge、A1、Zn等雜質(zhì)的擴(kuò)散［1］。本文通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)工藝設(shè)備參數(shù)，使氮化硅膜的均勻性得到有效控制，顏色的一致性大大改觀，在實(shí)際生產(chǎn)中取得良好的效果。

　　圖1為管式PECVD的原理圖。工藝氣體通過(guò)流量控制器進(jìn)入爐管，真空泵用來(lái)調(diào)節(jié)氣壓，化學(xué)氣體在加熱器及等離子體的作用下于硅片表面形成SIN層。

　　圖2為等離子原理圖。等離子體發(fā)生器的兩電極分別與石墨舟舟片相連，通過(guò)舟片給電池片通電，從而在硅片表面產(chǎn)生等離子體。

　　沉積裝置使用CT管式PECVD，樣片使用制絨后p型多晶硅片，等離子體的頻率為40kHz，化學(xué)氣體為硅烷、氨氣、氮?dú)狻?shí)驗(yàn)中保持第一層膜工藝參數(shù)不變，調(diào)節(jié)第二層膜氣壓、溫度、等離子體功率等工藝參數(shù)，利用橢偏儀、GPsolar相機(jī)測(cè)試膜厚，衡量其鍍膜的均勻性；調(diào)整PECVD裝載端設(shè)備參數(shù)，觀察調(diào)整后電池片邊緣顏色情況。

　　3．1實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　3．1．1工藝參數(shù)調(diào)整

　　實(shí)驗(yàn)時(shí)選取國(guó)電硅片，分9組，每組400片，按正常工藝流程送至PECVD工藝段。

　　（1）保持NH3與SiH4比例不變的情況下，不同的氣體總流量下，觀察氮化硅膜的顏色均勻性，如表1、圖3所示。

　　（2）保持NH3與SiH4比例與氣體總流量不變的情況下，調(diào)高各溫區(qū)溫度，觀察氮化硅膜的顏色均勻性，如表2、圖4所示。

　　（3）保持NH3與SiH4比例與氣體總流量、溫度不變的情況下，調(diào)高等離子體功率，觀察氮化硅膜的顏色均勻性，如圖5所示。

　　3．1．2設(shè)備參數(shù)調(diào)整

　　實(shí)驗(yàn)時(shí)選取國(guó)電硅片，分4組，每組400片，按正常工藝流程送至PECVD工藝段。

　　（1）更換石墨舟卡點(diǎn)，由原來(lái)間距0．35cm調(diào)整為0．25cm，跟蹤查看調(diào)整前后顏色均勻性的變化，如表3所示。

　　（2）修改加載端機(jī)械手位置，使硅片位置更貼近卡點(diǎn)處，如表4所示。

　　3．2實(shí)驗(yàn)分析與討論

　　由圖2、圖3可以看出，顏色偏差隨溫度、流量的升高而降低，顏色均勻性得到改善。溫度升高、流量增大，氣體分子的擴(kuò)散速度增大，爐管內(nèi)各處氣體的濃度一致性變好，有利于整舟顏色均勻性，同時(shí)襯底溫度的升高，提高了原子的活性，硅片表面原子的遷移率增大，有利于單片鍍膜的均勻性。由圖5可以看出，功率增大，顏色的均勻性變好，功率變大，舟片之間的電場(chǎng)隨之變強(qiáng)，等離子體的運(yùn)動(dòng)速率增大，硅片表面的離子、中性分子、原子相互撞擊頻率變大，有利于鍍膜的均勻性。

　　由表3看出，卡點(diǎn)直徑的調(diào)整能夠在很大程度上減少邊緣色差，其主要原因?yàn)榭c(diǎn)直徑變小后，硅片與舟之間的貼合更緊，不會(huì)影響舟邊緣的導(dǎo)電性；機(jī)械手位置的調(diào)整對(duì)顏色影響不大，可能機(jī)械手位置調(diào)整范圍有限，無(wú)法達(dá)到理想效果。

　　通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)分析，可以看出，氣體流量、溫度、等離子功率都對(duì)顏色均勻性有影響，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，參數(shù)之間存在相互影響，綜合優(yōu)化各個(gè)參數(shù)，可以使電池片性能達(dá)到最好。

參考文獻(xiàn)：

［1］　趙　慧，徐　征．氮化硅薄膜的性能研究以及在多晶硅太陽(yáng)電池上的應(yīng)用［J］．太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2004，25（2）：142－143．

［2］　李中華．晶硅太陽(yáng)電池雙層減反膜的研究［D］．北京：北京交通大學(xué)，2011：14－15．·

賈彥科，楊飛飛

山西潞安太陽(yáng)能科技有限責(zé)任公司

通信電源技術(shù)

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