【導(dǎo)讀】陽(yáng)能光伏器件的制造中。在高效太陽(yáng)能電池研究中，發(fā)射結(jié)表面鈍?；蜏p反射一直是其研究的主題。電流、開(kāi)路電壓以及電池效率。主要對(duì)生產(chǎn)中常使用的管式PECVD和板式PECVD. 薄膜致密性等手段對(duì)薄膜性能進(jìn)行了分析和比較。研究發(fā)現(xiàn)，氮化硅最佳的沉積條件是：

　　

【正文】 50 1600/500 1550/550 1500/600 腐蝕速率（ nm/s) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 從表 31 可以看出 SiNx 薄膜中 Si 的含量越大，沉積得到的薄膜越致密。同 時(shí)，我們也可以通過(guò)調(diào)節(jié) NH3/SiH4 來(lái)調(diào)節(jié)薄膜的折射率，從而得到較優(yōu)的減反射效果。 167。 NH3/SiH 4 對(duì) SiNx 薄膜反射率的影響 圖 3 是 SiN 薄膜反射率隨體積流量比 R=NH3/SiH4 變化的趨勢(shì)圖。 在太陽(yáng)電池制造工藝中，通常在正面發(fā)射結(jié)表面鍍一層減反射膜，通過(guò)兩層介質(zhì)膜上反射光的相互干涉，從而可以在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)降低正面反射率。在不考慮光吸收的情況下，膜系的反射率可以由以下表達(dá)式給出： 221 2 1 22 2 2 21 2 1 12 c o s1 2 c o sr r r rR r r r r Δ+++ Δ++= （ 35） 010nnr nn= + 2 SiSinnr nn= + ππλ4nd△ = 其中 n0 ,n 以及 nSi分別為外界介質(zhì)，膜層和單晶體硅的折射率；λ是入射光的波長(zhǎng) (模擬中設(shè)為常用的 600nm)； d 是薄膜的實(shí)際厚度；nd 是膜層的光學(xué)厚度。 積分球?qū)嶋H所測(cè)試得到的反射率數(shù)據(jù)，與前面圖 35 薄膜厚度和圖 36 薄膜的折射率相符合。表明在流量比 R= 時(shí)有最優(yōu)的 SiNx薄膜減反射效果。 2 .4 2 .6 2 .8 3 .0 3 .2 3 .4 3 .6 3 .8 4 .0 4 .2 4 .4456789 ReflectivityNH3/S iH4 圖 37 反射率隨 NH3/SiH4 的變化 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 167。 NH3/SiH 4 對(duì) SiNx 薄膜鈍化效果的影響 工業(yè)化太陽(yáng)電池生產(chǎn)工藝中，正面擴(kuò)磷，背面絲網(wǎng)印刷鋁背場(chǎng)形成的是 N+/P/P+結(jié)構(gòu)，具有 Al 背場(chǎng)的 N+/P/P+結(jié)構(gòu)的能帶示意如圖38 圖 3８ N+/P/P+結(jié)構(gòu)能帶圖 對(duì)于 N+/P/P+結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，根據(jù)τ＝Δ n/S 我們可以得到有效少子壽命和體內(nèi)以及表面復(fù)合速度之間的關(guān)系， e ff B u lk to p b o tto m1 1 1 1= + +τ τ τ τ （ 36） 由于實(shí)驗(yàn)中的有相同的硅材料以及 實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)允許的相近的硅片厚度，我們可以進(jìn)行推斷 :公式中的有效少子壽命τ e f f 可以直接表征表面復(fù)合速率 S 以及 SiNx 的表面鈍化質(zhì)量。 圖 39 為實(shí)驗(yàn)中的得到的不同 PEC VDSiNx 沉積條件下得到的少子壽命，少子壽命隨流量比的變化趨勢(shì)。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 2 .5 2 .8 2 3 .2 3 .6 7 4 .2 5024681012141618Minority carrier lifetime/usNH3/ Si H4 Be f o re PEC VD Af t e r PEC VD 圖 39 不同 NH3/SiH4 薄膜少子壽命對(duì)比 從上圖中可以看出， SiN x 鍍膜后所有樣片少子壽命均有明顯的提高，這已經(jīng)充分說(shuō)明，相對(duì)于鍍 PEC VDSiNx 之前， PEC VDSiNx對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的表面鈍化已經(jīng)起到 了顯 著的效果。且在流量比 為 是，少子壽命提高的幅度要稍微好一點(diǎn)。這是因?yàn)榈璞∧?為 富硅膜 [ 23]，氫含量較多，鈍化效果好一點(diǎn)。但此時(shí)薄膜折射率為 ，折射率較大，消光系數(shù)增加 [ 24 ]，不適合做前表面鈍化。因?yàn)榍氨砻娴璞∧げ粌H用來(lái)做表面鈍化，而且還有減反射層的作用。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 結(jié) 論 1. 板式 PECVD的表面鈍化 質(zhì)量 要優(yōu)于管式 PECVD； 2. 從減反射來(lái)說(shuō)管式的在長(zhǎng)波段要好一點(diǎn)，板式的在短波段更好一點(diǎn) ； 3. SiNx 薄膜折射率隨 R=NH3/SiH4 比值的增大而減小，即薄膜中 Si 的含量增加，薄膜的致密度 增加，從而引起 SiNx 薄膜折射率增加； 4. SiNx 薄膜的反射率在 R= NH3/SiH4 為 時(shí)最小。在 R 時(shí)，隨流量比 R 的增大而減?。辉?R 時(shí)，反射率隨流量比的增大而增大。薄膜反射率的變化主要是由 于薄膜厚度和折射率綜合作用的結(jié)果，考慮到消光系數(shù)的影響折射率不應(yīng)太大； 5. 在 NH3/SiH4 不同流量比下，硅片少子壽命都有明顯提高，鈍化質(zhì)量明顯且隨流量比減小而增大。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 參考文獻(xiàn) [1] 中國(guó) 可 再生 能 源 發(fā) 展項(xiàng) 目 辦 公室 , 中 國(guó) 光 伏產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展研 究 報(bào)告[R],2021,21(2):35. [2] 趙富 鑫 , 魏彥章 , 太 陽(yáng) 電 池 及 其 應(yīng) 用 [M], 北京 : 國(guó)防工業(yè)出版社 ,1985:2527. [3] 馬 利 國(guó) , 王虎 , 馬 亮 . 中 國(guó) 光 伏 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 研 究 報(bào) 告 . 太 陽(yáng) 能 光伏 ,2021.(4):57. [4] 楊宏 , 王鶴 , 于 化 從 . 硅 太 陽(yáng) 能 電 池 研 究 [J]. 太 陽(yáng) 能 學(xué) 報(bào) . 2021,23(13): 437440. [5] Fukui K,Okada development in high efficiency P V cells[J].Renewable energy,1 998,15(4):467472. [6] m M. A. Green 狄大衛(wèi)等 .應(yīng)用光伏學(xué) [M],上海交通大學(xué)出版社 ,2021:3435. [7] 史小江 ,陳東 ,王建強(qiáng) .氮化硅薄膜制備及其相關(guān)特性研究 .材料導(dǎo)報(bào) , 2021, 3(21): 23. 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