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PECVD:晶硅太阳能电池效率提升技术

时间:2020-03-15 返回列表
为了提高晶体硅太阳能电池的效率,通常需要减少太阳电池正表面的反射,还需要对晶体硅表面进行钝化处理,以降低表面缺陷对于少数载流子的复合作用。 硅的折射率为3.8,如果直接将光滑的硅表面放置在折射率为1.0的空气中,其对光的反射率可达到30%左右。人们使用表面的织构化降低了一部分反射,但是还是很难将反射率降得很低,尤其是对多晶硅,使用各向同性的酸腐蚀液,如果腐蚀过深,会影响到PN结的漏电流,因此其对表面反射降低的效果不明显。因此,考虑在硅表面与空气之间插一层折射率适中的透光介质膜,以降低表面的反射,在工业化应用中,SiNx膜被选择作为硅表面的减反射膜,SiNx膜的折射率随着x值的不同,可以从1.9变到2.3左右,这样比较适合于在3.8的硅和1.0的空气中进行可见光的减反射设计,是一种较为优良的减反射膜。 另一方面,硅表面有很多悬挂键,对于N型发射区的非平衡载流子具有很强的吸引力,使得少数载流子发生复合作用,从而减少电流。因此需要使用一些原子或分子将这些表面的悬挂键饱和。实验发现,含氢的SiNx膜对于硅表面具有很强的钝化作用,减少了表面不饱和的悬挂键,减少了表面能级。综合来看,SiNx膜被制备在硅的表面起到两个最用,其一是减少表面对可见光的反射;其二,表面钝化作用。 PECVD技术的分类:用来制备SiNx膜的方法有很多种,包括:化学气相沉积法(CVD法)、等离子增强化学气相沉积(PECVD法)、低压化学气相沉积法(LPCVD法)。在目前产业上常用的是PECVD法。 PECVD法按沉积腔室等离子源与样品的关系上可以分成两种类型: 1、直接法:样品直接接触等离子体,样品或样品的支撑体就是电极的一部分。其中直接法又分两种类型,一是管式PECVD系统;二是板式PECVD系统。 2、间接法:或称离域法。待沉积的样品在等离子区域之外,等离子体不直接打到样品表面,样品或其支撑体也不是电极的一部分。其中直接法又分两种类型,一是微波法,二是直流法。
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