晶体硅太阳电池减反射膜的研究

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1、２０１１年６月１５日现代电子技术Ｊｕｎ．２０１１第３４卷第１２期ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅＶｏｌ．３４Ｎｏ．１２晶体硅太阳电池减反射膜的研究赵萍１，麻晓园２，邹美玲２（１．西安邮电学院电子工程学院，陕西西安７１０１２１；２．江阴浚鑫科技有限公司，江苏江阴２１４４００）摘要：在太阳电池表面形成一层减反射薄膜是提高太阳电池的光电转换效率比较可行且降低成本的方法。应用ＰＥＣＶＤ（等离子体增强化学气相沉积）系统，采用ＳｉＨ４和ＮＨ３气源以制备氮化硅薄膜。研究探索了ＰＥＣＶＤ生长氮化硅薄膜

2、的基本物化性质以及在沉积过程中反应压强、反应温度、硅烷氨气流量比和微波功率对薄膜性质的影响。通过大量实验，分析了氮化硅薄膜的相对最佳沉积参数，并得出制作减反射膜的优化工艺。关键词：太阳电池；ＰＥＣＶＤ；减反射；氮化硅薄膜中图分类号：ＴＮ９１９－３４文献标识码：Ａ文章编号：１００４－３７３Ｘ（２０１１）１２－０１４５－０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎＣｏａｔｉｎｇｏｆＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｉｌｉｃｏｎＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ１，ＭＡＸｉａｏ－ｙｕａｎ２，ＺＯＵＭｅｉ－ｌｉｎｇ２ＺＨＡＯＰｉ

3、ｎｇ（１．Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｘｉ’ａｎ７１０１２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｅｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｙｉｎ２１４４００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｆｉｌｍｓｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｉｓｔｈｅｍｏｓｔｄｏａｂｌｅｗａｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎａｌｓｏｄｅｂａｓｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆｓｏｌａｒｃｅ

4、ｌｌｓ．ＴｈｅＰＥＣＶＤ（ＰｌａｓｍａＥｎｈａｎｃｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）ｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔａｎｔｓｏｆｓｉｌａｎｅａｎｄａｍｍｏｎｉａａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇＳｉＮｔｈｉｎｆｉｌｍ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｉｏｏｆｓｉｌａｎｅｏｖｅｒａｍｍｏｎｉａａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒｏｎｔｈｅｆｉｌｍｃｈａｒａｃｔｅｒａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｏｓ

5、ｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｎｅａｌｉｎｇｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄｐｒｉｍａｒｉｌｙ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｔｉ－ｍｉｚｅｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｒｅａｔｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｐｌｅｎｔｙｏｆｅｘｐｅｒｉｅｎｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ；ＰＥＣＶＤ；ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；ＳｉＮｔｈｉ

6、ｎｆｉｌｍ膜，分析了氮化硅薄膜的相对最佳沉积参数和优化０引言工艺。太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其１减反射膜原理核心是半导体物质的光电效应。最常用的半导体材料是硅。光伏电池由Ｐ型和Ｎ型半导体构成，一个为正在了解减反射薄膜原理之前，要先了解几个简单的极，一个为负极。阳光照射在半导体上时，两极交界处概念：第一，光在两种媒质界面上的振幅反射系数为产生电流，阳光强度越大，电流就越强。太阳能光伏系（１－ρ）／（１＋ρ），其中ρ为界面处两折射率之比。第二，统不仅只在强烈阳光下运作，在阴天也能发电。晶体硅若

7、反射光存在于折射率比相邻媒质更低的媒质内，则相是当前太阳能光伏电池的主流。目前晶体硅电池光电移为１８０°；若该媒质的折射率高于相邻媒质的折射率，［１］转换效率可以达到２０％，并已实现大规模生产。除则相移为零。第三，光因受薄膜上下两个表面的反射而效率外，光伏电池的厚度也很重要。薄的硅片（ｗａｆｅｒ）分成２个分量，这２个分量将按如下方式重新合并，即意味着较少的硅材料消耗，从而可降低成本。在查阅了当它们的相对相移为１８０°时，合振幅便是２个分量振幅大量国内外相关文献［２－６］，并结合我国对晶体硅太阳之差；称为两

8、光束发生相消干涉。电池技术开发的迫切需要，在制备太阳电池减反射膜如图１所示膜有２个界面就有２个矢量，每个矢量（氮化硅薄膜）的工艺中，对气体流量比、微波功率、沉积表示一个界面上的振幅反射系数。如果膜层的折射率压强和温度对减反射膜性质的影响进行了研究，通过大低于基片的折射率，则每个界面上的反射系数都为负量有效的工作及一系列工艺数据，得出了制作减反射值，这表明相位变化为１８０°。当膜层的相位厚度为１８０°时，即膜层的光学厚度为某一波