氮化硅薄膜对硅片背表面的钝化作用

摘要

:采用等离子体增强化学沉积的方法(PECVD),在低衬体温度下制备不同厚度的双面

氮化硅薄膜

,通过准稳态电导法(QSSPCD)测试 non2diffused 和 diffused 硅片沉积不同厚度双

面氮化硅薄膜烧结前后的少子寿命

,研究发现,氮化硅薄膜厚度在 17nm 左右的时候,背面钝化

效果有所下降

,超过 26nm 的时候,效果基本一致。non2diffused 烧结后的少子寿命下降很大,而

diffused 与之相反。结果表明,采用氮化硅作为背面钝化介质膜,可以改善材料的少子寿命,背
面钝化膜可以选择在

26～75nm 之间。

　　关键词

:背面钝化;氮化硅;少子寿命

　　

0 引言

　　近年来

,高效率低成本的太阳能电池是光伏产业的研究热点之一。目前,主要有两种方法

降低太阳电池的成本。第一

,降低硅材料成本,促使硅片向薄片化方向发展;第二,提高电池转换

效率

,研究主要集中在前表面的选择性扩散及背表面钝化两个方向上。

　　现阶段的太阳能电池背面基本上是采用

ALBSF(铝背场),这种 BSF(背场)起到一个 P+层

的作用

,可以减少背面的复合速度,使背面复合速度在 1000～10000cm·s-1 范围内,但同时也会

带来一些新的问题

,由于铝和硅的热膨胀系数的不同,在硅片小于 180μm 的时候,经过 fire(烧

结

)之后,片子就会弯曲,在一定程度上增加了电池生产线和组件的碎片率,影响产能输出。对

于薄片的电池片

,背面钝化显得越来越重要。

　　传统高效太阳电池的背表面钝化主要采用高温氧化法

,高质量的氧化膜必须在 900～

1100

℃长时间氧化才能得到。ZHAO J, WANG A 等人 24.7%的 PERL 电池背面就是采用高温

氧化法。虽然这种钝化效果使太阳电池转换效率得到极大提升

,但也带来许多缺点。第一,质量

较差的单晶及多晶在长时间的高温条件下会诱生缺陷

,少数载流子寿命下降很厉害;第二,许

多有害杂质会在高温条件下扩散进硅片体内。因此可以考虑采用低温沉积的方法对背表面进
行钝化。

　　一些研究表明由

PECVD 沉积的低温氮化硅薄膜可以用来作为背面钝化介质膜。背面氮

化硅膜钝化太阳电池主要是采用背面点接触的形式来替代传统铝背场电池

,优势主要有以下

两个方面

:首先,提高背面钝化效果,降低背表面的复合速率;其次,避免电池由于铝背场烧结过

程而引起的弯曲。

HUKBNER 等人利用氮化硅钝化双面太阳能电池的背表面使电池效率超过

了

20%。

　　本文采用

PECVD 方法对硅片沉积不同膜厚的双面氮化硅,主要研究不同膜厚的氮化硅

对硅片背表面的钝化作用。