為了提高晶體硅太陽能電池的效率,通常需要減少太陽電池正表面的反射,還需要對晶體硅表面進(jìn)行鈍化處理,以降低表面缺陷對于少數(shù)載流子的復(fù)合作用。
硅的折射率為3.8,如果直接將光滑的硅表面放置在折射率為1.0的空氣中,其對光的反射率可達(dá)到30%左右。人們使用表面的織構(gòu)化降低了一部分反射,但是還是很難將反射率降得很低,尤其是對多晶硅,使用各向同性的酸腐蝕液,如果腐蝕過深,會影響到PN結(jié)的漏電流,因此其對表面反射降低的效果不明顯。因此,考慮在硅表面與空氣之間插一層折射率適中的透光介質(zhì)膜,以降低表面的反射,在工業(yè)化應(yīng)用中,SiNx膜被選擇作為硅表面的減反射膜,SiNx膜的折射率隨著x值的不同,可以從1.9變到2.3左右,這樣比較適合于在3.8的硅和1.0的空氣中進(jìn)行可見光的減反射設(shè)計,是一種較為優(yōu)良的減反射膜。
另一方面,硅表面有很多懸掛鍵,對于N型發(fā)射區(qū)的非平衡載流子具有很強(qiáng)的吸引力,使得少數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合作用,從而減少電流。因此需要使用一些原子或分子將這些表面的懸掛鍵飽和。實驗發(fā)現(xiàn),含氫的SiNx膜對于硅表面具有很強(qiáng)的鈍化作用,減少了表面不飽和的懸掛鍵,減少了表面能級。綜合來看,SiNx膜被制備在硅的表面起到兩個最用,其一是減少表面對可見光的反射;其二,表面鈍化作用。
PECVD技術(shù)的分類:用來制備SiNx膜的方法有很多種,包括:化學(xué)氣相沉積法(CVD法)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD法)、低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD法)。在目前產(chǎn)業(yè)上常用的是PECVD法。
PECVD法按沉積腔室等離子源與樣品的關(guān)系上可以分成兩種類型:
1、直接法:樣品直接接觸等離子體,樣品或樣品的支撐體就是電極的一部分。其中直接法又分兩種類型,一是管式PECVD系統(tǒng);二是板式PECVD系統(tǒng)。
2、間接法:或稱離域法。待沉積的樣品在等離子區(qū)域之外,等離子體不直接打到樣品表面,樣品或其支撐體也不是電極的一部分。其中直接法又分兩種類型,一是微波法,二是直流法。