提高太陽電池的光譜響應，增加太陽電池對太陽光各波段的吸收和利用,，是提高太陽能電池轉(zhuǎn)化效率的一個重要方面,。其中提高長波響應的方法主要是制作Al摻雜背場電池，硅鋁合金與p型硅襯底形成的p p-高低結可以降低表面復合速率,，鋁的吸雜作用提高了體少子壽命,，從而電池在長波近紅外區(qū)的光譜響應增強。提高短波響應的方法主要有提高薄層電阻,、在電池片受光面制減反射膜等,。因此氮化硅被用來作為多晶硅太陽能電池的減反射和鈍化膜。研究表明,，當硅片擴散方阻改變時,，與其最佳匹配的氮化硅減反射和鈍化薄膜的成分和厚度也需要做相應調(diào)整，SiNX薄膜制備時的沉積壓強則是影響其性能的重要因素之一,。本文研究了反應壓強對SiNX：H膜的折射率,、鈍化效果、反射率的影響,，并分別對不同薄層電阻的擴散片,，制得的多晶硅太陽電池的光譜響應進行了比較，得出隨著薄層電阻的增大,，短波響應的變化趨勢有所提高,，光譜響應的峰值向短波方向移動。當反應壓力在1.4Torr,，擴散薄層電阻為80Ω/□時,，薄膜的光學性能和鈍化效果之間的優(yōu)化達到平衡，制得電池的性能最佳,電池效率平均達到17.8%,。

　　利用P型多晶硅片作為襯底,，采用太陽能電池生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝流程。實驗是在某太陽能電池公司晶硅生產(chǎn)線上進行的,。硅片尺寸：156mm×156mm,，電阻率：0．5～3Ω.cm,，少子壽命：1.5～21μs,，厚度：(220±20)μm。采用華鉑管式PECVD設備沉積SiNX：H膜。SiNX：H薄膜的沉積溫度,、SiH4/NH3氣體比率,、沉積功率等參數(shù)保持不變，沉積壓強在1.1Torr～1.6Torr的范圍內(nèi)變,。SiNX：H膜的厚度均維持在(83±2)nm,。采用德國CTE2000HT300-5擴散爐。分別制備出65,、70,、75、80,、85Ω/□的擴散片,。用PECVD沉積SiN減反射膜，在沉積壓強1.4Torr下,，沉積溫度,、沉積時間、氨氣和硅烷氣體比例一定的情況下,，研究不同薄層電阻的硅片鍍SiNX：H膜后的光譜響應,。采用光譜響應測試設備(型號：EnlitechR-2011)測試不同電池的光譜響應。

　　2.1沉積壓強與折射率的關系

　　PECVD法制備SiNx：H薄膜,，當沉積溫度和SiH4/NH3反應比一定時,，反應壓強是影響SiNX：H膜折射率的重要制備條件。薄膜的折射率在一定程度上說明了膜的密度了結構,，是SiNX：H膜的重要物理參數(shù),。本文在沉積溫度400℃和SiH4/NH3比為1:7時，研究研究了沉積壓強對于折射率的影響,。隨著沉積壓強的從1.2Torr增加到1.6Torr,，薄膜的折射率從2增加到2．21。折射率的大小主要跟SiNX：H膜中硅的含量具有一定的關系,，如果薄膜中硅成分增大,，則折射率增大；如果薄膜成分中硅成分減少,，則折射率降低,。本實驗中SiNX：H薄膜折射率的降低，表明隨著沉積壓強的增加,，薄膜中硅的成分增多,。

　　2.2沉積壓強與硅片少子壽命的關系

　　圖2（本文圖略）表示了沉積壓強對硅片少子壽命的影響。從圖中可以看出,，沉積SiNX：H膜后硅片的少子壽命較擴散后的少子壽命(8.51μs)均有所提高,，表明SiNX：H膜對硅片起到了良好的鈍化效果,。隨著沉積壓強從1.3Torr增加到1.4Torr，少子壽命從9.4μs增加到12.6μs,，增加了34％,，氫鈍化效果明顯提高。當沉積壓強高于1.4Torr后,，少子壽命的增加趨于平緩,，氫鈍化效果基本達到飽和。硅片表面沉積SiNX：H薄膜后,，少子壽命的提高是因為SiNX：H薄膜中的氫能夠?qū)杵鸬奖砻驸g化和體鈍化的作用,。表面鈍化是指SiNX：H薄膜中的適量氫能夠鈍化硅片表面的懸掛鍵、斷鍵等不飽和鍵,，降低表面態(tài)密度,，提高電池效率。體鈍化是指SiNX：H薄膜中的氫原子進入多晶硅沉底的晶界等缺陷處來飽和懸掛鍵,，減少懸掛鍵電子態(tài),。

　　隨著氣體壓力的增加，沉底少子壽命的提高,，可以解釋為隨沉積壓強提高等離子體密度增加,，粒子的能量和平均自由程相應增加，對硅片表面的轟擊作用增強,，加速了氫的分解和擴散,，從而增加了氫對沉底的體內(nèi)鈍化效果，襯底少子壽命得以提高,。然而當氣體壓力過高時,，等離子體對于硅片表面的損傷損失進一步加大，引入新的缺陷態(tài),，而且氫含量過高,，膜的致密性等也存在問題，所以鈍化效果變差,，襯底的少子壽命反而降低,。

　　2.3沉積壓強與反射率的關系

　　SiNx：H薄膜的減反射特性，關系到照射到太陽能電池表面的光進入電池內(nèi)部的比例,，是影響太陽能電池效率的一個重要因素,。圖3（本文圖略）是反應沉積壓強與鍍膜后反射率的關系曲線圖?？梢钥闯?，隨著反應沉積壓強增大，反射率也相應的增大,。這是因為隨SiNX：H薄膜中硅含量的增加,，折射率n和消光系數(shù)k均相應增高,。消光系數(shù)k增高，氮化硅的光吸收就會增強,，從而減反射特性就會變差。當沉積壓強高于1.4Torr后,，反射率顯著增大,，而表面鈍化效果趨于穩(wěn)定，所以1.4Torr是理想的沉積壓強,。

　　(1)利用管式PECVD技術在不同沉積壓強下制備了SiNX：H膜,。隨著沉積壓強的增加，薄膜的折射率增大,。

　　(2)沉積壓強增加,，硅片的少子壽命增加，鈍化效果提高,。當沉積壓強高于1.4Torr時,，少子壽命反而降低。

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