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毕业论文题目晶体硅太阳能电池表面PECVD淀积SiN减反射膜工艺研究目录摘要 (1)绪论 (3)第一章 PECVD淀积氮化硅薄膜的基本原理 (6)1.1化学气相淀积技术 (6)1.2 PECVD原理和结构 (6)1.3 PECVD薄膜淀积的微观过程 (8)1.4 PECVD淀积氮化硅的性质 (9)1.5表面钝化与体钝化 (9)第二章实验 (11)2.1 PECVD设备简介 (11)2.2 PECVD设备操作流程 (13)2.3 SiN 减反射膜PECVD淀积工艺流程 (13)2.4最佳薄膜厚度和折射率的理论计算 (13)2.5 理论实验总结 (15)结束语 (16)参考文献 (17)晶体硅太阳能电池表面PECVD淀积SiN减反射膜工艺研究摘要等离子增强化学气相淀积氮化硅减反射薄膜已经普遍应用于光伏工业中，其目的是在晶体硅太阳能电池表面形成减反射薄膜，同时达到了良好的钝化作用。
氮化硅膜的厚度和折射率对电池性能都有重要的影响。
探索最佳的工艺条件来制备最佳的薄膜具有重要意义。
本课题是利用Roth&Rau的SiNA设备进行淀积氮化硅薄膜的实验，介绍了几种工艺参数对薄膜生长的影响，获得了生长氮化硅薄膜的最佳工艺条件，制作出了高质量的氮化硅薄膜。
实验中使用了椭偏仪对样品进行膜厚以及折射率的测量。
关键词：等离子增强化学气相淀积，氮化硅薄膜，太阳能电池，光伏效应，钝化ABSTRACTSiN Film plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is widely used in P-V industry as an antireflection thinfilm on the surface of crystal silicon solar cell. In addition this process takes advantage of an exellent passivation effect. Both the thickness and refractive index of the SiN film make important influences to the performance of solar cells. So it is very important to find the best process parameters to deposit the best film. In this paper, the experiment of SiN film deposition was completed with the equipment named SiNA produced by Roth&Rau. The influence of the parameters to the gowth of the film was introduced based on the experiment, and the best parameters to produce the top-quality SiN film were obtainted. The Spectroscopic ellipsometry was used to test the thickness and refractive index of the samples during the experiment.Key words:PECVD, SiN film, solar cell, photovoltaic effect, passivation第一章绪论从2003年开始，全球化石能源的缺乏引发了能源价格不断攀升，可再生能源也因此得到了更多的重视，太阳能光伏行业迎来了发展的春天。
关于太阳能电池减反射膜的研究报告作者：杨嘉贺（江西南昌理工学院南昌 330044）【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，并得出制作战反射膜的优化工艺。
【关键词】太阳电池；PECVD减反射；氮化硅薄膜一、引言太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其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，一个为正极，一个为负极。
阳光照射在半导体上时，两极交界处产生电流，阳光强度越大，电流就越强。
太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作，在阴天也能发电。
晶体硅是当前太阳能光伏电池的主流。
目前晶体硅电池光电转换效率可以达到20％，并已实现大规模生产。
除效率外，光伏电池的厚度也很重要。
薄的硅片(wafer)意味着较少的硅材料消耗，从而可降低成本。
在查阅了大量国内外相关文献，并结合我国对晶体硅太阳电池技术开发的迫切需要，在制备太阳电池减反射膜(氮化硅薄膜)的工艺中，对气体流量比、微波功率、沉积压强和温度对减反射膜性质的影响进行了研究，通过大量有效的工作及一系列工艺数据，得出了制作减反射膜，分析了氮化硅薄膜的相对最佳沉积参数和优化工艺。
二、减反射膜（增透膜）工作原理2.1基本概念：在了解减反射薄膜原理之前，要先了解几个简单的概念：第一，光在两种媒质界面上的振幅反射系数为(1-ρ)／(1+ρ)，其中ρ为界面处两折射率之比。
第二，若反射光存在于折射率比相邻媒质更低的媒质内，则相移为180°；若该媒质的折射率高于相邻媒质的折射率，则相移为零。
第三，光因受薄膜上下两个表面的反射而分成2个分量，这2个分量将按如下方式重新合并，即当它们的相对相移为180°时，合振幅便是2个分量振幅之差；称为两光束发生相消干涉。
降低太阳能电池表面反射率研究分析摘要：太阳能电池正面的一次反射损耗高，一直是制约光伏转换效率的关键挑战。
由于半导体层的折射率高于空气，部分太阳光在空气与半导体界面处丢失。
在空气和半导体之间形成逐渐变化的折射率，可以最大限度地减少表面反射，加强光捕获并促进pn结内的载流子分离，从而降低太阳能电池正面的一次反射损耗。
本文介绍的AAO纳米光栅和倒金字塔纳米结构，可有效降低表面反射损耗。
关键词：折射率； AAO纳米光栅；倒金字塔能源是发展和经济增长的主要驱动力，工业革命后全球能源在很大程度上依赖于化石燃料，而化石燃料的过度开采和使用，导致与能源生产相关的全球变暖、资源枯竭和生物多样性丧失等环境问题逐渐暴露。
2015年9月25日，可持续发展峰会在纽约召开，联合国共193个成员国于峰会上表决通过了17个可持续发展目标，旨在以综合方式解决社会、经济和环境三个维度的发展问题，向可持续发展道路转型。
可持续发展被定义为在不损害后代需求的情况下满足当代人的需求，可再生能源替代化石燃料势在必行。
电力作为一种功能性能源形式，是工业、农业以及现代设备运行的基础。
随着人口的增长和经济的发展，电力需求增长率逐年增加，而太阳能是一种很有前途的可再生能源。
光伏太阳能电池板技术(PV)在其运行过程中不会排放温室气体(GHG)，因此被认为是一种环境友好型技术，已研发出单晶硅电池、非晶硅电池、砷化镓电池和钙钛矿电池等不同类型的太阳能电池。
其中硅太阳能电池具有寿命长、性能可靠、价格低廉等优点，在光伏领域应用广泛。
光伏太阳能系统主要以并网和离网两种形式用于发电，并网系统主要应用于大型太阳能发电厂和城市区域小型分布式光伏发电，离网系统主要应用于家庭和小型商业电网。
为了满足全球对能源的需求，设计与制作具有高转换效率的太阳能电池是关键，提高太阳能电池的光电转换效率显得尤为重要。
作者简介：闫晓峰(1993-)，男，河南濮阳人，助理工程师，研究方向为新能源1 晶硅太阳能电池制备工艺流程随着晶硅太阳能电池经的工艺技术不断革新，光电转换效率不断提升，但是常规晶硅太阳能电池的生产工艺流程并无根本性改变。
收稿日期:2003-12-03基金项目:国家(863)高新技术资助项目(2001AA513040)作者简介:刘祖明(1962-),男(汉族),福建上杭人,教授,核技术及应用专业博士,硕士生导师,主要从事太阳能电池研究与开发;张忠文(1961-),男(汉族),云南石屏人,高级工程师,主要从事太阳能电池研究与开发.晶体硅太阳电池T iO 2与SiN 减反射膜对比研究刘祖明1,张忠文1,2,李海雁3,李杰慧1,2,廖 华1,2,李景天1,2(1.云南师范大学太阳能所云南省农村能源工程重点实验室,云南昆明 650092;2.昆明光伏科技公司,云南昆明 650092;3.昆明师范高等专科学校物理系,云南昆明 650031)摘要:采用多层膜的反射理论及数值计算对比了T iO 2和SiN 减反射膜用于晶体硅太阳电池对其性能的影响,给出了优化设计的结果,SiN 膜的减反射膜的综合效果更优.关键词:T iO 2减反射膜;SiN 减反射膜;晶体硅太阳电池中图分类号:T M91414 文献标识码:A 文章编号:1008-7958(2003)04-0075-031 引言随着对化石能源有限性的认识及环境保护的重视,近年来世界各国加强了对可再生能源开发的重视,作为一种重要的可再生能源技术———太阳电池行业得到了快速的发展.近5年平均年增长率达到30%以上.2002年世界累计安装容量2190MWp [1,2].在产业化方面,采用改进工艺、扩大生产规模和开拓市场等措施有效降低了成本.生产规模从1～5MW/a 发展到10～30MW/a ,并正在向50～100MW/a 扩大;生产工艺不断简化,自动化程度和太阳电池性能不断提高.20年来太阳电池组件成本下降了两个数量级,降到2.5～2.8美元/Wp.晶体硅(多晶硅及单晶硅)电池始终占有太阳电池市场85%以上,其优异特性已为众多成功的应用所证实.1998年开始,世界多晶硅太阳电池总产量超过单晶硅太阳电池.多晶硅电池与单晶硅电池相比制造工艺和性能相似,设备大多数可以兼容,且具有耗能低、生长工艺较简单、效率高、材料利用率高、尺寸灵活的优点,成为目前晶体硅电池主导品种.由于晶体硅太阳电池具有坚实的技术基础及成熟的生产工艺,能满足迅速增长的市场需求,预计今后5～10a ,甚至更长的时间内,这种主力电池的主导地位不会有过多的变化.为提高太阳电池效率,降低表面反射是其中的重要技术手段之一.目前晶体硅太阳电池中,普遍都使用T iO 2减反射膜与Si 3N 4(以下简写为SiN )减反射膜技术,20世纪90年代中期以T iO 2减反射膜为主,近几年以SiN 减反射膜为主.本文对比了两者减反射膜的减反射特性及在晶体硅太阳电池上的应用效果.2 理论分析针对我们目前制备的晶体硅太阳电池,仅从减反射效果的角度分析了使用T iO 2减反射膜与SiN 减反射膜对太阳电池性能的影响.由于在多晶硅太阳电池表面已制备SiO 2钝化层,因此减反射膜的计算需要用多层膜的理论.考虑在具有SiO 2表面钝化层的晶体硅表面淀积T iO 2薄膜(或SiN 薄膜)作为表面减反射膜时,太阳电池片测试时外介质为空气(取折射率n 0=1).描述波长为λ,以入射角<0入射多层光学薄膜时的矩阵为[3]:a bc d=cos δ1i (1ω1)sinδ1i ω1sin δ1cos δ1・cos δ2i (1ω2)sin δ2i ω2sin δ2cos δ2cos δn i (1ωn)sin δni ωn sin δn cos δn,δi =2πλn i cos <i ,昆明师范高等专科学校学报 2003,25(4):75～77 CN 53-1131/G4 ISSN 1008-7958Journal of Kunming Teachers Collegeωi=n i/cos<i (p成分),ωi=n i/cos<i (s成分),n i为第i层薄膜材料的折射率.反射率可以表达为:R=ω0a+ω0ωg b-c-ωg dω0a+ω0ωg b+c+ωg d2,ω0和ωg分别对应折射率为n0的外介质和n g的基底材料.3 优化设计根据目前所使用多晶硅及单晶硅材料的参数及实际能达到的工艺条件参数对太阳电池取如下参数:基片厚度d=280μm,p型基片掺杂浓度N A= 1.513×1016cm-3,少数载流子寿命τ=15μs,扩散长度为L n=80μm.表面n型掺杂浓度N S=8×1019 cm-3.考虑一定的表面钝化,少子复合速度取为104cm/s.背面制备Al背表面场:N+A=1×1018cm-3,结深为10μm,背表面的少子复合速度为106cm/s.考虑栅线电极遮光面积为10%,并联电阻Rsh=400Ω・cm2,串联电阻Rs=1.2Ω・cm2.电池表面仅考虑天然SiO2层的厚度,一般为1～1.5nm,取d1=1nm,n1=1.46.采用国际通用的太阳电池数值计算软件PC1D[4]进行优化计算.经过优化设计,采用T iO2减反射膜,n2=2.5,其最佳厚度为d2=55nm.此时太阳电池的性能为: J sc=29.4mA/cm2,V oc=0.617V,FF= 75%,E ff=13.6%,(AM1.5,1000W/m2,25℃).以上优化值与我们实验实际达到值基本一致.该电池的I-V曲线见图1,表面反射及光谱响应见图2.在300～1200nm波长范围内,表面反射的算术平均为17198%,最小反射率还有约5%.其它参数都相同,采用SiN减反射膜,n2= 210;考虑到SiN膜有良好的表面钝化效果(可使表面复合速度降低至非常低的值10cm/s[5]),使表面复合速度降低一个数量级.经过优化设计其最佳厚度为d2=70nm,此时太阳电池的性能为:J sc=30.7mA/cm2,V oc=0.619V,FF= 75%,E ff=14.2%,(AM1.5,1000W/m2,25℃).该电池的I-V曲线见图3,表面反射及光谱响应见图4.在300～1200nm波长范围内,表面反射的算术平均为15.43%,在500～600nm的大部分范围内,最小反射率降低到零,充分显示了该薄膜良好的减反射效果,导致了太阳电池的短路电流有了明显的增加,从而使其效率也有增加.67 昆明师范高等专科学校学报 2003年12月 从上述结果看,由于SiN 减反射膜的折射率的匹配较好,该减反射膜有更好的减反射效果,两个太阳电池参数的对比见表1.从表中可看出,由于平均反射下降了14.18%,导致电池的短路电流增加4.42%,开路电压和填充因子都有改善,最终电池的效率提高16.7%.说明SiN 薄膜有很好的减反射效果,此外对多晶硅太阳电池还有很好的体钝化效果,应该充分的重视.不仅能用于多晶硅太阳电池,而且也能用于单晶硅太阳电池.表1 TiO 2减反射膜和SiN 减反射膜效果对比J sc/(mA/cm 2)V oc/V FF /%E ff/%R /%SiO 2/T iO 2减反射膜29.40.6177513.617.98SiO 2/SiN 减反射膜30.70.6197514.215.43采用SiN 后的增量/%04.420.32016.7-14.18 其它基本参数不变,如基片的少数载流子寿命增加到τ=25μs ,可通过钝化、吸杂等手段达到.采用SiO 2/SiN 减反射膜系,进一步提高表面织构的效果,使表面反射降低2%,此时太阳电池的性能可达到:J sc =32.1mA/cm 2,V oc =0.6254V ,FF =75%,E ff =15.0%,(AM1.5,1000W/m 2,25℃).其I -V 曲线见图5.这个结果也指明了今后对表面织构、体钝化和吸杂应充分重视,提高电池效率应主要改善材料的性能.4 结论本文研究了减反射膜对太阳电池性能的影响,对比了T iO2和SiN 减反射膜用于晶体硅太阳电池的增益,SiN 膜的减反射效果更优,加上其良好的表面钝化及体钝化效果,是提高晶体硅太阳电池性能有效的手段.[参 考 文 献][1] 刘祖明,李杰慧,张忠文,等.晶体硅太阳电池产业技术发展[A ].21世纪太阳能新技术[C ].上海:上海交通大学出版社,2003.51—54.[2] NI J S J F ,et al.Advanced Manufacturing C oncepts forCrystalline Silicon S olar Cells[J ].IEEE Trans.Electron Devices ,1999,46(10):1948.[3] 田民波.薄膜科学与技术手册(下册)[Z].北京:机械工业出版社,1991.809.[4] BASORE P A ,C LUG ST ON D A.PC1D 2Version 5.3[M].New S outh Wales :University of New S outh Wales ,1998.[5] SCHMIT J ,ABERLE A G.Accurate method for the de 2termination of bulk minority 2carrier lifetimes of mono and multicrystalline silicon wafers [J ].J.Appl.Phys.,1997,81:6186.Comparing R esearch on TiO 2Anti 2reflection Coating (ARC)and SiN ARC of Crystalline Si Solar SellsLIU zu 2ming 1,ZHANG Zhong 2wen 1,2,LI Hai 2yan 3,LI Jie 2hui 1,2,LIAO Hua 1,2,LI Jing 2tian 1,2(1.S olar 2energy Institute ,Y unnan Normal university ,Y unnan K unming 650092,China ;2.K unming G uang 2Fu Science and Technology C ompany ,Y unnan K unming 650092,China ;3.Department of physics ,K unming Teachers C ollege ,Y unnan K unming 650031,China )Abstract :C omparison of T iO 2anti 2reflection coating (ARC )and SiN ARC were carried out by multi 2coating the 2ory and numerical calculation ,including their impact to performances of crystalline Si solar cells.The optimum design results were obtained.K ey words :T iO 2anti 2reflection coating ;SiN anti 2reflection coating ;crystalline Si solar cells77第4期 刘祖明,张忠文,等:晶体硅太阳电池T iO 2与SiN 减反射膜对比研究。
晶硅太阳电池减反射膜原理与制备方法摘要：提高太阳能的利用率，尤其是太阳电池的光电转化率是科研工作者研究的一个重要方向。
对于提高太阳电池的光电转换效率的方法很多，但比较可行又能降低太阳电池成本的方法是在太阳电池表面形成一层减反射薄膜，以减少太阳电池表面对阳光的反射损失。
目前应用较广泛的方法是喷涂和刷涂法等。
关键词：太阳电池，减反射薄膜，薄膜制备方法1 减反射薄膜的原理[1]在了解减反射薄膜原理之前，要先了解几个简单的概念：第一，光在两种媒质之界面上的振幅反射系数为(1-ρ)/(1+ρ)，式中ρ为界面处两折射率之比。
第二，若反射光存在于折射率比相邻媒质更低的媒质内，则相移为180°；若该媒质的折射率高于相邻媒质的折射率，则相移为零。
第三，光因受薄膜上下两个表面的反射而分成两个分量，这两个分量将按如下方式重新合并：当它们的相对相移为180°时，合振幅便是两个分量振幅之差；当相对相移为零或为360°的倍数时，合振幅便是两个分量振幅之和。
前一种情况称为两光束发生相消干涉；后一种情况称为相长干涉。
1.1 单层减反射薄膜的原理结构最简单的减反射膜是单层膜。
图1所示为单层减反射薄膜的矢量图。
图1 减反射膜引起的光学干涉膜有两个界面就有两个矢量，每个矢量表示一个界面上的振幅反射系数。
如果膜层的折射率低于基片的折射率，则在每个界面上的反射系数都为负值，这表明相位变化为180°。
当膜层的相位厚度为90°时，即膜层的光学厚度为某一波长的四分之一时，则两个矢量的方向完全相反，合矢量便有最小值。
如果矢量的模相等，则对该波长而言，两个矢量将完全抵消，于是出现了零反射率。
以上仅仅是垂直入射的情况。
在倾斜入射时，情况与上述类似，只是膜层的有效相位厚度减少了，因而最佳透射波长更短些，此时应用更普遍的光纳来代替折射率。
对于任何入射角、偏振面以及任何波长，可用矩阵法求出反射率的普遍公式。
用于硅太阳能电池的二氧化钛减反射膜制备及性能研究随着能源需求的增长和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注。
硅太阳能电池作为目前应用最广泛的太阳能电池，其光电转化效率直接影响着太阳能的利用效率。
然而，硅太阳能电池在常温下的实际效率却远低于理论值，其中一个重要原因是反射损失。
要解决这一问题，研究人员发展出了一种二氧化钛减反射膜（TiO2 AR coating）。
二氧化钛作为一种具有优异光学性能的材料，具有较高的折射率和较低的反射率。
在硅太阳能电池制备的过程中，将一层薄膜的二氧化钛涂覆在硅片表面，可以有效减少光线的反射，提高硅太阳能电池的光吸收效率。
在制备二氧化钛减反射膜过程中，主要有四种方法：溶胶-凝胶法（sol-gel method）、射频磁控溅射（rf magnetron sputtering）、离子光氧化（ion beam oxidation）和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。
每种方法都有其独特的特点和适用范围。
溶胶-凝胶法是最常用的方法之一，它以二氧化钛溶胶为原料，通过溶胶的凝胶反应形成薄膜。
该方法简单易行，成本低廉，制备的膜层厚度均匀一致。
射频磁控溅射是一种物理气相沉积方法，它利用高能离子束轰击目标材料，形成薄膜。
该方法可以控制薄膜的厚度和成分，但设备复杂，成本较高。
离子光氧化法通过离子束在表面处理产生氧化层，然后在氧化层上通过热处理形成二氧化钛薄膜。
这种方法薄膜的制备速度较快，但要求设备复杂。
等离子体增强化学气相沉积使用等离子体体系沉积薄膜，成核速率和膜层厚度可以通过改变气体各个组分的流量进行调控。
这种方法能够在比较低的温度下快速制备薄膜，但制备条件较为严格。
一般来说，制备二氧化钛减反射膜的步骤包括：清洗硅片、溶胶制备、溶胶凝胶、热处理、冷却和干燥等环节。
其中溶胶制备是关键的步骤，通常使用乙二醇和钛酸四丁酯作为原料，通过一定的配比和搅拌，制备出适合溶胶-凝胶法的二氧化钛溶胶。
摘要利用太阳能电池发电是解决能源问题和环境问题的重要途径之一。
目前，80%以上的太阳电池是由晶体硅材料制备而成的，制备高效率低成本的晶体硅太阳能电池对于大规模利用太阳能发电有着十分重要的意义。
减反射膜的制备和氢钝化是制备高效率的晶体硅太阳电池的非常重要工序之一。
减反射膜的对光的吸收又与那些因素有关呢？本实验将就镀膜功率、镀膜温度、镀膜时间等对氮化硅减反射膜的影响进行测试。
实验表明氮化硅薄膜的沉积速率随硅烷/氨气流量比增大而增大，随温度升高而略有降低,随沉积功率增大而明显增加，氮化硅薄膜的折射率随硅烷/氨气流量比增大而增大，随温度升高而略有增加,随沉积功率增大而略为降低。
关键词：太阳能；晶体硅；减反射膜；氮化硅AbstractThe use of solar power generation is one of the important ways to solve the energy and environmental problems. At present, more than 80% solar cells are made from crystalline silicon material prepared by the preparation of crystalline silicon solar cells, high efficiency and low cost is very important for the large-scale use of solar power generation has a meaning. Preparation and hydrogen passivation of antireflection films is one of the very important process of crystalline silicon solar cell fabrication of high efficiency. The absorption of light by antireflection coating is related to those factors? The experiments were tested on coating, coating temperature, coating time power such as antireflection coatings on silicon nitride. Experiments show that the silicon nitride film deposition rate increases with the silane / NH3 flow rate increases, and decreases slightly with the increase of temperature, while increases with the increase of deposition power, refractive index of silicon nitride film rate with silane / NH3 flow rate increases, and slightly increase with the increase of temperature, the power increases slightly with deposition reduce.Keywords: solar energy; crystal silicon; antireflection coating; silicon nitride目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................... I I 1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 太阳能电池发展历史和现状 (2)1.3 中电投西安太阳能有限公司简介 (3)1.4 本论文的研究目的与意义 (3)2 硅太阳电池的减反射膜 (5)2.1太阳能电池的制造工艺 (5)2.2 氮化硅薄膜的性质与制备方法 (9)2.2.1 氮化硅薄膜的稳定性 (9)2.2.2碳化硅薄膜的优势 (11)2.2.3氮化硅薄膜的制备方法 (12)2.2.4工业制备氮化硅薄膜的方法 (14)2.2.5影响氮化硅薄膜性质的因素 (14)2.3 太阳电池氢钝化的机理和方法 (15)2.4 太阳电池氢钝化存在的问题 (18)2.5氮化硅薄膜对单晶硅的钝化 (19)2.6 氮化硅薄膜对多晶硅的钝化 (20)3 实验设备与过程 (22)3.1 PECVD设备 (22)3.2 RTP设备 (24)3.3 实验材料 (24)3.4 测试设备 (25)3.4.1 金相显微镜 (25)3.4.2 原子力显微镜(AFM) (25)3.4.3 扫描电子显微镜(SEM) (25)3.4.4 薄膜测试系统 (26)3.5 实验过程 (26)3.5.1 正交实验 (26)3.5.2 氢等离子体的钝化实验 (29)4 不同沉积参数对薄膜性质的影响 (30)4.1不同射频功率与薄膜沉积速率的关系 (31)4.2不同硅烷/氨气流量比与薄膜沉积速率和折射率的关系 (32)4.3热处理对氮化硅减反射膜的影响 (35)4.4热处理对少子寿命的影响 (38)总结 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1 绪论1.1 引言自1954年美国贝尔实验室的Chapin等人研制出世界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳能开发利用的新篇章。
南通大学毕业设计（论文）立题卡2、课题来源是指：1.科研，2.社会生产实际，3. 其他。
3、课题类别是指：1.毕业论文，2.毕业设计。
4、教研室意见：在组织专业指导委员会审核后，就该课题的工作量大小，难易程度及是否符合专业培养目标和要求等内容提出具体的意见和建议。
5、学院可根据专业特点，可对该表格进行适当的修改。
摘要等离子增强化学气相淀积氮化硅减反射薄膜已经普遍应用于光伏工业中，其目的是在晶体硅太阳能电池表面形成减反射薄膜，同时达到了良好的钝化作用。
氮化硅膜的厚度和折射率对电池性能都有重要的影响。
探索最佳的工艺条件来制备最佳的薄膜具有重要意义。
本课题是利用Roth&Rau的SiNA设备进行淀积氮化硅薄膜的实验，介绍了几种工艺参数对薄膜生长的影响，获得了生长氮化硅薄膜的最佳工艺条件，制作出了高质量的氮化硅薄膜。
实验中使用了椭偏仪对样品进行膜厚以及折射率的测量。
关键词：等离子增强化学气相淀积，氮化硅薄膜，太阳能电池，光伏效应，钝化ABSTRACTSiN from plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is widely used in P-V industry as an antireflection thinfilm on the surface of crystal silicon solar cell. In addition this process takes advantage of an exellent passivation effect. Both the thickness and refractive index of the SiN film make important influences to the performance of solar cells. So it is very important to find the best process parameters to deposit the best film. In this paper, the experiment of SiN film deposition was completed with the equipment named SiNA produced by Roth&Rau. The influence of the parameters to the gowth of the film was introduced based on the experiment, and the best parameters to produce the top-quality SiN film were obtainted. The Spectroscopic ellipsometry was used to test the thickness and refractive index of the samples during the experiment.Key words:PECVD, SiN film, solar cell, photovoltaic effect, passivation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 太阳能光伏产业发展现状和未来 (1)1.2 晶体硅太阳能电池技术的发展 (1)1.3 本课题的主要内容 (2)第二章单晶硅太阳能电池的原理与工艺 (3)2.1 p-n结电池的基本结构 (3)2.2 p-n结电池的基本原理 (3)2.3 单晶硅太阳能电池工艺流程 (5)第三章PECVD淀积氮化硅薄膜的基本原理 (8)3.1 化学气相淀积技术 (8)3.2 PECVD的原理和结构 (9)3.3 PECVD薄膜淀积的微观过程 (10)3.4 PECVD淀积氮化硅的性质 (11)3.5 表面钝化与体钝化 (11)第四章实验 (13)4.1 PECVD设备简介 (13)4.2 PECVD 设备操作流程 (14)4.3 SiN减反射膜PECVD镀制工艺流程 (15)4.4 最佳薄膜厚度和折射率的理论计算 (16)4.5 实验数据及分析 (17)4.6 实验总结 (19)第五章结束语 (20)参考文献 (22)致谢 (23)第一章绪论从2003年开始，全球化石能源的缺乏引发了能源价格不断攀升，可再生能源也因此得到了更多的重视，太阳能光伏行业迎来了发展的春天。
化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的研究进展贺春林;杨雪飞;马国峰;王建明;才庆魁【期刊名称】《沈阳大学学报》【年(卷),期】2012(024)006【摘要】The research of the silicon solar cells mainly focuses on reducing cost and improving conversion efficiency,and one of the effective methods of reducing the photoelectric conversion efficiency of the solar cells is to decrease the reflection of incident sunlight onto the light-receiving surface.Preparation antireflection structure is an important step in the preparation of silicon-based solar cell.Wet chemical etching is the most common method to produce antireflection structure due to its simple and low cost process.The latest progress in the preparation of antireflection structure via chemical etching silicon is reviewed,focusing on the main etching method,etching mechanism,process characteristics and applications.%硅基太阳能电池的关键技术之一是在硅表面制备高效减反射结构,化学刻蚀法是制备减反射结构的最常用方法,其研究热点为贵金属辅助化学刻蚀技术,综述了化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的主要方法、刻蚀机理、工艺特征及应用等的研究进展,重点介绍了贵金属辅助化学刻蚀技术的最新研究成果.【总页数】7页(P19-25)【作者】贺春林;杨雪飞;马国峰;王建明;才庆魁【作者单位】沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044【正文语种】中文【中图分类】TM914.41【相关文献】1.贵金属粒子催化刻蚀制备硅太阳能电池减反射层研究进展 [J], 耿学文;李美成2.贵金属粒子催化刻蚀制备硅太阳能电池减反射层研究进展 [J], 耿学文;李美成3.稀土铕配合物减反射层对提高太阳能电池效率的研究进展 [J], 赵峰;梁妍;赵旭4.化学刻蚀法制备硅微纳米复合结构及其光反射性能影响 [J], 余思琦;吴子华;王元元;谢华清;张佳;林锦豪;赵诚5.电催化金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线/多孔硅复合结构 [J], 陈力驰;王耀功;王文江;麻晓琴;杨静远;张小宁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
太阳能电池表面减反膜1.减反射膜材料目前晶体硅光伏电池使用的减反射膜材料是氮化硅，采用等离子增强化学气相淀积技术，使氨气和硅烷离子化，沉积在硅片的表面，具有较高的折射率，能起到较好的减反射效果。
早期的光伏电池采用二氧化硅和二氧化钛膜作为减反射层。
2.减反射膜厚度的取值减反射膜又称增透膜，它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。
最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。
如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π，即振动方向相反，叠加的结果使光学表面对该波长的反射光减少。
适当选择膜层折射率，这时光学表面的反射光可以完全消除。
一般情况下，采用单层增透膜很难达到理想的增透效果，为了在单波长实现零反射，或在较宽的光谱区达到好的增透效果，往往采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。
减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新材料，设计新膜系，改进淀积工艺，使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽可能高的成品率，达到最理想的效果。
对激光薄膜来说，减反射膜是激光损伤的薄弱环节，如何提高它的破坏强度，也是人们最关心的问题之一。
3.主要方法减反射膜的设计直接影响着太阳电池对入射光的反射率，对太阳电池效率的提高起着非常重要的作用。
目前主要采用两种方法：(1) 将电池表面腐蚀成绒面，增加光在电池表面的入射次数。
(2) 在电池表面镀一层或多层光学性质匹配的（SiO2、SnO2、TiO2、SiN x、SiC x 等）。
4.设计原理在进行减反射膜的设计时，为简化计算，我们通常要作如下假定：(1) 薄膜在光学上是各向同性介质对于电介质，其特性可用折射率n表征，且为实数；对于金属和半导体，其特性可用复折射率N=n-i k来表征，k为消光系数。
晶硅太阳能电池减反射膜晶硅太阳能电池减反射膜，听起来有点高深，对吧？其实没那么复杂。
想象一下，一个阳光明媚的日子，阳光洒在你脸上，暖洋洋的。
你可能会想，太阳能可真是个好东西，可以把这些光转化为电，供我们用。
而这时候，晶硅太阳能电池就派上了用场。
不过，光是好光，咱们可不能让它白白溜走。
就像你吃冰淇淋，结果融化了，那可真是让人心痛。
这就引出了减反射膜的故事了。
其实这膜就像是给电池穿上了一件漂亮的“外衣”。
这种膜的作用可大了，它能有效减少光线的反射，想想看，要是阳光全都反射掉，那电池可就没啥用处了。
所以，这膜可不是普通的膜，而是有着神奇功能的“减反射膜”，听上去就像是个超级英雄，拯救着我们的电池，帮助它们吸收更多的阳光。
减反射膜的材料也很讲究。
一般是用一些特殊的化合物来制作，目的是为了让光线更好地进入电池。
有点像你喝饮料的时候，那个吸管，越细越好，能更快地把饮料吸上来。
这膜就是让光线更顺畅地进入电池的“吸管”，它的设计可是经过了无数次的试验，才得出来的，真的是用心良苦。
大家可能会问，为什么我们不直接把电池做得更厚，让它吸收更多的光呢？嘿嘿，这个想法听上去不错，但其实并不现实。
电池的厚度一旦增加，就会增加生产成本，反而不划算。
而减反射膜的出现，就好比给了我们一个省钱又有效的办法。
就像你在超市买东西，总会想着怎么用最少的钱买到最好的东西，减反射膜就是这个聪明的选择。
说到这里，你可能会好奇，这膜的使用效果到底怎么样。
减反射膜的使用，能够让晶硅太阳能电池的效率提高10%到20%。
这可是个不得了的数字，想象一下，如果你的电池本来只能提供100瓦的电力，现在变成了120瓦，那意味着你能省下更多的钱，或者在家里多装几台电器，也不用担心电费涨价了！再说，这种膜的耐用性也是值得一提的。
很多人担心膜一旦用了就不管用了，其实这个膜可经得起风吹雨打，不容易被损坏。
用在电池上的减反射膜，一般都经过了高温、潮湿、阳光直射等各种考验，真的是坚如磐石。
太阳电池减反射薄膜的研究共3篇太阳电池减反射薄膜的研究1太阳电池减反射薄膜的研究太阳能作为一种未来可持续发展的能源，受到越来越多人的关注。
而太阳能电池作为太阳能利用的主要方式之一，其效率的提高也受到了重视。
在太阳能电池的组件中，减反射膜是提高太阳能电池效率的重要手段之一。
减反射膜是一种可以应用于太阳能电池的类似于玻璃的材料，它能够减少太阳光的反射，增加光的透射，降低光的吸收和散射。
这样可以提高太阳能电池元件的光吸收率，进而增加光电转换效率。
随着太阳能电池的发展和应用，人们也越来越关注减反射膜的研究和应用。
太阳电池减反射薄膜通常采用单层或多层硅氮碳薄膜，其主要原理是光在其界面上的反射以及在材料中折射。
硅氮碳薄膜具有良好的耐热性、化学稳定性、耐腐蚀性和机械性能，能够在不增加太阳能电池制造成本的情况下大大提高其效率。
在研究中，常常通过修改硅氮碳膜的厚度、折射率等参数以达到最佳减反射效果，同时还需考虑到膜的加工工艺、成本等因素。
研究发现，多层硅氮碳薄膜具有更好的减反射效果，但加工成本也更高。
此外，某些材料具有抗污染、防水等特殊性能，可以应用在减反射膜中以提高其使用寿命和稳定性。
近年来，太阳能电池的发展已经进入了一个全新的阶段，更高效、更稳定的电池正在不断涌现。
在未来的实践中，太阳电池减反射薄膜的研究将会更加重要，同时也会更加复杂和多样化。
科学家们将继续探究各种材料、工艺和技术，为太阳能电池的应用打下更加坚实的基础减反射膜在太阳能电池的应用中起着重要的作用，通过减少反射、增加光透过率和降低光吸收和散射来提高光-electric转换效率。
目前，多层硅氮碳薄膜在太阳电池减反射薄膜中具有良好的效果，但也面临加工成本较高的问题。
在未来，随着太阳能电池技术的不断发展，太阳电池减反射薄膜的研究将会更加复杂和多样化，科学家们将继续探究各种材料、工艺和技术，为太阳能电池的应用打下更加坚实的基础太阳电池减反射薄膜的研究2太阳电池减反射薄膜的研究太阳电池的效率随着太阳辐射强度的变化而变化，而太阳辐射的反射率是影响太阳电池效率的一大因素。
不同纳米结构减反射层对单晶硅太阳能电池效率的影响的开题报告摘要：本文研究不同纳米结构减反射层对单晶硅太阳能电池的效率的影响。
通过采用射频磁控溅射技术制备不同结构的减反射层，并分别在单晶硅太阳能电池表面进行涂覆，测量电池的光电转换效率。
实验结果表明，当减反射层的结构为纳米棒状时，单晶硅太阳能电池的效率最高，达到了xx%。
这是因为该结构能够更好地吸收太阳能光谱中的特定波长，并增强光在硅片表面的局域化，从而增强了太阳能电池从太阳辐射中吸收能量的效率。
关键词：太阳能电池，单晶硅，减反射层，纳米棒Abstract:This paper studies the effect of different nanostructure anti-reflection coatings on the efficiency of single-crystal silicon solar cells.Using RF magnetron sputtering technology to prepare anti-reflection coatings with different structures, and coating them on the surface ofsingle-crystal silicon solar cells, the photovoltaic conversion efficiency ofthe cells was measured. The experimental results showed that whenthe structure of the anti-reflection coating was nanorod-shaped, the efficiency of the single-crystal silicon solar cell was highest, reaching xx%. This is because this structure can better absorb specific wavelengths in the solar energy spectrum and enhance the localizationof light on the surface of the silicon wafer, thereby enhancing theefficiency of the solar cell in absorbing energy from solar radiation.Keywords: Solar cell, Single-crystal silicon, Anti-reflection coating,Nanorod。
硅太阳能电池减反射膜的研究进展
王彦青;王秀峰;江红涛;门永
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2012(026)019
【摘要】综述了国内外对硅太阳能电池减反射膜的研究进展,包括减反射膜的种类、膜层结构、减反射原理以及减反射膜的制备方法,重点介绍了硅太阳能电池减反射
膜的主要制备方法,并对比了各种制备方法的优缺点,指出新型制备技术和新膜系的
选取是目前硅太阳能电池减反射膜的研究重点.最后讨论了硅太阳能电池减反射膜
存在的问题,并提出进一步发展的方向.
【总页数】6页(P151-156)
【作者】王彦青;王秀峰;江红涛;门永
【作者单位】陕西科技大学材料科学与工程学院,西安710021;陕西科技大学材料
科学与工程学院,西安710021;陕西科技大学材料科学与工程学院,西安710021;陕
西科技大学材料科学与工程学院,西安710021
【正文语种】中文
【相关文献】
1.溶胶-凝胶法制备光学减反射膜的研究进展 [J], 肖尧;陈烁;乔旭升;樊先平
2.二氧化钛减反射膜在单晶硅太阳能电池中的应用 [J], 翁正国;张青波;洪照明
3.多晶硅太阳能电池PECVD四层氮化硅减反射膜工艺 [J], 韩锦明
4.高效硅太阳能电池减反射膜系折射率分布 [J], 王全志;井西利;马懿恒;邢小宁;王
红翠
5.光伏玻璃减反射膜的研究进展 [J], 林昇华; 张景; 艾玲; 鲁越晖; 王林军; 宋伟杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
