原子层沉积一步法AION膜制备工艺研究及其在硅基太阳能电池上的应用

摘要

目前,研究人员对A12O3薄膜的光伏应用研究主要集中在硅基太阳能电池的背钝化上.然而,对于A12O3作为硅基太阳能电池正面钝化膜的研究却很少.主要原因是A12O3材料的折射率较低(～1.63@550),难以在硅基太阳能电池正面形成有效的减反射作用.为了克服这一问题,提出了基于原子层沉积(ALD)技术的一步法制备AlON薄膜新工艺.该工艺通过等离子增强型ALD设备(PEALD),可将反应温度降低至185°C.有别于传统ALD生长时两种前驱体交替通入的生长模式,本工作通过将两种气体前驱体(NH3、O2)同时通入反应腔,以实现N与O的同时掺杂.由图1可见,通过控制薄膜制备过程中的NH3与O2比例,所制得AION薄膜的折射率可以在1.63至2.1(@550nm)范围内连续可调,这为减反射膜系设计带来了极大便利.由图2所示,相于A1N与A12O3,经过折射率与膜厚优化后的AION膜可使硅表面的反射率在550nm处进一步降低5-8％.