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目前,光伏发电是解决能源危机的有效途径之一。在过去的几十年里晶体硅太阳电池发展迅速,在太阳电池产业中一直占据主导地位。太阳电池效率的提高是推动光伏产业发展的关键,氮化硅薄膜在晶体硅太阳电池中起到减反射、表面钝化和体钝化的作用,可以有效的提高晶硅太阳电池的效率,目前已在产业化生产中大规模应用。随着太阳电池制备工艺的发展,氮化硅薄膜的性能和制备工艺的稳定性需要更好的改善。本文以Controtherm低频直接法管式PECVD为平台,对氮化硅薄膜的制备工艺和薄膜的特性进行了详细的研究,重点是研究NH3/SiH4反应气体流量比、沉积温度和腔体压强对薄膜钝化特性、结构特性和光学特性的影响；同时进一步研究了不同沉积温度制备的氮化硅薄膜对单晶硅太阳电池性能的影响。
利用Centrotherm低频直接法管式PECVD可以制备具有优良减反射、表面钝化和体钝化效果的SiNx:H薄膜。工艺参数对薄膜的减反射和钝化效果有很大影响。NH3/SiH4流量比、沉积温度和腔体压强对薄膜的沉积速率,以及薄膜中的Si-N键浓度、Si-H键浓度和N-H键浓度都有比较显著的影响;NH3/SiH4流量比和沉积温度对薄膜的折射率影响比较明显；而薄膜的钝化效果则主要受沉积温度和腔体压强的影响。
SiNx:H薄膜的钝化效果受薄膜的N/Si比和Si-H键浓度影响很大,而且随着时间变化有明显的衰退现象。根据实验结果推知SiNx:H/Si界面处的固定正电荷密度是导致薄膜钝化效果衰减的重要因为,而且Si-H键浓度和Si-N键浓度会影响薄膜中固定正电荷密度和界面态密度的变化。
在不同温度下沉积SiNx:H薄膜的单晶硅电池的开路电压、短路电流及量子效率没有变化,但是电池的并联电阻随着沉积温度升高明显减小,填充因子也相应变小。因为是随着沉积温度升高,薄膜中的氢大量析出,导致SiNx:H/Si界面态密度增大,加快了载流子的复合,形成表面漏电流,进而导致电池并联电阻减小。