一種高pid抗性多晶電池的鈍化減反射膜的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及太陽電池領域，尤其是一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射 膜。
【背景技術】
[0002] 隨著環境問題和能源問題得到越來越多人的關注，太陽電池作為一種清潔能源， 人們對其研宄開發已經進入到了一個新的階段。PID (potential induced degradation)效 應指在長期高電壓作用下，組件中玻璃和封裝材料之間存在漏電現象，造成先是表面鈍化 減反射膜失效，然后PN結失效，最終使得組件性能降低。傳統工藝的P型太陽能晶硅組件 都存在一定的PID失效問題，所以研宄PID現象，研發出PID Free的太陽電池是廣大太陽 能廠商研發部和部分科研院校的目標之一。目前較通用且較嚴格的是雙85PID測試，其測 試條件為1000V的負電壓，85°C的環境溫度，85%的濕度，96h的測試時間，組件最終最大輸 出功率衰減比例小于5%就可判定為PID測試合格，即PID Free。
[0003] 傳統太陽能多晶電池表面的SiNx鈍化減反射膜層幾乎都因折射率較低使得PID 衰減較為嚴重；目前市場為了追求PID Free，主要方法是提高SiNx膜層的折射率，但電池 轉換效率較常規工藝降低1-2%;還有方法就是使用紫外電離生成的臭氧0 3氧化硅片表面， 生成較薄的SiOjl或PECVD法直接在硅片表面沉積一層SiO x薄膜，使電池具有一定的PID 抗性。
[0004] 另一方面，目前大規模生產中多晶電池表面常用的減反射膜多為單層氮化硅，通 常其光學厚度為特定波長的的四分之一或者二分之一。對于單層減反射膜，其僅對單一波 長具有較好的減反射效果，具有相對較高的反射率和較差的鈍化效果。能夠降低反射率并 提高鈍化效果的減反射膜是太陽電池研宄的熱點。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型要解決的技術問題是：提供一種高PID抗性的高效多晶電池的鈍化減 反射膜，這種鈍化減反射膜能夠降低反射率，提高鈍化效果，從而提高太陽電池效率，且具 有非常優良的抗PID衰減特性。
[0006] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高PID抗性多晶電池的 鈍化減反射膜，包括在單晶硅片襯底正面依次沉積的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層 SiNx層以及頂層SiNx層；所述的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層 SiNx層的總膜厚為65~120nm，折射率為1. 9~2. 25 ;所述的中間層SiNx層的膜厚為10~ 50nm，折射率為2. 2~2. 4 ;所述的頂層SiNx層的膜厚為30~80nm，折射率為1. 9~2. 2 ; 所述的頂層SiNx層為單層或多層。
[0007] 進一步的說，本實用新型所述的底層SiOx層的膜厚為0. 2~2nm，折射率為 1. 48 ~1. 8〇
[0008] 再進一步的說，本實用新型所述的中間層SiOx層的膜厚為2~20nm，折射率為 1. 4 ~1. 8〇
[0009] 本實用新型的原理是：在底層引入兩層SiOx薄膜，第一層SiOx薄膜采用高壓電離 或紫外電離產生的〇 3或游離〇原子在單晶硅片襯底表面生成，該SiOjl較致密，具有較好 鈍化效果，能有效降低電池片的表面復合速率；且該致密SiOjl較薄（0. 2nm-2nm)，電子的 遂穿效應非常明顯，可以將電池表面富集的一部分電荷導走從而防止因電荷堆積而導致鈍 化減反射膜鈍化效果減弱，使電池具有抗PID衰減特性。第二層310 !￡薄膜采用PECVD法 N20、C02、02等含氧氣體與SiH 4-起沉積，該SiOjl具有優良的導電性，可以從電池表面導 走更多的富集電荷，且由于該SiOjl厚度相對較厚，可以有效阻擋組件電場中正電荷離子 如Na+的移動，進一步明顯增強電池的抗PID衰減特性。第三層單層高折射率氮化硅，折射 率較高，致密性較好，進一步提高膜層的鈍化效果，還可以有效阻擋組件中游離的正電荷離 子進入結區，繼續增強電池的抗PID衰減特性。頂層的單層或多層不同折射率SiNx層在光 學設計優化后，具有一定PID抗性的同時還可以大幅降低電池片迎光面的反射率，能夠有 效降低中短波波段的反射率，提高電池片的短路電流。
[0010] 本實用新型的有益效果是：底層引入兩層SiOx薄膜能夠有效降低硅片表面界面 態，提高表面鈍化效果，同時降低減反射膜的整體折射率，極大的增加了多晶電池抗PID衰 減特性；高折射率SiNj莫的引入既可以增強膜層鈍化效果，又可以有效的阻擋組件中的游 離帶正電荷離子，有效提高多晶電池抗PID衰減特性；光學設計優化后的單層或多層不同 折射率SiNjl具有一定PID抗性的同時還可以大幅降低電池片迎光面的反射率，能夠有效 降低中短波波段的反射率，提高電池片的短路電流。本實用新型高PID抗性的高效多晶電 池的鈍化減反射膜基于傳統多晶硅電池工藝，只改變鈍化減反射膜的膜質結構，可與傳統 晶硅電池工藝兼容，對普通刻蝕設備和PECVD設備稍加改造后即可生產，無特殊要求，易于 實現，適用于規模化生產，也可運用于一些先進電池工藝，如：背鈍化電池、N型雙面電池、 MWT電池等。
【附圖說明】
[0011] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0012] 圖1是本實用新型的優選實施例的結構示意圖；
[0013] 圖中：1、底層SiOx層；2、中間層SiO x層；3、中間層SiNx層；4、單層或多層SiNx層。
【具體實施方式】
[0014] 現在結合附圖和優選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡 化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關 的構成。
[0015] 如圖1所示，一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜，包括在單晶硅片襯底正 面依次沉積的底層SiOx層1、中間層SiOx層2、中間層SiNx層3以及頂層的單層或多層 SiNx層4 ;底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層的總膜厚為65~ 120nm，折射率為1. 9~2. 25 ;中間層SiNx層的膜厚為10~50nm，折射率為2. 2~2. 4 ;頂 層SiNx層的膜厚為30~80nm，折射率為1. 9~2. 2。底層SiOx層的膜厚為0? 2~2nm，折 射率為1. 48~1. 8 ;中間層SiOx層的膜厚為2~20nm，折射率為1. 4~1. 8。
[0016] 實施例1
[0017] 1).將原始硅片預處理，該預處理包括電池工藝中的制絨、擴散和刻蝕等工藝；
[0018] 2).采用高壓電離或紫外電離氧氣或壓縮空氣產生的03或游離0原子在刻蝕后多 晶硅片表面生成一層薄薄的致密SiOjl，折射率為1. 65,膜層厚度為0. 8nm ;
[0019] 3).使用PECVD設備在擴散面鍍剩余膜層，鍍膜時取消預淀積步驟，先鍍SiOjl， 折射率為1. 65,膜層厚度為2nm ;再鍍高折射率SiNjl，折射率為2. 20,膜層厚度為20nm ; 最后鍍單層SiNjl，折射率為2. 05，膜厚為60nm ;
[0020] 4).使用傳統電池印刷工藝印刷背電極、鋁背場、正柵線和正電極，并燒結；
[0021] 經過檢測發現，本實施例獲得的太陽能電池片的光電轉換效率增大且PID抗性有 較大的提升。具體數據見下表1:
[0022] 表1本實施例獲得的太陽能電池的光電轉換效率及PID
[0023]
【主權項】
1. 一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜，其特征在于：包括在單晶硅片襯底正面 依次沉積的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層；所述的底層 SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層的總膜厚為65~120nm，折射率 為1. 9~2. 25 ;所述的中間層SiNx層的膜厚為10~50nm，折射率為2. 2~2. 4 ;所述的頂 層SiNx層的膜厚為30~80nm，折射率為1. 9~2. 2 ;所述的頂層SiNx層為單層或多層。
2. 如權利要求1所述的一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜及其制備工藝，其特 征在于：所述的底層SiOx層的膜厚為0. 2~2nm，折射率為1. 48~1. 8。
3. 如權利要求1所述的一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜及其制備工藝，其特 征在于：所述的中間層SiOx層的膜厚為2~20nm，折射率為1. 4~1. 8。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜，包括在單晶硅片襯底正面依次沉積的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層；所述的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層的總膜厚為65～120nm，折射率為1.9～2.25；所述的中間層SiNx層的膜厚為10～50nm，折射率為2.2～2.4；所述的頂層SiNx層的膜厚為30～80nm，折射率為1.9～2.2；所述的頂層SiNx層為單層或多層。采用本實用新型這種鈍化減反射膜能夠降低反射率，提高鈍化效果，從而提高太陽電池效率，且具有非常優良的抗PID衰減特性。
【IPC分類】H01L31-18, H01L31-0216
【公開號】CN204596799
【申請號】CN201520155435
【發明人】瞿輝, 徐春, 曹玉甲, 張一源
【申請人】江蘇順風光電科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月19日