一種抗pid的氮化硅減反射膜的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種抗PID的氮化硅減反射膜，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片上的內、外兩層氮化硅減反射膜，其中，內層氮化硅減反射膜的折射率為1.8~2.2，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.0~2.5。在技術方面，本實用新型設計了雙層結構的氮化硅減反射膜，使之具有抗PID作用。采用本實用新型雙層氮化硅減反射膜設計的多晶硅太陽電池抗PID性能可達到IEC測試要求。具有抗PID性能的多晶硅太陽電池片產品的量產平均轉換效率達到17.39%，成品率高、性能好。且將獲得的多晶硅電池產品封裝成72片標準組件后進行PID測試，組件功率下降了2.6%，符合產品要求。
【專利說明】
一種抗PID的氮化硅減反射膜
技術領域
[0001]本實用新型涉及太陽電池技術領域，尤其涉及一種抗PID的氮化硅減反射膜。
【背景技術】
[0002]電勢誘導衰減(Potential Induced Degradat1n，縮寫為PID)，是指組件在反向高電壓的誘導下，表面發生極化現象;如果在組件上施加相對與地面的正向電壓，漏電流會立即從電池流向地面，電池表面會積累負電荷，這些電荷會將正電荷吸引到電池表面從而形成復合中心，導致組件的輸出功率發生衰減;如果在組件上施加相對于地面的負向電壓，則漏電流會從地面流向電池，電池表面積累正電荷，對組件的輸出功率不會產生影響。這個現象是2005年由美國的光伏制造商Sunpower公司報道的。
[0003]光伏電站在實際運行中，系統偏壓使組件表面發生極化現象，嚴重時會導致功率劇烈衰減50%以上。系統設計、組件封裝和電池片三個方面都可能引起PID現象，因此，要徹底解決組件PID問題，改進電池片制程工藝、改進組件封裝技術以提高組件對環境溫度、濕度和高偏壓的抵抗力，以及改進電站系統的設計和安裝這三個方面缺一不可。
[0004]高電壓導致組件功率衰減的機理是多樣的。高偏壓衰減的程度與流過封裝材料及玻璃、硅電池活性層、接地組件邊框之間的漏電流或者電量相關，這幾項因素都可以通過實驗進行測定;然而，還存在一些競爭過程，使得組件PID現象呈現出非線性以及過程依賴的特點。一種衰減機理認為，通過組件正面玻璃的電流引起Na+等可移動電荷在電池活性層累積，使得半導體活性層的表面場電性發生改變，稱之為極化。從電池層面來看，電池材料的性能對PID衰減幅度具有調制作用。
[0005]目前，商業化晶體硅太陽電池制作工藝采用的工藝流程大體分為硅片清洗制絨、擴散、去PSG、制作減反射層、絲網印刷電極、烘干燒結、測試分選共七個步驟。盡管多晶硅太陽電池工藝流程及大部分設備相同，然而，在電池的轉換效率、光電特性等方面，隨著電池結構、工藝技術即參數的差異，晶體硅太陽電池的光電性能也呈現出不同的特點。
[0006]在高性能多晶硅電池片中，為了避免p-n結特性蛻化，在電學上，SixNyHz材料需要起到隔離封裝材料和電池片p-n結的絕緣介質作用;物理上，SixNyHz材料需要起到隔離可移動粒子等雜質源的作用。
[0007]理想的SixNyHJ莫要有均勻的組成成分。在PECVD沉積中發生的化學反應比較復雜，得到的膜的組分可能并非要求的組分。沉積工藝的一個目標是要在反應中有合適數量的分子，以便使沉積得到的膜的組分接近于化學反應方程式中對應的組分比例。
[0008]SixNyHJ莫的結構也很重要，尤其是膜層中的晶粒尺寸。如果膜層中晶粒大小變化，膜的電學和機械特性會變化，這將影響薄膜的長期可靠性，尤其是電迀移。對于多晶硅太陽電池器件，減反射膜與正面銀柵線在臺階處的覆蓋是否良好，對于緩解PID效應具有明顯作用。因此，需要減少膜損傷，選擇合適的減反射膜晶粒尺寸，使臺階處的覆蓋良好。
[0009]多晶硅太陽電池在制作減反射層步驟中，一般采取PECVD方法沉積單層或多層SixNyHz薄膜，折射率在2.05左右，厚度在75?80nm左右。這種氮化硅層通常被用做多晶硅太陽電池的鈍化保護層，一方面由于它能很好的抑制雜質和潮氣的擴散，另外一方面可以增加光的透射率，但是對于抗PID方面的性能比較薄弱。這一層材料被視為改善PID的關鍵一環。
【發明內容】
[0010]鑒于上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種抗PID的氮化硅減反射膜，旨在解決現有氮化硅減反射膜抗PID性能較弱的問題。
[0011 ]本實用新型的技術方案如下:
[0012]—種抗PID的氮化硅減反射膜，其中，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片上的內、外兩層氮化硅減反射膜，內層氮化硅減反射膜的折射率為1.8-2.2,外層氮化硅減反射膜的折射率為2.0?2.5。
[0013]所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其中，內層氮化硅減反射膜的厚度為18.5?22.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為55.5?65.5nm。
[0014]所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其中，內層氮化硅減反射膜的折射率為2.0，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.2。
[0015]所述的抗PID的氮化娃減反射膜，其中，內層氮化娃減反射膜的厚度為20.5nm，夕卜層氮化娃減反射膜的厚度為61.5nm。
[0016]有益效果:本實用新型對多晶硅電池的氮化硅減反射層的折射率進行了設計，從而得到具有抗PID性能的氮化硅減反射層。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一種抗PID的氮化硅減反射膜較佳實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本實用新型提供一種抗PID的氮化硅減反射膜，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019]圖1為本實用新型一種抗PID的氮化硅減反射膜較佳實施例的結構示意圖，如圖所示，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片I上的內、外兩層氮化硅減反射膜，其中，內層氮化硅減反射膜2的折射率為1.8-2.2,外層氮化硅減反射膜3的折射率為2.0-2.5。本實用新型設計了雙層結構的氮化硅減反射膜，通過改變氮化硅減反射膜的折射率，使之具有抗PID作用。優選地，內層氮化硅減反射膜的折射率為2.0，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.2。本實用新型通過優化內、外層氮化硅減反射膜的折射率，以進一步提高氮化硅減反射膜的抗PID作用。
[°02°]進一步地，本實用新型內層氮化娃減反射膜的厚度為18.5?22.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為55.5-65.5nm。本實用新型的氮化硅減反射膜，通過改變氮化硅減反射膜的厚度，以進一步提高氮化硅減反射膜的抗PID作用。優選地，內層氮化硅減反射膜的厚度為20.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為61.5nm。本實用新型通過優化內、外層氮化娃減反射膜的厚度，以最大化地提高氮化硅減反射膜的抗PID作用。本實用新型對氮化硅減反射層的膜層厚度和折射率進行了設計，最終得到具有抗PID性能的氮化硅減反射層。
[0021]進一步地，本實用新型還將如上任一所述的抗PID的氮化硅減反射膜應用于多晶硅太陽電池中。采用本實用新型雙層氮化硅減反射膜設計的多晶硅太陽電池抗PID性能可達到IEC測試要求。具有抗PID性能的多晶硅太陽電池片產品的量產平均轉換效率達到17.39%，成品率高、性能好。
[0022]進一步地，本實用新型還將如上所述的多晶硅太陽電池進行封裝，制成組件。本實用新型將獲得的多晶硅太陽電池產品封裝成72片標準組件后進行PID測試(測試條件:60 °C，85% RH,96 hours,-1000V per IEC 62804 Ed.1 Draft)，組件功率下降了2.6%，符合產品要求。本實用新型對多晶硅電池的氮化硅減反射層的膜層厚度、折射率等進行了設計，最終得到具有抗PID性能的多晶硅電池產品。封裝成72片組件后進行雙85測試，功率損失為2.6%，符合TUV規定的PID測試標準。
[0023]綜上所述，本實用新型提供的一種抗PID的氮化硅減反射膜。在技術方面，本實用新型設計了雙層結構的氮化硅減反射膜，使之具有抗PID作用。采用本實用新型雙層氮化硅減反射膜設計的多晶硅太陽電池抗PID性能可達到IEC測試要求。具有抗PID性能的多晶硅太陽電池片產品的量產平均轉換效率達到17.39%，成品率高、性能好。且將獲得的多晶硅電池產品封裝成72片標準組件后進行PID測試，組件功率下降了 2.6%，符合產品要求。
[0024]應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片上的內、外兩層氮化硅減反射膜，內層氮化硅減反射膜的折射率為1.8?2.2，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.0?2.5。2.根據權利要求1所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，內層氮化硅減反射膜的厚度為18.5-22.5nm，外層氮化硅減反射膜的厚度為55.5-65.5nm。3.根據權利要求1所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，內層氮化硅減反射膜的折射率為2.0，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.2。4.根據權利要求2所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，內層氮化硅減反射膜的厚度為20.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為61.5nm0
【文檔編號】H01L31/0216GK205488150SQ201620219216
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】段春艷, 班群
【申請人】佛山職業技術學院