抗电势诱发衰减的晶体硅电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗电势诱发衰减的晶体硅电池，包括依次覆盖于硅衬底上的非晶硅层、起钝化作用的富Si氮化硅层和起减反射作用的富N氮化硅层。本发明专利技术主要对电池的减反射层结构进行改进，在传统的单层或多层氮化硅与晶硅衬底之间采用PECVD的方法淀积一层致密的非晶硅，这层致密的非晶硅可以阻挡正离子对PN结的侵蚀，从而减小PID效应的影响。本发明专利技术仅需在现有设备上对工艺做简单改动即可实现，与现有工艺兼容，方法简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种抗电势诱发衰减的晶体硅电池，包括依次覆盖于硅衬底上的非晶硅层、起钝化作用的富Si氮化硅层和起减反射作用的富N氮化硅层。本专利技术主要对电池的减反射层结构进行改进，在传统的单层或多层氮化硅与晶硅衬底之间采用PECVD的方法淀积一层致密的非晶硅，这层致密的非晶硅可以阻挡正离子对PN结的侵蚀，从而减小PID效应的影响。本专利技术仅需在现有设备上对工艺做简单改动即可实现，与现有工艺兼容，方法简单，成本低廉。【专利说明】
本专利技术涉及晶体硅太阳能电池领域，具体而言，涉及一种。
技术介绍
电势诱发衰减(PID)现象是指太阳能晶硅组件长期工作在湿热环境及高电压下，输出功率发生衰减的现象。一般认为玻璃中的钠离子在湿热环境下析出，通过在高电压下，晶体硅电池及封装材料对组件边框形成的回路，对电池PN结造成侵蚀，是造成PID现象的主要原因。近年来PID已经成为国外买家投诉国内组件质量的重要因素之一，严重时候它可以引起一块组件功率衰减50%以上，影响整个电站的功率输出。有关PID效应的测试方法国际上还没有统一的标准，目前通常的做法是在85%相对湿度和85°C温度下对组件加1000V的负偏压，持续96小时，测试前后组件功率的变化，功率衰减小于5%时一般认为组件具有良好的抗PID能力。传统工艺的晶体硅组件都存在PID现象，主要与组件的封装材料与电池有较大关系，降低组件的PID现象主要从这两个方面考虑。本专利技术主要从电池方面进行研究。电池端一般都通过提高氮化硅减反膜的致密度，即提高折射率的方法来来阻挡正离子对PN结的侵蚀，从而减小PID效应的影响，但是这种方法需要将氮化硅的折射率提高的2.2左右，这么高折射率的氮化硅消光系数会很高，氮化硅膜本身会吸收掉较多的光，入射到基底上的光减少，导致光生电流降低，从而导致电池效率的下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种，通过PECVD的方法生长致密的非晶硅层，不需要额外增加设备或工艺步骤，电池具有良好的抗PID效应的同时效率不会降低。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现:一种抗电势诱发衰减的晶体硅电池，包括依次覆盖于硅衬底上的非晶硅层、起钝化作用的富Si氮化硅层和起减反射作用的富N氮化硅层。优选的，所述非晶硅层厚度为2-1Onm。优选的，所述富Si氮化硅层厚度为10_30nm。优选的，所述富N氮化娃层厚度为40_70nm。一种抗电势诱发衰减晶体硅电池的制备方法，包括以下步骤: 步骤I)在硅衬底表面形成2-10nm的抗PID致密非晶硅层； 步骤2)在非晶硅层上淀积出一层10-30nm具有良好钝化效果的富Si氮化硅层；步骤3)在富Si氮化娃层上淀积一层40-70nm具有良好减反射效果的富N氮化娃层。优选的，所述步骤I中NH3的流量设为0，SiH4的流量设为1800sCCm，时间设为15s0优选的，所述步骤2中NH3的流量设为3.5slm, SiH4的流量设为800sccm，时间设为 150s。优选的，所述步骤3中NH3的流量设为5slm，SiH4的流量设为650sCCm，时间设为550s。本专利技术的有益效果是: 1、本专利技术主要对电池的减反射层结构进行改进，在传统的单层或多层氮化硅与晶硅衬底之间采用PECVD的方法淀积一层致密的非晶硅，这层致密的非晶硅可以阻挡正离子对PN结的侵蚀，从而减小PID效应的影响。2、PECVD工艺生产中主要通过NH3、SiH4这两种气体的流量与淀积时间来调整各层膜的厚度与结构，两种气体的流量比决定了氮化硅中Si与N元素的含量。淀积过程中通过将NH3的流量设为零，我们可以在衬底表面淀积出一层N含量接近于零的非常致密的非晶娃层。3、通过调整淀积时间我们可以控制这层非晶硅层的厚度，然后在这层非晶硅层上淀积改进的氮化硅减反膜，即第二层较薄的富Si氮化硅层，起到良好的钝化作用及第三层较厚的富N氮化硅层，起到减反射效果，制成的电池在具有良好的抗PID效应的同时不会造成效率的降低。4、本专利技术具有良好的抗PID效果，电池做成的组件在85°C，85%相对湿度，1000伏负压下96小时测试衰减小于5%，EL下未见发黑现象。6、本专利技术仅需在现有设备上对工艺做简单改动即可实现，与现有工艺兼容，方法简单，成本低廉。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。【专利附图】【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中: 图1为晶体硅电池剖视图。图中标号说明:1、硅衬底，2、非晶硅层，3、富Si氮化硅层，4、富N氮化硅层。【具体实施方式】下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。参照图1所示，一种抗电势诱发衰减的晶体硅电池，包括依次覆盖于硅衬底I上的非晶硅层2、起钝化作用的富Si氮化硅层3和起减反射作用的富N氮化硅层4。所述非晶硅层2厚度为2-10nm。所述富Si氮化硅层3厚度为10_30nm。所述富N氮化硅层4厚度为 40_70nm。具体实施以管式PECVD为例，第一层NH3的流量设为0，SiH4的流量设为1800sccm,时间设为15s，在硅衬底I表面形成2-lOnm的抗PID致密非晶硅层2，第二层NH3的流量设为3.5slm,SiH4的流量设为800sCCm，时间设为150s，在非晶硅层2上淀积出一层10-30nm具有良好钝化效果的富Si氮化硅层3，第三层NH3的流量设为5slm，SiH4的流量设为650SCCm，时间设为550s，在富Si氮化硅层3上淀积一层40_70nm具有良好减反射效果的富N氮化硅层4。PECVD工艺生产中主要通过NH3、SiH4这两种气体的流量与淀积时间来调整各层膜的厚度与结构，两种气体的流量比决定了氮化硅中Si与N元素的含量。淀积过程中通过将NH3的流量设为零，我们在硅衬底I表面淀积出一层N含量接近于零的非常致密的非晶娃层2。通过调整淀积时间我们可以控制这层非晶硅层2的厚度，然后在这层非晶硅层上淀积改进的氮化硅减反膜，即第二层较薄的富Si氮化硅层，起到良好的钝化作用及第三层较厚的富N氮化硅层，起到减反射效果，制成的电池在具有良好的抗PID效应的同时不会造成效率的降低。本专利技术具有良好的抗PID效果，电池做成的组件在85°C，85%相对湿度，1000伏负压下96小时测试衰减小于5%，EL下未见发黑现象。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种抗电势诱发衰减的晶体硅电池，其特征在于:包括依次覆盖于硅衬底(I)上的非晶硅层(2)、起钝化作用的富Si氮化硅层(3)和起减反射作用的富N氮化硅层(4)。2.根据权利要求1所述的抗电势诱发衰减的晶体硅电池，其特征在于:所述非晶硅层(2)厚度为 2-10nm。3.根据权利要求1所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗电势诱发衰减的晶体硅电池，其特征在于：包括依次覆盖于硅衬底（1）上的非晶硅层（2）、起钝化作用的富Si氮化硅层（3）和起减反射作用的富N氮化硅层（4）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊宇，保罗，魏青竹，连维飞，王志刚，易辉，汪燕玲，
申请(专利权)人：中利腾晖光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32