一种钝化用于光伏设备的硅基板的方法技术

一种钝化用于光伏设备中的硅基板的方法，包括：提供硅基板，其具有块并呈现一个前表面和一个后表面，并通过液相涂布，至少在所述后表面上形成电介质层。形成在后表面的所述电介质层能够作为反射物用以增加光向所述硅基板的所述块中的反射，并且所述电介质层能够向所述硅基板的所述块中和所述表面上释放氢以提供氢化和钝化。本发明专利技术提供一种便宜的、低成本的方法，其通过将图层化学品应用在硅基板的背面上，改进了光伏设备的电学和/或光学性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及与表面处理联合应用的混合和无机化学品、传输和活化化学品和表面 的工艺和方法，其导致更高的光生少数载流子寿命、改进的近红外区（NIR)的内部反射W 及光伏设备的后续效能。
技术介绍
光伏设备（PV)(通常称为太阳能电池）的生产者历史上是从高纯度单晶、晶格匹 配的半导体合金制备的，其中，由于不存在错位，非常少的陷阱会遇到产生于光伏工艺中的 自由电子。仅有的陷阱存在于设备和空气间的表面。该些陷阱由悬挂键的表面构型产生。 该些是终W止于空气/晶体交界面的原子的S维晶体学性质出现的。 为了减少或消除该些陷阱，生产商在其前和/或后表面使用附加的薄层。该些附 加层从设备上去除陷阱，对设备具有优秀的纯化性质。纯化层在娃表面减少载体的复合，并 因此使得开路电压变高，其因而对于高性能太阳能电池格外重要。若被应用在太阳能电池 的前表面，该纯化层能起到抗反射涂层（ARC)的作用。 另一方面，当涂层被应用在太阳能电池的背面时，此附加层的光学参数可W被设 计为用W提高设备的内部反射率W增加该设备的光吸收并从而增加该设备的功效。传统的 表面纯化材料包括SiOx、Si化等，其通常使用真空技术制备，例如热氧化、PECVD或瓣射。 近期，AWx在学术上和工业上引起注意。通过原子层沉积（ALD)或等离子体增强化学气相 沉积（PECVD)制备的无定型AWx薄膜被证实在c-Si上产生优秀级别的表面纯化作用。然 而，由于阳CVD和其它工艺的复杂性，W及生产工具和消耗性化学品和气体（例如S甲基侣 或TMA)的相对高成本，发展替代的方案W形成娃片太阳能电池的介质涂层非常重要。液相 沉积是一种有竞争力的方法，其具有堪比的纯化特性、成本高效并且环境友好。具有W上特 征，在空气条件下制备涂层可W通过淘汰那些复杂并昂贵的生产工具实现。 本专利技术的目标在于提供通过液相沉积改良娃太阳能基板的方法，同时避免使用有 害的化学品和条件。
技术实现思路
本专利技术基于W下理念：通过液相沉积合适的化学组合物从而为晶体（尤其是P型 晶体）娃太阳能电池提供背面的氨释放和纯化层。 因此，在本专利技术中，一种化学组合物被沉积在PV设备的后表面W形成一个或多个 厚度范围为5至250nm的薄电介质层。在前表面形成的层带来氨化、纯化和抗反射的性质， W减少表面符合和体符合并增加光吸收。形成的层起到背面反射物的作用，W增强对光，尤 其是在NIR范围内的光，向块状娃内的反射。此外，经处理，化学品被活化并将氨引导至PV 设备的块内和表面上。 基于W上，氨释放并纯化用于光伏设备中的娃基板的本方法包括W下步骤 -提供娃基板，其具有块并具有一个前表面和一个后表面；W及 -通过液相涂布至少在所述的后表面上形成电介质层。 形成在后表面的电介质层能够作为反射物用W增加光向娃基板的块中的反射。电 介质层能够向娃基板的块中和表面上释放氨W提供氨化和纯化。 本专利技术的有益效果： 本专利技术取得了相当大的优越性。本专利技术提供一种便宜、低成本的方法，其通过在娃 基板的背面上应用化学涂层，改进了光伏设备的电学和/或光学性能。设备内呈现流量萃 取效率的增加和复合的降低。该使得来自该设备的功率输出更大。 本专利技术的工序为现有的，使用TMA、SiH4W及其它气体的ALD或PECVD方法提供了 替代方案，使得PV制造商能够应用化学品制造提供纯化作用和光内部反射的一系列层，而 非在有害气体的环境中工作。对于厚膜太阳能生产，本专利技术使得在整个生产工序中使用化 学品在大气条件下涂布而不使用任何有害气体或PECVD，并且具有节约成本W及过程控制 和设备可持续性更好的额外优点。【附图说明】[001引图1是P型晶体娃太阳能电池的制造工艺流程图示，其在PV设备的背面沉降化学 品而不使用PECVD、ALD或瓣射沉降Al203。[001引图2是P型晶体娃太阳能电池的制造工艺流程图示，其使用阳CVD、ALD或瓣射沉 降Al203在PV设备的背面沉降化学品。【具体实施方式】 本专利技术的方法设及液相可加工的化学组合物的应用，其能够具体地在太阳能电池 生产工艺中，在基地上形成通常为介电的氨释放和纯化层。该种物料的示例是硅氧烷和金 属氧化物聚合物材料，虽然其它材料也适用于本专利技术。 在一个实施方式中，本专利技术设及具有合适性质用W作为应用在晶体娃太阳能电池 背面的纯化、氨化、和反射介质涂层的材料。本专利技术的一个实施方式包括将该些材料应用在 晶体娃太阳能电池设备的制造中。另一个实施方式包括制造该种涂层材料组合物的方法。 纯化、氨化和反射性材料包括单一或混合氧化物组合物，其可W通过大气液相化学涂布方 法被沉积至娃表面上。此外，通过使用一种或多种不同的配方或组合物沉降每一层，该涂层 被作为单层或多层应用在娃基板上。 综上所述，在一种纯化适用于例如光伏（PV)设备中的娃基板的方法中，提供娃基 板，其具有或不具有真空涂布的，具有3至30皿的Al2〇3层。氧化侣层可W通过例如PECVD、 瓣射或ALD制备。此外，该基板被提供由液相沉积得到的纯化和/或反射层于其上。在一 个实施方式中，该纯化层包括碳化娃或氧化娃材料或其组合，用于纯化娃表面（例如，n型 娃表面）或氧化侣或氧化侣和氧化娃混合物，其具有或不具有氧化铁盖，用W纯化P型娃表 面。该纯化层进一步包括氨，其能够释放从而该纯化层使得娃基板的表面和块的复合速率 降低。 相应地，优选的实施方式还包括在后表面上形成AI2O3层，其厚度范围为1至50nm， 优选3至30nm，所述层优选通过等离子增强CVD、瓣射、或通过原子层沉积形成。所述AI2O3 层优选形成在氨释放层下，氨释放层和纯化层W及基板后表面之间。 介质氨化层和可选的抗反射层也通过液相沉积形成在娃基板的前表面上。该种层 也可W作为ARC层。 在一个优选实施方式中，在指明的改良后，所述娃基板的表面复合速率小于 lOOcm/sec。 所述氨释放和纯化层包括氧、娃、氨W及侣和/或铁，用于P型娃表面并作为AI2O3 的封盖层，其通过PECVD、ALD或瓣射沉积。除了作为封盖层工作，该氨释放和纯化层增进了 反射并进一步增进了纯化。 所述纯化层包括侣、氧和氨，用于与n型娃基板。其还可W包括娃、碳和氨，用于n 型娃基板或娃、碳、氧和氨，用于n型娃基板。所述纯化层包括侣、氧和氨，用于P型娃基板，或铁、氧和氨用于P型娃基板或侣、 铁、氧和氨用于P型娃基板。 在一个实施方式中，其中所述功能层包括硅氧烷或金属氧化物涂层材料，所述聚 合物或材料的分子量在400至150000的范围内，优选大约500至100000,尤其是大约750 至 50000g/mol。 所述娃基板，例如娃片基板是光伏电池的一部分。所述光伏电池可W并优选是光 伏板/组件的一部分。 在一个实施方式中，所述光伏电池阵列被具有厚度范围为1mm至4mm的保护玻璃 的层压。所述光伏电池阵列可W被抗反射涂布的保护玻璃层压，W进一步提高所述光伏电 池的效能。 在特别优选的实施方式中，所述光伏电池仅使用大气氛围的制造工艺制造（即通 过液相沉积工艺形成各种层，优选在大气条件下进行）。 对于前文中关于氨化和纯化的讨论，应该指出的是，带正电荷的Si化非常适用于 P型太阳能电池的发射极（向阳面）W及n型太阳能电池的背面，因其累积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钝化用于光伏设备中的硅基板的方法，其包括：‑提供硅基板，其具有块并呈现前表面和后表面；‑通过液相涂布，至少在所述后表面上形成电介质层；其中，在后表面形成的所述电介质层能够作为反射物起作用，以增加光向所述硅基板的所述块中的反射，以及其中，所述电介质层能够向所述硅基板的块中和表面上释放氢，以提供氢化和钝化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·卡凯宁，米莉亚·汉努库雷，亨娜·贾维塔洛，保罗·威廉姆斯，亚尔科·雷沃，阿德米尔·哈季奇，王建辉，
申请(专利权)人：奥普提汀公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI