本发明专利技术属于单晶PERC电池的制备技术领域，具体涉及一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜及背面镀膜方法。该背面钝化膜包括PERC电池背面由内向外依次沉积的氧化铝层、SiNx层和SiOXNY层。本发明专利技术专利在原有的Al2O3/SiNx镀膜层基础上，在最外层增加了SiOXNY层。试验例测试结果表明，在P型单晶PERC电池上使用原来的背钝化膜Al2O3/SiNx，厚度为4nm/100nm时，电池对光的总吸收率为74.1％；当使用本发明专利技术实施例1提供的背面钝化膜Al2O3/SiNx/SiOXNY，电池对光的总吸收率为92.8％；同时，该钝化膜层可起到保护作用，提高了短路电流，提升电池效率。
A Back Passivation Film and Back Coating Process for P-type Single Crystal PERC Batteries
The invention belongs to the field of preparation technology of single crystal PERC battery, in particular to a back passivation film and a back coating method for P type single crystal PERC battery. The passivation film on the back of PERC battery includes aluminium oxide layer, SiNx layer and SiOXNY layer deposited from inside to outside. The patent of the invention adds a SiOXNY layer to the outer layer on the basis of the original Al2O3/SiNx coating. The test results show that the total absorption of light is 74.1% when the back passivation film Al2O3/SiNx is used on P-type single crystal PERC batteries with a thickness of 4 nm/100 nm, and 92.8% when the back passivation film Al2O3/SiNx/SiOXNY provided by the first embodiment of the present invention is used. At the same time, the passivation film can protect the light and improve the short circuit current. Increase battery efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜及背面镀膜工艺
本专利技术属于单晶PERC电池的制备
，具体涉及一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜及背面镀膜工艺。
技术介绍
目前，高效电池技术成为一个主流趋势。有研究表明，常规单晶电池主要效率区间为19.8-20％，对应的组件功率为280W，光学损失占效率总损失的50％以上。在这种背景下，PERC电池应运而生。PERC技术，即钝化发射极背面接触，通过在太阳能电池背面形成钝化层，可大幅降低背表面电学复合速率，形成良好的内部光学背反射机制，提升电池的开路电压Voc、短路电流Isc，从而提升电池的转换效率。PERC太阳能电池具有工艺简单，成本较低，且与现有电池生产线兼容性高的优点是新开发出来的一种高效太阳能电池，得到了业界的广泛关注，有望成为未来高效太阳能电池的主流方向。目前量产化的P型单晶PERC电池背面钝化的主流工艺是：用ALD方法先沉积一层＜10nm厚的Al2O3，然后再用PECVD的方法沉积一层厚度70-120nm厚的SiNx层。但是，SiNx膜层是一种较高折射率的镀膜材料，折射率一般为1.9-2.1。氮化硅用在电池片正表面是一种表现优良的减反射材料，但如果用在电池片背面，则会由于较高折射率而造成一部分吸收光的损失，从而影响电池Isc的提升。基于以上原因，为了提高电池的转换效率，科研工作者进行了各种改进的尝试。比如中国专利CN106972066A公开了一种基于ALD工艺在的PERC电池制备方法，该方法包括1)制绒；2)扩散；3)背面抛光、刻蚀和去磷硅玻璃；4)背面ALD制备氧化铝；5)正面PECVD沉积SiNx减反射膜；6)背面PECVD沉积背面钝化膜层；7)背面激光局部开口；8)丝网印刷、烧结。该方法的关键点在于步骤6)背面PECVD沉积背面钝化膜层过程中，在硅片表面先沉积SiONx膜后再沉积SiNx膜，通过改善单晶体薄膜表面形态和绕镀色差，提升电池的转换效率。但按上述工艺制得的电池的转化效率提升有限，而且仍然无法克服电池高温烧结(700度以上)后电池效率降低的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，本申请的专利技术目的在于提供一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜层，该钝化膜层可以提高电池片背面钝化、增加内反射效果，进而提高电池的转化效率；本专利技术的另一个专利技术目的在于提供上述背面钝化膜层的镀膜工艺。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的其中一个技术方案是：一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜，其包括PERC电池背面由内向外依次沉积的氧化铝层、SiNx层和SiOXNY层。优选地，所述氧化铝层的厚度＜10nm。优选地，所述SiNx层的厚度为40-75nm；折射率为1.9-2.4。优选地，所述SiOXNY层的厚度为50-150nm；折射率为1.4-1.9。进一步优选地，所述SiOXNY层的厚度为85-130nm。优选地，所述SiOXNY层中的X,Y分别取值范围是:x＝1-2；Y＝2-4。本专利技术的另一个技术方案是一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜的镀膜工艺，其包括如下步骤：首先采用ALD沉积法在单晶P型硅片背面镀一层Al2O3膜，然后再用PECVD的方法在硅片背面Al2O3膜上面沉积SiNx层和SiOXNY层。优选地，所述沉积SiNx层和SiOXNY层包括如下步骤：1)由硅烷和氨气在400-500℃条件下沉积50-300s，2)由硅烷和氨气在400-500℃条件下沉积100-400s，3)由硅烷、氨气和笑气在400-500℃条件下沉积50-300s。进一步优选地，步骤1)中硅烷和氨气的体积比为1:(2-8)。进一步优选地，步骤2)中硅烷和氨气的体积比为1:(5-12)。进一步优选地，步骤3)中硅烷、氨气、笑气的体积比为1:(1-5):(7-15)。本专利技术的其中一个技术方案提供了一种含有上述背面钝化膜的单晶PERC电池的制备工艺包括如下步骤：制绒、扩散、刻蚀、正面热氧化、背面ALD制备氧化铝层、背面PEVCD沉积SiNx层和SiOXNY层、正面PEVCD沉积SiNx层、激光开槽、丝网印刷。优选地，所述正面热氧化的方法为干氧氧化、湿氧氧化或TCA氧化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术专利在原有的Al2O3/SiNx镀膜层基础上，在最外层增加了SiOXNY层。其主要优点是：SiOXNY相对于SiNx，是一种较低折射率材料，使用在P型PERC电池背面时，可以增加电池基体内吸收光的内反射，与SiNx形成的叠层可以增加吸收光内反射的次数，进一步提高晶硅电池Isc。试验例测试结果表明，在P型单晶PERC电池上使用原来的背钝化膜Al2O3/SiNx，厚度为4nm/100nm时，电池对光的总吸收率为74.1％；当使用本专利技术实施例1提供的背面钝化膜Al2O3/SiNx/SiOXNY，电池对光的总吸收率为92.8％。(2)本专利技术提供的钝化膜层还可以对电池起到保护保用，当烧结温度＞700℃时，传统钝化膜中工艺制得的电池中，铝浆中的玻璃体会腐蚀氮化硅层，烧结后电池效率明显降低，而采用本专利技术的钝化膜层，由于外层的SiOXNY层可以消弱上述腐蚀作用，从而保证了氮化硅层的减反射和钝化效果，有效地阻止了短路电流和电池效率的降低，保证了高温烧结后电池的效率。(3)本专利技术提供的在P型PERC电池背面镀膜的方法简单、可控，利用现有的生产条件，无需额外增加新的设备；而且易于产量化大规模生产。附图说明图1为采用实施例1提供的镀膜工艺制得的电池片的外量子效率测试图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜,其包括PERC电池背面由内向外依次沉积的Al2O3层、SiNx层和SiOXNY层；其中，Al2O3层厚度为4nm；SiNx层厚度为55nm,折射率为2.4；SiOXNY层厚度为98nm，折射率为1.7，其中，SiOXNY中的X为2，Y为2。所述P型单晶PERC电池的背面钝化膜的镀膜工艺，其包括如下步骤：首先采用ALD沉积法在单晶P型硅片背面镀一层4nm厚的Al2O3膜，然后再用PECVD的方法在硅片背面Al2O3膜上面沉积SiNx层和SiOXNY层，其中，背面PEVCD方法沉积SiNx层和SiOXNY层包括如下步骤：1)由硅烷1000mL和氨气4400mL在490℃条件下沉积170s，2)由硅烷800mL和氨气6200mL在490℃条件下沉积275s，3)由硅烷600mL、氨气2000mL和笑气5000mL在490℃条件下沉积150s。包含有该钝化膜层的背面钝化膜的单晶PERC电池的制备工艺包括如下步骤：制绒、扩散、刻蚀、正面热氧化、背面ALD制备氧化铝层、背面PEVCD沉积SiNx层和SiOXNY层、正面PEVCD沉积SiNx层、激光开槽、丝网印刷得到P型单晶PERC电池。通过PVLighthouse软件模拟得出，本实施例中的钝化膜制得的电池对太阳光的总吸收率为92.8％。在其它条件不变的情况下，传统钝化膜层Al2O3/SiNx在厚度为4nm/100nm时，电池对太阳光的总吸收率最高，仅为74.1％。采用根据最新版检测规范IEC-60本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜，其包括PERC电池背面由内向外依次沉积的氧化铝层、SiNx层和SiOXNY层。
【技术特征摘要】
1.一种用于P型单晶PERC电池的背面钝化膜，其包括PERC电池背面由内向外依次沉积的氧化铝层、SiNx层和SiOXNY层。2.根据权利要求1所述的背面钝化膜，所述SiNx层的厚度为40-75nm。3.根据权利要求1所述的背面钝化膜，所述SiOXNY层的厚度为50-150nm。4.根据权利要求3所述的背面钝化膜，所述SiOXNY层的厚度为85-130nm。5.根据权利要求1-4中任一项所述的背面钝化膜，所述SiOXNY层中的X,Y分别取值范围是：X＝1-2；Y＝2-4。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的背面钝化膜的镀膜工艺，其包括如下步骤：首先采用ALD沉积法在单晶P型硅片背面镀一层Al2O3膜，然后再用PECVD的方法在硅片背面Al2O3膜上面沉积SiNx层和SiOXNY层。7...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍亭亭，张树德，魏青竹，倪志春，连维飞，胡党平，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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