一种PERC电池背钝化结构及制备方法技术

本发明专利技术属于太阳电池领域，具体涉及一种PERC电池背钝化结构及制备方法。包括依次层叠的晶硅衬底、氧化铝层和复合氮化硅层；所述晶硅衬底为单晶或多晶硅片，为p型晶体硅片，厚度为180～200μm；所述氧化铝层为PECVD法沉积；所述复合氮化硅层包括第一氮化硅层、第二氮化硅层和第三氮化硅层；所述第一氮化硅层的厚度不大于第二氮化硅层的厚度，所述第二氮化硅层的厚度不大于第三氮化硅层的厚度。本发明专利技术提供的PERC电池背钝化结构及制备方法显著提高开路电压和短路电流，极大地提高了电池的转换效率。

Back passivation structure and preparation method of perc battery

The invention belongs to the field of solar cells, in particular to a perc battery back passivation structure and a preparation method. The composite silicon nitride layer comprises a silicon nitride substrate, an aluminum oxide layer and a composite silicon nitride layer in turn; the silicon substrate is a single crystal or polycrystalline silicon wafer, which is a p-type crystal silicon wafer with a thickness of 180-200 \u03bc m; the aluminum oxide layer is deposited by PECVD method; the composite silicon nitride layer comprises a first silicon nitride layer, a second silicon nitride layer and a third silicon nitride layer; the thickness of the first silicon nitride layer is not greater than the second silicon nitride layer The thickness of the second silicon nitride layer is not greater than the thickness of the third silicon nitride layer. The perc battery back passivation structure and preparation method provided by the invention can significantly improve the open circuit voltage and short circuit current, and greatly improve the conversion efficiency of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种PERC电池背钝化结构及制备方法
本专利技术属于太阳电池领域，具体涉及一种PERC电池背钝化结构及制备方法。
技术介绍
随着高效太阳电池研发的不断推进，优质的表面钝化已成为高转换效率太阳电池不可或缺的，近年来，钝化发射区背面电池(PERC)技术得到了广泛关注，PERC即钝化发射极背面接触(PassivatedEmitterRearContact)电池是一种发射极与背面双面钝化的太阳电池。通过在电池片背表面沉积一层Al2O3，然后再使用等离子化学气相沉积法PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition)在背面镀一层SiNx薄膜，对Al2O3起保护作用；同时，这层SiNx薄膜还能提高少子寿命，增加对长波的反射，对光进行充分利用，增加硅片对长波的吸收，显著提高开路电压和短路电流，极大地提高了电池的转换效率。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种PERC电池背钝化结构及制备方法，显著提高开路电压和短路电流，极大地提高了电池的转换效率。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：一种PERC电池背钝化结构及制备方法。包括依次层叠的晶硅衬底、氧化铝层和复合氮化硅层；所述晶硅衬底为单晶或多晶硅片，为p型晶体硅片，厚度为180～200μm；所述氧化铝层为PECVD法沉积；所述复合氮化硅层包括第一氮化硅层、第二氮化硅层和第三氮化硅层；所述第一氮化硅层的厚度不大于第二氮化硅层的厚度，所述第二氮化硅层的厚度不大于第三氮化硅层的厚度。进一步的，所述第二氮化硅层的硅含量大于第一氮化硅层和第三氮化硅层的硅含量。进一步的，所述第一氮化硅层的折射率小于2.08，所述第二氮化硅层的折射率大于2.15，所述第三氮化硅层的折射率小于2.08。进一步的，所述第一氮化硅层的厚度为20-40nm，所述第二氮化硅层的厚度为30-60nm，所述第三氮化硅层的厚度为40-70nm。进一步的，所述的氧化铝层厚度为12-20nm。进一步的，所述晶硅衬底厚度为180～200μm。本专利技术还提供一种PERC电池背钝化结构制备方法，所述方法包括：对晶硅衬底进行制绒、扩散、激光掺杂、背面抛光、去磷硅玻璃、氧化；背面PECVD制备氧化铝层；采用PECVD在氧化铝膜上制作第一层氮化硅薄膜，硅烷流量为240～270sccm，氨气流量为860sccm；在第一层氮化硅薄膜上采用PECVD制作第二氮化硅层，硅烷流量为360～390sccm，氨气流量为780sccm；在第二层氮化硅薄膜上采用PECVD制作第三氮化硅层，硅烷流量为240～270sccm，氨气流量为860sccm。有益效果：氮化硅的折射率可以通过不同的硅烷和氨气比例进行调整，根据原理折射率越高则薄膜中Si含量越高、薄膜越易被Al侵蚀，而高折射率能够增加光的反射，同时低折射率能够阻挡Al2O3中H向外逸出的效果越明显，H向Si层扩散的效率越高，这样就可实现更好的体钝化。为满足以上技术需求创新的提出三层氮化硅复合钝化膜，靠近Al2O3膜的为折射率小于2.08，目的是阻挡氧化铝层中的H向外逸出，增加H向Si层扩散的效率越高，这样就可实现更好的体钝化；中间一层氮化硅折射率在2.15以上，进一步增加长波光的反射，为减小富硅钝化膜被Al烧穿的概率，在高折射率氮化硅之后沉积一层低折射率钝化膜作为保护层，第三氮化硅层折射率在2.08以下，以保证背面氧化铝在后续的烧结过程中不背背膜铝浆腐蚀。采用本专利技术所述的PERC电池背钝化结构及制备方法，既能阻挡Al2O3中的H向外逸出，能更好的实现体钝化，同时又能使得长波段光在电池背面的反射增加，还能提高Al2O3的热稳定性保护其不被Al侵蚀。提高短路电流和开路电压，从而提升的电池的光电转换效率。具体实施方式实施例1一种PERC电池背钝化结构，包括依次层叠的晶硅衬底、氧化铝层和复合氮化硅层；所述晶硅衬底为单晶或多晶硅片，为p型晶体硅片，厚度为180～200μm；所述氧化铝层为PECVD法沉积；所述复合氮化硅层包括第一氮化硅层、第二氮化硅层和第三氮化硅层；所述第一氮化硅层的厚度不大于第二氮化硅层的厚度，所述第二氮化硅层的厚度不大于第三氮化硅层的厚度。进一步的，所述第二氮化硅层的硅含量大于第一氮化硅层和第三氮化硅层的硅含量。进一步的，所述第一氮化硅层的折射率小于2.08，所述第二氮化硅层的折射率大于2.15，所述第三氮化硅层的折射率小于2.08。进一步的，所述第一氮化硅层的厚度为20-40nm，所述第二氮化硅层的厚度为30-60nm，所述第三氮化硅层的厚度为40-70nm。进一步的，所述的氧化铝层厚度为12-20nm。进一步的，所述晶硅衬底厚度为180～200μm。所述第二氮化硅层的硅含量大于第一氮化硅层和第三氮化硅层的硅含量。所述第一氮化硅层的折射率小于2.08，所述第二氮化硅层的折射率大于2.15，所述第三氮化硅层的折射率小于2.08。实施例2一种PERC电池背钝化结构制备方法，所述方法包括：对晶硅衬底进行制绒、扩散、激光掺杂、背面抛光、去磷硅玻璃、氧化；背面采用PECVD制备氧化铝层；采用PECVD在氧化铝膜上制作第一层氮化硅薄膜，硅烷流量为240～270sccm，氨气流量为860sccm；在第一层氮化硅薄膜上采用PECVD制作第二氮化硅层，硅烷流量为360～390sccm，氨气流量为780sccm；在第二层氮化硅薄膜上采用PECVD制作第三氮化硅层，硅烷流量为240～270sccm，氨气流量为860sccm。所述第一氮化硅层的厚度不大于第二氮化硅层的厚度，所述第二氮化硅层的厚度不大于第三氮化硅层的厚度。所述第一氮化硅层的厚度为20-40nm，所述第二氮化硅层的厚度为30-60nm，所述第三氮化硅层的厚度为40-70nm。所述第二氮化硅层的硅含量大于第一氮化硅层和第三氮化硅层的硅含量。所述第一氮化硅层的折射率小于2.08，所述第二氮化硅层的折射率大于2.15，所述第三氮化硅层的折射率小于2.08。氮化硅的折射率可以通过不同的硅烷和氨气比例进行调整，根据原理折射率越高则薄膜中Si含量越高、薄膜越易被Al侵蚀，而高折射率能够增加光的反射，同时低折射率能够阻挡Al2O3中H向外逸出的效果越明显，H向Si层扩散的效率越高，这样就可实现更好的体钝化。为满足以上技术需求创新的提出三层氮化硅复合钝化膜，靠近Al2O3膜的为折射率小于2.08，目的是阻挡氧化铝层中的H向外逸出，增加H向Si层扩散的效率越高，这样就可实现更好的体钝化；中间一层氮化硅折射率在2.2以上，进一步增加长波光的反射，为减小富硅钝化膜被Al烧穿的概率，在高折射率氮化硅之后沉积一层低折射率钝化膜作为保护层，第三氮化硅层折射率在2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PERC电池背钝化结构，其特征在于，所述PERC电池背钝化结构包括依次层叠的晶硅衬底、氧化铝层和复合氮化硅层；/n所述晶硅衬底为单晶或多晶硅片，为p型晶体硅片，厚度为180～200μm；/n所述氧化铝层为PECVD法沉积；/n所述复合氮化硅层包括第一氮化硅层、第二氮化硅层和第三氮化硅层；/n所述第一氮化硅层的厚度不大于第二氮化硅层的厚度，所述第二氮化硅层的厚度不大于第三氮化硅层的厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种PERC电池背钝化结构，其特征在于，所述PERC电池背钝化结构包括依次层叠的晶硅衬底、氧化铝层和复合氮化硅层；
所述晶硅衬底为单晶或多晶硅片，为p型晶体硅片，厚度为180～200μm；
所述氧化铝层为PECVD法沉积；
所述复合氮化硅层包括第一氮化硅层、第二氮化硅层和第三氮化硅层；
所述第一氮化硅层的厚度不大于第二氮化硅层的厚度，所述第二氮化硅层的厚度不大于第三氮化硅层的厚度。


2.根据权利要求1所述的PERC电池背钝化结构，其特征在于，所述第二氮化硅层的硅含量大于第一氮化硅层和第三氮化硅层的硅含量。


3.根据权利要求1所述的PERC电池背钝化结构，其特征在于，所述第一氮化硅层的折射率小于2.08，所述第二氮化硅层的折射率大于2.15，所述第三氮化硅层的折射率小于2.08。


4.根据权利要求1所述的PERC电池背钝化结构，其特征在于，所述第一氮化硅层的厚度为20-40nm，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪俊，宛正，
申请(专利权)人：阜宁苏民绿色能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32