一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法和电池技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池叠层钝化结构，其包括：硅片，依次设于硅片背面的氧化铝层、混合钝化层和钝化层；其中，所述氧化铝层通过PECVD法形成；所述混合钝化层通过电离含氢材料得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成。本发明专利技术还公开了一种叠层钝化太阳能电池，其包括上述太阳能电池叠层钝化结构。实施本发明专利技术，能够有效去除硅片背面悬挂键和降低表面态，提升太阳能电池的效率。

A solar cell stack passivation structure and its preparation method and cell

The invention discloses a stack passivation structure of solar cells, which includes: silicon wafer, alumina layer, mixed passivation layer and passivation layer arranged on the back of silicon wafer in turn; wherein, the alumina layer is formed by PECVD method; the mixed passivation layer is formed by plasma bombarding the alumina layer obtained by ionizing hydrogen containing materials. The invention also discloses a stack passivation solar cell, which includes the stack passivation structure of the solar cell. The invention can effectively remove the back hanging key of the silicon chip, reduce the surface state and improve the efficiency of the solar cell.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法和电池
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法和电池。
技术介绍
为了提高晶硅太阳能电池的效率，必须对电池表面进行良好的钝化，降低表面缺陷复合从而提高电池的开路电压。现有的钝化技术多集中在太阳能电池的背面钝化，如高效太阳能电池钝化发射结背表面太阳能电池(PERC)和背面发射结、背面局部扩散太阳能电池(PERL)取得了极大的成功，其中PERL太阳能电池的光电转化效率达到了24.7％；SunPower公司生产的背面接触太阳能电池(IBC)和Sanyo公司生产的异质结(Hetero-junctionIntrinsicThin-layer，HIT)太阳能电池，其效率分别是24％和23％等。这些太阳能电池无一例外的采用了背面钝化技术，是太阳能的有效寿命保持在较高水平，从而得到了较高的开路电压和短路电流。目前最常见的背钝化技术是采用氧化铝层和氮化硅层进行叠层钝化；其中，氧化铝层一般采用原子层沉积法(ALD)制备；氮化硅层多采用PECVD法进行制备。其中，ALD法沉积氧化铝具有沉积厚度均匀、可控性强的优点，但其沉积速度较慢，极大地拖慢了制备流程。常见的解决办法有两种：一种是降低氧化铝层的厚度，但也会影响钝化效果；一种是采用PECVD法制备氧化铝，但是PECVD法沉积的氧化铝层钝化效果较ALD沉积的差。因此，需要从保证氧化铝钝化效果以及优化工艺两个方面同时去优化该工艺。此外，随着太阳能电池技术的发展，晶体硅太阳电池的厚度也日益减薄，而在硅片表面制备的钝化层也因为张应力较大的缘故，容易造成电池片翘曲；如何在保证钝化效果的基础上消除此缺陷也是亟需面对的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池叠层钝化结构，其能发挥良好的背面钝化效果，降低复合；同时工艺时间短、生产效率高。本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池钝化结构的制备方法，其生产效率高。本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种叠层钝化太阳能电池，其转化效率高。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种太阳能电池叠层钝化结构，其特包括：硅片，包括用于收集入射光的正面和与该正面相对的背面；氧化铝层，设于所述硅片背面；混合钝化层，设于所述氧化铝层的上方；钝化层，设于所述混合钝化层的上方；其中，所述氧化铝层通过PECVD法沉积；所述混合钝化层通过电离含氢材料和含氧材料得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成；所述氧化铝层、混合钝化层和钝化层在同一设备的同一腔体内形成。作为上述技术方案的改进，所述含氢材料选用H2O、H2、NH3中的一种或多种；所述含氧材料选用H2O、N2O、NO中的一种或多种。作为上述技术方案的改进，所述混合钝化层通过在PECVD设备中电离H2O得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成。作为上述技术方案的改进，所述混合钝化层通过在PECVD设备中电离NH3和N2O的混合物得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成。作为上述技术方案的改进，所述钝化层为氮化硅层；或所述钝化层包括依次为设于混合钝化层上方的氮氧化硅层、第一氮化硅层和第二氮化硅层；所述第一氮化硅层和第二氮化硅层中N、Si、O的浓度不同；或所述钝化层包括依次为设于混合钝化层的氮氧化硅层、氧化硅层和氮化硅层。作为上述技术方案的改进，所述氧化铝层的厚度为1-20nm，所述钝化层的厚度为30-200nm。作为上述技术方案的改进，所述氧化铝层的厚度2-10nm；所述覆盖层的厚度为50-150nm。相应的，本专利技术还提供了一种上述太阳能电池叠层钝化结构的制备方法，其包括：(1)提供一硅片；(2)在所述硅片背面采用PECVD法生长氧化铝层；(3)采用含氢材料和含氧材料电离得到的等离子体轰击所述氧化铝层，形成混合钝化层；(4)在所述混合钝化层上生长钝化层；(5)将硅片进行退火，得到所述太阳能电池叠层钝化结构成品。作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，采用TMA、N2O、Ar的混合气体为反应气体，在200-350℃下，沉积所述氧化铝层；氧化铝层形成后，将硅片置于非真空环境预设时间。相应的，本专利技术还提供了一种叠层钝化太阳能电池，其包括上述的太阳能电池叠层钝化结构。实施本专利技术，具有如下有益效果：1.本专利技术采用PECVD法沉积氧化铝层，其沉积速度可达到50-100nm/min，远大于ALD法2-5nm/min的沉积速度，大幅提高了生产效率；且本专利技术中的氧化铝层、混合钝化层和钝化层在同一设备的同一腔体内形成，大幅提升了钝化结构的制备效率。2.本专利技术通过采用等离子体轰击氧化铝层，提高了氧化铝层中H的含量，在退火后，氧化铝层中的氢会注入硅片基体表面和基体内，对复合中心进行钝化，提高太阳能电池的少子寿命和转换效率。3.本专利技术采用氧化铝、氮氧化硅、氮化硅(或氧化硅+氮化硅)的叠层的钝化结构，能够有效钝化硅片表面悬挂键，具有良好的化学钝化作用；也能够在硅片表面形成较高的电荷密度，具有良好的场钝化效应。此外，通过氮氧化硅、氧化硅层的加入有效降低了表面应力，防止硅片翘曲。附图说明图1是本专利技术一种太阳能电池叠层钝化结构示意图；图2是本专利技术另一实施例之中太阳能电池叠层钝化结构示意图；图3是本专利技术一种太阳能电池叠层钝化结构的制备方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。仅此声明，本专利技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本专利技术的附图为基准，其并不是对本专利技术的具体限定。参见图1，本专利技术提供了一种太阳能电池钝化结构，其包括：硅片1和依次设于硅片背面的氧化铝层2，混合钝化层3和钝化层4；其中，所述氧化铝层2通过PECVD法沉积；所述混合钝化层3通过电离含氢材料和含氧材料得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成。氧化铝层2、混合钝化层3和钝化层4均在同一设备的同一腔体中形成。本专利技术采用PECVD法沉积氧化铝层，其沉积速度可达到50-100nm/min，远大于ALD法2-5nm/min的沉积速度，大幅提高了生产效率；同时，本专利技术的各层结构均在同一设备的同一腔体中形成，也提升了生产效率。此外，本专利技术在氧化铝层上采用等离子体轰击形成了混合钝化层，混合钝化层中含有的H会在后续退火工艺中注入硅片基底表面和基底内部，对复合中心进行钝化；因此本专利技术的太阳能电池钝化结构具有良好的钝化效果。具体的，含氢材料选用H2O、H2、NH3中的一种或多种；含氧材料选用H2O、N2O、NO中的一种或多种。优选的，混合钝化层3通过在PECVD设备中电离H2O得到的等离子体轰击氧化铝层2形成。优选的，混合钝化层3通过在PECVD设备中电离NH3和N2O的混合物得到的等离子体轰击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池叠层钝化结构，其特征在于，包括：/n硅片，包括用于收集入射光的正面和与该正面相对的背面；/n氧化铝层，设于所述硅片背面；/n混合钝化层，设于所述氧化铝层的上方；/n钝化层，设于所述混合钝化层的上方；/n其中，所述氧化铝层通过PECVD法沉积；所述混合钝化层通过电离含氢材料和含氧材料得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成；/n所述氧化铝层、混合钝化层和钝化层在同一设备的同一腔体内形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池叠层钝化结构，其特征在于，包括：
硅片，包括用于收集入射光的正面和与该正面相对的背面；
氧化铝层，设于所述硅片背面；
混合钝化层，设于所述氧化铝层的上方；
钝化层，设于所述混合钝化层的上方；
其中，所述氧化铝层通过PECVD法沉积；所述混合钝化层通过电离含氢材料和含氧材料得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成；
所述氧化铝层、混合钝化层和钝化层在同一设备的同一腔体内形成。


2.如权利要求1所述的太阳能电池叠层钝化结构，其特征在于，所述含氢材料选用H2O、H2、NH3中的一种或多种；
所述含氧材料选用H2O、N2O、NO中的一种或多种。


3.如权利要求2所述的太阳能电池叠层钝化结构，其特征在于，所述混合钝化层通过在PECVD设备中电离H2O得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成。


4.如权利要求2所述的太阳能电池叠层钝化结构，其特征在于，所述混合钝化层通过在PECVD设备中电离NH3和N2O的混合物得到的等离子体轰击所述氧化铝层形成。


5.如权利要求1所述的太阳能电池钝化结构，其特征在于，所述钝化层为氮化硅层；或
所述钝化层包括依次为设于混合钝化层上方的氮氧化硅层、第一氮化硅层和第二氮化硅层；所述第一氮化硅层和...

【专利技术属性】
技术研发人员：林纲正，赵亮，方结彬，
申请(专利权)人：商先创国际股份有限公司，浙江爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE