一种太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池及其制备方法。所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的晶体硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；所述正面减反膜结构的折射率大于或等于2.14。该发明专利技术中利用热生长SiO、控制正面的ALD厚度、提高正面SiN膜致密性和背膜保护钝化效果，从而达到改善双面电池正向PID的目的。面电池正向PID的目的。面电池正向PID的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池领域，涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶硅太阳电池技术迭代是推动行业发展的主要动力，近两年来，PERC电池由于转换效率上在优势，在光伏领域被广泛推广。但基于PERC电池组件功率衰减大、正面抗PID能力问题有待解决。PERC电池工序的流程是：制绒
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扩散
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SE
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刻蚀
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抛光
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氧化退火
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氧化铝钝化
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正背面镀膜
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激光开窗
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丝网印刷及测试。因氧化铝钝化目前多采用双面工艺，而正面氧化铝层对组件正向PID存在一定影响，衰减会大于反向。由于双面氧化铝工艺改单面工艺涉及设备变更或改造，存在成本付出高、旧设备闲置问题，能从现有技术上改善PID无疑是极佳选择。
[0003]CN104821345A公开了一种抗电势诱导衰减太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：a)在硅片表面形成绒面；b)将硅片热扩散制备p-n结；c)将扩散后的硅片去磷硅玻璃；d)将硅片进行臭氧氧化处理；e)在硅片正面制备氮化硅减反膜；f)利用丝网印刷制备正背面金属电极。该文献虽然针对常规铝背场太阳能电池(BSF)的PID改善有比较显著的作用，然而由于钝化发射极和背面电池(PERC)与常规铝背场太阳能电池(BSF)在结构上存在差异，因此无法解决钝化发射极和背面电池(PERC)的PID问题。
[0004]CN110289319A公开了一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，包括：双面制绒；单面或双面氧化处理，形成氧化硅；单面或双面多晶硅沉积并掺杂磷素；正面印刷掩膜；去除掩膜以外的多晶硅及氧化硅；去除掩膜；单面或双面掺杂磷素；背面刻蚀并去除磷硅玻璃；背面氧化铝钝化；双面PECVD镀膜；背面激光开膜；背面印刷背银和铝浆，正面沿掩膜位置印刷电极；烧结并光电注入，得到电池。该文献的电池在发射极与基底之间插入隧穿氧化层，增强电池片正面钝化效果，避免了正面电极与硅片直接形成欧姆接触产生极大的复合，从而提升开路电压，同样没有公开氧化铝厚度与银浆料之间的关系，无法确定实际的使用效果。
[0005]现有PERC太阳电池的组件正面抗PID能力偏差、功率衰减高，尤其是双面氧化铝工艺问题尤为明显。PERC电池工序的流程是：制绒
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扩散
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SE
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刻蚀
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抛光
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氧化退火
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氧化铝钝化
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正背面镀膜
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激光开窗
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丝印印刷及测试。因氧化铝钝化目前多采用双面工艺，而正面氧化铝层对组件正向PID存在一定影响，衰减量会大于反向PID测试。
[0006]如何达到改善PERC太阳电池的组件正面PID，从而提升PERC组件的寿命这一目的，是目前急需解决的一项技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法。该专利技术中利用热生长SiO、控制正面的ALD厚度、提高正面SiN膜致密性和背膜保护钝化效果，从而达到改善双面电池正向PID的目的。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的晶体硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；
[0010]所述正面减反膜结构的折射率大于或等于2.14，例如2.14、2.15、2.16或2.17等。
[0011]本专利技术所提供的太阳能电池，其结构稳定，在晶硅电池正面和背面都做氧化铝膜层的结构是为了避免只做背面氧化铝时带来的绕镀影响，优势在产品优质率，单面氧化铝的优势在光衰，但优质率低；，对于正面减反膜的折射率进行限制的原因为低折射率可以减少光在介质表面及内部的损失但可靠性不足，高折射率抗PID能力好但光损失大，通过与背面钝化膜相互配合，使得太阳能电池的组件正面抗PID能力得到提升、功率衰减变慢，使用寿命增长。
[0012]优选地，所述氧化铝膜的厚度为2.5～4nm，例如2.5nm、3nm、3.5nm或4nm等。
[0013]本专利技术中，氧化铝膜厚偏低会导致钝化效果下降，膜厚过高则硅片表面与电极接触不佳，影响产品最终转换效率。
[0014]优选地，所述正面减反膜结构包括依次层叠SiO2膜、SiN膜和Si
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膜。
[0015]优选地，所述SiO2膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的表面。
[0016]优选地，所述SiO2膜的厚度为2～5nm，例如2nm、3nm、4nm或5nm等。
[0017]优选地，所述SiN膜的厚度为50～60nm，例如50nm、52nm、54nm、55nm、58nm或60nm等。
[0018]优选地，所述SiN膜的折射率大于2.2，例如2.2、2.21、2.22、2.23或2.25等。
[0019]优选地，所述Si
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膜的厚度为10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、15nm、18nm或20nm等。
[0020]优选地，所述Si
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膜的折射率小于2.2，例如2.18、2.15、2.13或2.1等。
[0021]本专利技术中，通过控制SiN膜的折射率大于2.2，Si
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膜的折射率小于2.2来综合平衡最终的正面减反膜的折射率，使其折射率大于或等于2.14，可以达到更好的抗PID效果。
[0022]优选地，所述背面钝化膜结构的厚度大于或等于120nm，例如120nm、121nm、122nm、125nm、128nm或130nm等。
[0023]控制背面钝化膜结构的厚度是为了保护背面的氧化铝结构不被破坏和腐蚀，厚度过小会导致背面氧化铝结构容易腐蚀和破坏，影响整体电池的效率和可靠性。
[0024]优选地，所述背面钝化膜结构包括Si
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钝化膜和SiN保护膜。
[0025]优选地，所述Si
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钝化膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的相对面的表面。
[0026]优选地，所述Si
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钝化膜的厚度为10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、15nm、18nm或20nm等。
[0027]优选地，所述SiN保护膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括设有氧化铝膜的晶体硅片，以及位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的相对两面上的正面减反膜结构和背面钝化膜结构；所述氧化铝膜位于所述晶体硅表面；所述正面减反膜结构的折射率大于或等于2.14。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化铝膜的厚度为2.5～4nm；优选地，所述正面减反膜结构包括依次层叠SiO2膜、SiN膜和Si
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膜；优选地，所述SiO2膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的表面；优选地，所述SiO2膜的厚度为2～5nm；优选地，所述SiN膜的厚度为50～60nm；优选地，所述SiN膜的折射率大于2.2；优选地，所述Si
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膜的厚度为10～20nm；优选地，所述Si
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膜的折射率小于2.2。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化膜结构的厚度大于或等于120nm；优选地，所述背面钝化膜结构包括Si
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钝化膜和SiN保护膜；优选地，所述Si
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钝化膜位于所述设有氧化铝膜的晶体硅片的制绒面的相对面的表面；优选地，所述Si
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钝化膜的厚度为10～20nm；优选地，所述SiN保护膜的厚度为110～140nm。4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制绒、扩散、激光掺杂、刻蚀背抛、氧化退火、双面制备氧化铝、正面镀膜、背面镀膜、激光开窗、丝网印刷及测试，得到所述太阳能电池；所述正面镀膜工序制备正面减反膜结构，所述背面镀膜工序制备背面钝化膜结构。5.根据权利要求4所述的太阳膜电池的制备方法，其特征在于，所述制绒的方法包括碱制绒和/或酸制绒；优选地，所述碱制绒包括将氢氧化钠溶液和制绒添加剂进行混合，形成混合溶液进行制绒；优选地，所述碱制绒中的混合溶液的质量浓度小于2％；优选地，所述酸制绒包括将硝酸溶液和氢氟酸溶液进行混合，得到混合溶液进行制绒；优选地，所述酸制绒中的硝酸和氢氟酸的体积比为1:1～5:1；优选地，所述扩散的制备方法包括将制绒后的硅片在扩散炉中进行扩散；优选地，所述扩散炉中的温度为800～900℃；优选地，所述扩散过程中的方阻为100～150Ω/
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；优选地，所述刻蚀背抛的制备方法包括用酸腐蚀法和/或碱抛法腐蚀背表面的扩散后P-N结，并在背表面形成平滑的抛光面，用酸洗去正面磷硅玻璃；优选地，所述激光掺杂的制备方法包括将扩散后的产品按印刷图形用激光进行重掺杂；优选地，所述重掺杂的方阻为40～80Ω/
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。6.根据权利要求4或5所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氧化退火的制
备方法包括将刻蚀背抛后的产品进行氧化退火；优选地，所述氧化退火的温度为700～800℃；优选地，所述氧化退火的时间为20～40min；优选地，所述氧化后退火的时间为10～30min；优选地，所述氧化的气氛为氧气气氛；优选地，所述氧气的流量为2000～10000sccm。7.根据权利要求4-6任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述双面氧化铝的制备方法包括将氧化退火后的产品置于铝舟中，送入真空炉中，并在真空炉中交替通入三甲基铝和去离子水，得到沉积有氧化铝膜的晶体硅片。8.根据权利要求4-7任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾松燕，何悦，任永伟，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：