一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构及其制备方法和应用，所述背膜结构包括位于电池片背面的氧化铝薄膜，在氧化铝薄膜上设有氮化硅薄膜，在氮化硅薄膜上设有氮氧化硅薄膜。本发明专利技术的背膜结构能够同时提高双面PERC背面及正面效率，本发明专利技术通过改进背面膜层结构提升P型双面PERC电池的背面转换效率，该背膜结构具有较优的氢钝化效果，还可以提升电池的开压和FF，从而实现正面转换效率的提升，可以使得P型双面PERC电池的双面率提高1～2％，电池正面的效率提升0.1％左右，提高企业的效益和竞争力，非常值得产业化应用。非常值得产业化应用。非常值得产业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着太阳能电池片生产技术不断进步，目前主要研究热点有HIT电池、WMT电池、N型双面电池、P型PERC电池等，其中P型PERC电池因其工艺相对成熟，量产难度低，已成为市场主流电池技术。双面PERC太阳电池较其它新型电池的正面效率低，主流厂商其双面组件双面率为65-75％，迫切需要进一步提升双面PERC太阳电池的正面和背面效率。因此改进背面膜层结构以及优化镀膜工艺，降低电池片背面的反射率，增加光的吸收，提升P型双面PERC电池的背面转换效率，提高P型双面PERC电池的双面率，是目前行业所关注的重点。
[0003]CN110957378A公开了一种提升P型双面电池双面率的背膜结构，包括电池片，电池片的背面依次沉积有氧化铝膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化硅膜，氮化硅膜包括上层氮化硅膜、中层氮化硅膜、下层氮化硅膜，上、中、下三层氮化硅膜的厚度逐渐升高，折射率逐渐降低，氮化硅膜的总膜厚为35至55纳米，氮化硅膜的总折射率为2.12至2.20，通过该专利技术改进背面膜层结构以及优化镀膜工艺，有效的降低电池片背面的反射率，增加光的吸收，提升P型双面SE PERC电池的背面转换效率，P型双面SE PERC电池的双面率由72.9％提至74.14％。然而该专利技术中需要包括满足如上所述特定条件的三层氮化硅膜，增加了制备工艺的复杂性。
[0004]因此，在本领域中，期望开发能够提升P型双面电池双面率、更加简单高效的背膜结构。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构及其制备方法和应用。本专利技术的背膜结构能够同时提高双面PERC背面及正面效率。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构，所述背膜结构包括位于电池片背面的氧化铝薄膜，在氧化铝薄膜上设有氮化硅薄膜，在氮化硅薄膜上设有氮氧化硅薄膜。
[0008]在本专利技术中所述背膜结构由如上所述的三层结构构成，使得能够同时提高双面PERC背面及正面效率，该背膜结构具有较优的氢钝化效果，可以提升电池的开压和填充因子，从而实现正面转换效率的提升，也可提升P型双面PERC电池的背面转换效率。
[0009]优选地，所述氧化铝薄膜的厚度为5～15nm(例如5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、
11nm、12nm、13nm、14nm或15nm)，折射率为1.55～1.63(例如1.55、1.60、1.63)。在本专利技术中如果氧化铝薄膜的厚度小于5nm，则硅表面复合速率会增大，影响其钝化效果；如果氧化铝薄膜的厚度大于15nm，工艺时间会长，影响产能。
[0010]优选地，所述氧化铝薄膜的厚度为8～10nm，折射率为1.56。
[0011]优选地，所述氮化硅薄膜的厚度为20～90nm(例如20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、70nm、80nm或90nm)，折射率为2.0～2.4(例如2.0、2.1、2.2、2.3、2.4)。在本专利技术中，如果氮化硅薄膜的厚度小于20nm，则对中长波的光吸收较少，反射率会变大；如果氮化硅薄膜的厚度大于90nm，则对短波的光吸收较少，反射率同样也会变大；如果氮化硅薄膜的折射率小于2.0，则钝化效果会变差，电池效率会降低；如果氮化硅薄膜的折射率大于2.4，消光系数会很大，则会降低硅对光的有效吸收，背面电流会降低，最终背面效率也会降低。
[0012]优选地，所述氮化硅薄膜的厚度为60～80nm，折射率为2.1～2.4。
[0013]优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为20～90nm(例如20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、70nm、80nm或90nm)，折射率为1.6～2.0(例如1.6、1.7、1.8、1.9、2.0)。在本专利技术中，如果氮氧化硅薄膜的厚度小于20nm，则对中长波的光吸收较少，反射率会变大，如果氮氧化硅薄膜的厚度大于90nm，则对短波的光吸收较少，反射率同样也会变大；如果氮氧化硅薄膜的折射率小于1.6，则有效的H含量会偏低，影响钝化效果，会降低正面及背面的电池效率；如果氮氧化硅薄膜的折射率大于2.0，现有制备工艺很难完成。
[0014]优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为40～60nm，折射率为1.8。
[0015]优选地，所述氧化铝薄膜、氮化硅薄膜和氮氧化硅薄膜的总厚度为80～160nm，总折射率为2.10～2.35。在本专利技术中，如果整体薄膜的总厚度小于80nm，则对中长波的光吸收较少，整体反射率会变大，如果氮氧化硅薄膜的厚度大于160nm，则对短波的光吸收较少，整体反射率同样也会变大；总之，整体薄膜的厚度过薄或者过厚，都不利于反射率的降低，不利于电池背面效率的提升。
[0016]本专利技术所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线最低点位于650～1000nm，例如650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nm。
[0017]优选地，所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线最低点位于850～950nm。
[0018]本专利技术所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内平均反射率为7.5％～11％，例如7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％或11％。
[0019]另一方面，本专利技术提供了如上所述的同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0020]A、将电池片背面朝上，放入石墨板中，再将石墨板放入ALD板式腔体中，在电池片背面镀上一层氧化铝薄膜；
[0021]B、将步骤A得到的电池片背面朝上放入到石墨舟中，再将石墨舟放入管式PECVD中，通入氨气和硅烷气体，在氧化铝薄膜上进行镀膜，制备得到氮化硅薄膜；
[0022]C、通入笑气、氨气和硅烷，在氮化硅薄膜上进行镀膜，制备得到氮氧化硅薄膜，进而得到所述背膜结构。
[0023]优选地，步骤B所述硅烷为SiH4。
[0024]优选地，步骤B所述通入氨气和硅烷的流量比为8:1～3:1，例如8:1、7:1、7.5:1、6:1、6.5:1、5:1、4:1或3:1。
[0025]优选地，步骤B所述镀膜的功率为8千瓦，占空比为1:15。
[0026]优选地，步骤B所述镀膜的时间为300-600s，例如300s、350s、380s、400s、450s、500s、550s或600s。
[0027]优选地，步骤B所述镀膜的温度为450-500℃，例如4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时提高双面PERC背面及正面效率的背膜结构，其特征在于，所述背膜结构包括位于电池片背面的氧化铝薄膜，在氧化铝薄膜上设有氮化硅薄膜，在氮化硅薄膜上设有氮氧化硅薄膜。2.根据权利要求1所述的背膜结构，其特征在于，所述氧化铝薄膜的厚度为5～15nm，折射率为1.55～1.63；优选地，所述氧化铝薄膜的厚度为8～10nm，折射率为1.56。3.根据权利要求1或2所述的背膜结构，其特征在于，所述氮化硅薄膜的厚度为20～90nm，折射率为2.05～2.4；优选地，所述氮化硅薄膜的厚度为60～80nm，折射率为2.1～2.4。4.根据权利要求1-3中任一项所述的背膜结构，其特征在于，所述氮氧化硅薄膜的厚度为20～90nm，折射率为1.6～2.0；优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为40～60nm，折射率为1.8。5.根据权利要求1-4中任一项所述的背膜结构，其特征在于，所述氧化铝薄膜、氮化硅薄膜和氮氧化硅薄膜的总厚度为80～160nm，总折射率为2.0～2.35。6.根据权利要求1-5中任一项所述的背膜结构，其特征在于，所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线最低点位于650～1000nm；优选地，所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线最低点位于850～950nm。7.根据权利要求1-6中任一项所述的背膜结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹芳，叶晓亚，周思洁，邹帅，王栩生，
申请(专利权)人：阿特斯阳光电力集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：