一种提高双面PERC背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提高双面PERC背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；其中氮化硅薄膜的折射率与氮氧化硅薄膜的折射率之积等于硅的折射率，氮化硅薄膜的光程与氮氧化硅薄膜的光程相等。本发明专利技术的背膜结构可以提升双面电池的背面效率，提升电池的开压和FF，现正面转换效率的提升，提高企业的效益和竞争力。效益和竞争力。效益和竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种提高双面PERC背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
，涉及一种提高双面PERC背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。目前双面PERC太阳电池制备的双面组件双面率为65-75％，提升背面效率有很大的空间。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，期望开发能够提高双面PERC的双面率、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提高双面PERC背面效率的背膜结构及其制备方法和应用。
[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提高双面PERC背面效率的背膜结构，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；其中氮化硅薄膜的折射率与氮氧化硅薄膜的折射率之积等于硅的折射率，氮化硅薄膜的光程与氮氧化硅薄膜的光程相等。
[0008]在本专利技术的背膜结构中氮化硅薄膜的折射率与氮氧化硅薄膜的折射率之积等于硅的折射率，氮化硅薄膜的光程与氮氧化硅薄膜的光程相等，可以最大限度的减小背面太阳光的反射，从而大大提升双面电池的背面效率；同时该特有的背面膜层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。
[0009]在本专利技术中，如果氮化硅薄膜的折射率与氮氧化硅薄膜的折射率之积不等于硅的折射率则减反效果较差，如果氮化硅薄膜的光程与氮氧化硅薄膜的光程不等，则减反效果
较差。
[0010]在本专利技术中，所述硅的折射率为3.9。
[0011]优选地，所述氮化硅膜和所述氮氧化硅膜的光程为60～180nm，例如60nm、80nm、100nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、175nm、180nm等。
[0012]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1.5～1.7(例如1.55、1.60、1.63、1.68)。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。
[0013]优选地，所述氧化铝薄膜的厚度为8～10nm，折射率为1.5。
[0014]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2.0～2.6(例如2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.6)。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2.6，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。
[0015]优选地，所述氮化硅薄膜的厚度为40～70nm，折射率为2.25～2.5。
[0016]优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为30～120nm(例如30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm)，折射率为1.5～1.95(例如1.5、1.55、1.6、1.7、1.8、1.9、1.95)。在本专利技术中，如果氮氧化硅薄膜的厚度小于30nm，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120nm，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1.5，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1.95，现有制备工艺很难完成。
[0017]优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为68～80nm，折射率为1.56～1.73。
[0018]优选地，所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线有两个波谷，其中一个波谷在短波330～500nm之间，另一个波谷在中长波650～1000nm之间。
[0019]优选地，所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线中，在短波的波谷对应的波长为360～440nm，在中长波的波谷对应的波长为850～950nm。
[0020]另一方面，本专利技术提供一种如上所述的提高双面PERC背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：
[0021]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，在电池片背面进行镀膜，得到氧化铝薄膜；
[0022]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，通入一定比例氨气和硅烷气体，设定镀膜时间及其它镀膜条件，在氧化铝薄膜上进行镀膜，制备得到氮化硅薄膜；
[0023]C、通入笑气、氨气和硅烷气体，在氮化硅薄膜上进行镀膜，制备得到氮氧化硅薄膜，并且使得氮化硅薄膜的折射率与氮氧化硅薄膜的折射率之积等于硅的折射率，氮化硅薄膜的光程与氮氧化硅薄膜的光程相等，进而得到所述背膜结构。
[0024]在步骤B中，通入的硅烷跟氨气的流量比是一定的，那么所镀的氮化硅折射率已知(专利技术人根据累积的做单层膜的经验发现，在确定的镀膜工艺下，例如功率、压强、占空比等，不同硅烷跟氨气的流量比对应不同的折射率，折射率通过椭偏仪测试得到)；镀膜时间是确定的，在确定的镀膜工艺下(例如功率、压强、占空比、流量比等)，所镀的氮化硅的膜厚是可以计算出来的，即膜厚等于镀膜速率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高双面PERC背面效率的背膜结构，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；其中氮化硅薄膜的折射率与氮氧化硅薄膜的折射率之积等于硅的折射率，氮化硅薄膜的光程与氮氧化硅薄膜的光程相等。2.根据权利要求1所述的提高双面PERC背面效率的背膜结构，其特征在于，所述硅的折射率为3.9；优选地，所述氮化硅膜和所述氮氧化硅膜的光程为60nm～180nm。3.根据权利要求1或2所述的提高双面PERC背面效率的背膜结构，其特征在于，所述氧化铝薄膜的厚度为5～15nm，折射率为1.5～1.7；优选地，所述氧化铝薄膜的厚度为8～10nm，折射率为1.5。4.根据权利要求1-3中任一项所述的提高双面PERC背面效率的背膜结构，其特征在于，所述氮化硅薄膜的厚度为20～90nm，折射率为2.0～2.6；优选地，所述氮化硅薄膜的厚度为40～70nm，折射率为2.25～2.5。5.根据权利要求1-4中任一项所述的提高双面PERC背面效率的背膜结构，其特征在于，所述氮氧化硅薄膜的厚度为30～120nm，折射率为1.5～1.95；优选地，所述氮氧化硅薄膜的厚度为68～80nm，折射率为1.56～1.73。6.根据权利要求1-5中任一项所述的提高双面PERC背面效率的背膜结构，其特征在于，所述背膜结构在300nm～1200nm波长范围内反射率曲线有两个波谷，其中一个波谷在短波330～500nm之间，另一个波谷在中长波650～1000nm之间。7.根据权利要求1-6中任一项所述的提高双面PERC背面效率的背膜结构，其特征在于，所述背膜结构在300nm...

【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：