太阳能电池及其背面膜层结构及其制备方法、组件及系统技术方案

本发明专利技术适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池及其背面膜层结构及其制备方法、组件及系统，该背面膜层结构包括在硅片背面依次沉积的钝化层、第一氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、及第二氧化硅层；氮化硅层由不同折射率的多层氮化硅膜组成；依序排布的各层氮化硅膜、氮氧化硅层、及第二氧化硅层的折射率依次降低。本发明专利技术中提供的太阳能电池的背面膜层结构，解决了现有背面铝浆和背面银浆含有的玻璃粉在烧结过程中会损伤钝化膜而使得钝化效果不佳及对浆料配比及其稳定性和背激光精度要求较高使得难以提升太阳能电池的背面转换效率的问题。换效率的问题。换效率的问题。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其背面膜层结构及其制备方法、组件及系统


[0001]本专利技术属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池及其背面膜层结构及其制备方法、组件及系统。

技术介绍

[0002]双面PERC太阳能电池市场份额在逐年提升，市场对双面PERC太阳能电池的性能的要求也越来越高，如更严苛的可靠性要求，更高的双面因子(即更高的背面转换效率)。然而现有双面PERC太阳能电池使用的背面铝浆和背面银浆中均含有玻璃粉，在烧结过程中会损伤钝化膜，造成一定程度上的开压和电流损失。
[0003]同时目前提高双面PERC太阳能电池背面转换效率的主要方向是背面图形细线化，即通过改善浆料塑型，降低网版线宽来实现，此方法对背面效率的提升非常显著，但是提升浆料的塑型同时需要保证可印刷性，降低网版线宽的同时需要保证印刷良率和印刷对位精度，对浆料配比及其稳定性和背激光精度要求较高。
[0004]现有降低浆料腐蚀性的有效方法是减少玻璃粉的使用和改变玻璃粉成分配比，但玻璃粉在浆料中的占比和其自身的成分配比会影响对基板和金属功能相的润湿性能，直接影响如正银和背银电极的焊接强度，导致太阳能电池的可靠性、合格率下降；如果玻璃粉配比不合适，导致浆料体系与基板的热膨胀系数失配，在电池片烧结后引入了额外的内应力，严重时使电池片开裂或失效；同时玻璃粉的含量和配比影响烧结后浆料的致密性，在高温过程中熔融的玻璃携带和包裹金属颗粒进行迁移和润湿，如果含量不足或熔点不匹配将导致烧结后的浆料致密性差，出现掉粉水煮发黑等现象，影响电池片的可靠性良率。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种太阳能电池的背面膜层结构，旨在解决现有背面铝浆和背面银浆含有的玻璃粉在烧结过程中会损伤钝化膜而使得钝化效果不佳及对浆料配比及其稳定性和背激光精度要求较高使得难以提升太阳能电池的背面转换效率的问题。
[0006]本专利技术实施例是这样实现的，一种太阳能电池的背面膜层结构，包括在硅片背面依次沉积的钝化层、第一氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、及第二氧化硅层；
[0007]所述氮化硅层由不同折射率的多层氮化硅膜组成；
[0008]依序排布的各层氮化硅膜、所述氮氧化硅层、及所述第二氧化硅层的折射率依次降低。
[0009]更进一步地，所述氮化硅层包括折射率依次降低的至少三层氮化硅膜，且折射率最低的氮化硅膜的折射率分布在氮化硅化学计量比下所对应的折射率上下0.05的范围内。
[0010]更进一步地，所述第一氧化硅层的折射率与所述第二氧化硅层的折射率相同，且所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层的折射率分布在氧化硅的化学计量比下所对应的折射率上下0.05的范围内。
[0011]更进一步地，所述氮氧化硅层包括至少一层氮氧化硅膜。
[0012]更进一步地，所述第一氧化硅层的厚度为12
‑
20nm，折射率为1.45
‑
1.52；
[0013]所述第二氧化硅层的厚度为9
‑
17nm，折射率为1.45
‑
1.52。
[0014]更进一步地，所述氮化硅层包括折射率依次降低的第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜、及第五氮化硅膜；
[0015]所述第一氮化硅膜的厚度为20
‑
30nm，折射率为2.22
‑
2.30；
[0016]所述第二氮化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为2.1
‑
2.15；
[0017]所述第三氮化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为2.05
‑
2.09；
[0018]所述第四氮化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为2.0
‑
2.04；
[0019]所述第五氮化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.96
‑
2.0。
[0020]更进一步地，所述氮氧化硅层包括折射率依次降低的第一氮氧化硅膜和第二氮氧化硅膜；
[0021]所述第一氮氧化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.7
‑
1.8；
[0022]所述第二氮氧化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.55
‑
1.7。
[0023]更进一步地，所述钝化层为氧化铝层，所述氧化铝层的厚度为5
‑
20nm，折射率为1.6
‑
1.7。
[0024]更进一步地，所述硅片背面所沉积的钝化层、第一氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、及第二氧化硅层相加的膜层总厚度为80
‑
105nm，折射率为2.06
‑
2.18。
[0025]更进一步地，所述硅片为经过刻蚀、以及在背表面经过酸抛或者碱抛后制作形成的硅片。
[0026]本专利技术另一实施例的目的还在于提供一种太阳能电池的背面膜层结构制备方法，所述方法包括：
[0027]在硅片的背面沉积钝化层；
[0028]在所述钝化层之上制备形成第一氧化硅层；
[0029]在所述第一氧化硅层之上依次制备折射率逐渐降低的多层氮化硅膜，以形成由多层氮化硅膜组成的氮化硅层；
[0030]在所述氮化硅层之上制备形成氮氧化硅层，所述氮氧化硅层的折射率小于所述氮化硅层的折射率；及
[0031]在所述氮氧化硅层之上制备形成第二氧化硅层，所述第二氧化硅层的折射率小于所述氮氧化硅层的折射率。
[0032]进一步地，所述在所述钝化层之上制备形成第一氧化硅层的步骤包括：
[0033]在沉积炉管中进行所述第一氧化硅层的沉积，制备得到沉积厚度为12
‑
20nm、折射率为1.45
‑
1.52的第一氧化硅层。
[0034]进一步地，所述在所述第一氧化硅层之上依次制备折射率逐渐降低的多层氮化硅膜，以形成由多层氮化硅膜组成的氮化硅层的步骤包括：
[0035]在沉积炉管中进行第一氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为20
‑
30nm、折射率为2.22
‑
2.30的第一氮化硅膜；
[0036]在沉积炉管中进行第二氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
‑
25nm、折射率为2.1
‑
2.15的第二氮化硅膜；
[0037]在沉积炉管中进行第三氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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25nm、折射率为2.05
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2.09的第三氮化硅膜；
[0038]在沉积炉管中进行第四氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
‑
25nm、折射率为2.0
‑
2.04的第四氮化硅膜；
[0039]在沉积炉管中进行第五氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，包括在硅片背面依次沉积的钝化层、第一氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、及第二氧化硅层；所述氮化硅层由不同折射率的多层氮化硅膜组成；依序排布的各层氮化硅膜、所述氮氧化硅层、及所述第二氧化硅层的折射率依次降低。2.如权利要求1所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述氮化硅层包括折射率依次降低的至少三层氮化硅膜，且折射率最低的氮化硅膜的折射率分布在氮化硅化学计量比下所对应的折射率上下0.05的范围内。3.如权利要求1所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述第一氧化硅层的折射率与所述第二氧化硅层的折射率相同，且所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层的折射率分布在氧化硅的化学计量比下所对应的折射率上下0.05的范围内。4.如权利要求1所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述氮氧化硅层包括至少一层氮氧化硅膜。5.如权利要求3所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述第一氧化硅层的厚度为12
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20nm，折射率为1.45
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1.52；所述第二氧化硅层的厚度为9
‑
17nm，折射率为1.45
‑
1.52。6.如权利要求2所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述氮化硅层包括折射率依次降低的第一氮化硅膜、第二氮化硅膜、第三氮化硅膜、第四氮化硅膜、及第五氮化硅膜；所述第一氮化硅膜的厚度为20
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30nm，折射率为2.22
‑
2.30；所述第二氮化硅膜的厚度为5
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25nm，折射率为2.1
‑
2.15；所述第三氮化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为2.05
‑
2.09；所述第四氮化硅膜的厚度为5
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25nm，折射率为2.0
‑
2.04；所述第五氮化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.96
‑
2.0。7.如权利要求4所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述氮氧化硅层包括折射率依次降低的第一氮氧化硅膜和第二氮氧化硅膜；所述第一氮氧化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.7
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1.8；所述第二氮氧化硅膜的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.55
‑
1.7。8.如权利要求1所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述钝化层为氧化铝层，所述氧化铝层的厚度为5
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20nm，折射率为1.6
‑
1.7。9.如权利要求1所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述硅片背面所沉积的钝化层、第一氧化硅层、氮化硅层、氮氧化硅层、及第二氧化硅层相加的膜层总厚度为80
‑
105nm，折射率为2.06
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2.18。10.如权利要求1所述的太阳能电池的背面膜层结构，其特征在于，所述硅片为经过刻蚀、以及在背表面经过酸抛或者碱抛后制作形成的硅片。11.一种太阳能电池的背面膜层结构制备方法，其特征在于，所述方法包括：在硅片的背面沉积钝化层；在所述钝化层之上制备形成第一氧化硅层；在所述第一氧化硅层之上依次制备折射率逐渐降低的多层氮化硅膜，以形成由多层氮化硅膜组成的氮化硅层；
在所述氮化硅层之上制备形成氮氧化硅层，所述氮氧化硅层的折射率小于所述氮化硅层的折射率；及在所述氮氧化硅层之上制备形成第二氧化硅层，所述第二氧化硅层的折射率小于所述氮氧化硅层的折射率。12.如权利要求11所述的太阳能电池的背面膜层结构制备方法，其特征在于，所述在所述钝化层之上制备形成第一氧化硅层的步骤包括：在沉积炉管中进行所述第一氧化硅层的沉积，制备得到沉积厚度为12
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20nm、折射率为1.45
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1.52的第一氧化硅层。13.如权利要求11所述的太阳能电池的背面膜层结构制备方法，其特征在于，所述在所述第一氧化硅层之上依次制备折射率逐渐降低的多层氮化硅膜，以形成由多层氮化硅膜组成的氮化硅层的步骤包括：在沉积炉管中进行第一氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为20
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30nm、折射率为2.22
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2.30的第一氮化硅膜；在沉积炉管中进行第二氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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25nm、折射率为2.1
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2.15的第二氮化硅膜；在沉积炉管中进行第三氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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25nm、折射率为2.05
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2.09的第三氮化硅膜；在沉积炉管中进行第四氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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25nm、折射率为2.0
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2.04的第四氮化硅膜；在沉积炉管中进行第五氮化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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25nm、折射率为1.96
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2.0的第五氮化硅膜。14.如权利要求11所述的太阳能电池的背面膜层结构制备方法，其特征在于，所述在所述氮化硅层之上制备形成氮氧化硅层的步骤包括：在沉积炉管中进行第一氮氧化硅膜的沉积，制备得到沉积厚度为5
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25nm、折射率为1.7
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜泽光，张欣，盛健，林纲正，陈刚，
申请(专利权)人：广东爱旭科技有限公司天津爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：