一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，包括从太阳能硅基体起自下而上依次设置的氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜和氮化硅薄膜，同时还提出了一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜的制备方法。本发明专利技术通过降低钝化层内H离子的含量，增加钝化键的稳定性，可以在不降低太阳能电池的能量转化效率的基础上，有效降低晶体硅太阳能电池因CID导致的衰减程度，使晶体硅太阳能电池在完整的生命周期内保持更稳定的工作状态、更高效的能量转化效率。高效的能量转化效率。高效的能量转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜及制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池片的镀膜
，尤其涉及一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜及制备方法。

技术介绍

[0002]晶体硅太阳能电池是最重要的光伏器件，近年来一直是硅材料研究界和光伏产业界的重点关注领域。众所周知，晶体硅太阳能电池组件在使用过程中存在着衰减现象，也就是指电池在使用过程中能量转换效率会发生不同程度的衰减的现象。研究证明，其主要原因是载流子诱导衰减(CID——carrier induced degradation)。CID导致的功率效率衰减已逐渐成为制约光伏产业发展的关键问题之一。

技术实现思路

[0003]专利技术目的为了解决晶体硅太阳能电池因CID导致的衰减，本专利技术提出了一种可以有效降低太阳能电池衰减的叠层钝化薄膜及制备方法。
[0004]技术方案为实现以上目的，本专利技术采取了以下技术方案。
[0005]一方面，本专利技术提出了一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，包括从太阳能硅基体起自下而上依次设置的氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜和氮化硅薄膜。
[0006]进一步地，氧化铝薄膜膜层的厚度为5
‑
12nm，折射率为1.55
‑
1.59。
[0007]进一步地，氧化硅薄膜薄膜膜层的厚度为1
‑
15nm，折射率为1.46
‑
1.55。
[0008]进一步地，氮氧化硅薄膜薄膜膜层的厚度为5r/>‑
25nm，折射率为1.6
‑
1.9。
[0009]进一步地，氮化硅薄膜分为自下而上的第一氮化硅膜层、第二氮化硅膜层和第三氮化硅膜层。
[0010]进一步地，第一氮化硅膜层的厚度为15
‑
40nm，折射率为2.25
‑
2.45，第二氮化硅膜层的厚度为5
‑
20nm，折射率为2.05
‑
2.20，第三氮化硅膜层的厚度为5
‑
20nm，折射率为1.95
‑
2.15。
[0011]另一方面，本专利技术提出了一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1. 在制绒设备中通过标准的碱制绒工艺在单晶硅片表面上形成金字塔结构；S2. 将单晶硅片在以三氯氧磷为掺杂源的管式低压扩散炉中进行扩散制结；S3. 将硅片在链链式设备中去除四边及背面的磷硅玻璃；S4. 在槽式机台内，将硅片进行背面刻蚀抛光处理；S5. 在高温管式设备中制备正面SiO2层；S6. 在硅基体背面制备叠层钝化薄膜，具体包括步骤S61、S62、S63、S64、S65和S66；
S61. 在硅基体背面通过管式PECVD方法制备氧化铝薄膜,工艺条件为温度300℃、TMA流量1.5g/min、二氧化氮流量为4500sccm、沉积压力1500mTorr、沉积功率5kW、沉积时间100秒、脉冲开20、脉冲关1200；S62. 通过PECVD方法沉积氧化硅，沉积条件为温度420℃、甲硅烷流量500sccm、二氧化氮流量5000sccm、沉淀压力1500mTorr、沉积功率6kw、沉积时间50秒、脉冲开50、脉冲关1000；S63. 通过PECVD方法沉积氮氧化硅,沉淀条件为温度420℃、甲硅烷流量600sccm，氨气2500sccm、二氧化氮5000sccm、沉淀压力1500mTorr、沉淀功率9kw、沉淀时间120秒、脉冲开50、脉冲关800；S64. 通过PECVD方法沉积第一氮化硅膜层，沉积条件为温度420℃、氨气5000sccm、甲硅烷800sccm、沉积气压1600mTorr、沉积功率8kW、沉积时间350秒、脉冲开50、脉冲关700；S65. 通过PECVD方法沉积第二氮化硅膜层，沉积条件为温度420℃、氨气5000sccm、甲硅烷1150sccm、沉积气压1600mTorr、沉积功率8kW、沉积时间110秒、脉冲开50、脉冲关700；S66. 通过PECVD方法沉积第三氮化硅膜层，沉积条件为温度420℃、氨气6000sccm、甲硅烷550sccm、沉积气压1600mTorr、沉积功率8kW、沉积时间150秒、脉冲开50、脉冲关700。
[0012]有益效果本专利技术可以在不降低太阳能电池的能量转化效率的基础上，有效降低晶体硅太阳能电池因CID导致的衰减程度，使晶体硅太阳能电池在完整的生命周期内保持更稳定的工作状态、更高效的能量转化效率。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的实施例的结构示意图；图2为本专利技术的实施例与市场常规产品的CID衰减率统计图；其中，1
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氧化铝薄膜，2
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氧化硅薄膜，3
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氮氧化硅薄膜，4
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第一氮化硅膜层，5
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第二氮化硅膜层，6
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第三氮化硅膜层，7
‑
硅基体，8
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PN结，9
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正面氮化硅薄膜。
具体实施方式
[0014]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的内容，现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。
实施例
[0015]如图1所示，本专利技术提供了一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，包括从太阳能硅基体7起自下而上依次设置的氧化铝薄膜1、氧化硅薄膜2、氮氧化硅薄膜3和氮化硅薄膜。氧化铝薄膜1膜层的厚度为10nm，折射率为1.56。氧化硅薄膜2薄膜膜层的厚度为12nm，折射率为1.50。氮氧化硅薄膜3薄膜膜层的厚度为12nm，折射率为1.8。氮化硅薄膜分为自下而上的第一氮化硅膜层4、第二氮化硅膜层5和第三氮化硅膜层6，第一氮化硅膜层4
的厚度为20nm，折射率为2.35，第二氮化硅膜层5的厚度为10nm，折射率为2.15，第三氮化硅膜层6的厚度为10nm，折射率为2.00。
[0016]在太阳能硅基体7的另一面的PN结8外，设置有常规的正面氮化硅薄膜9，正面氮化硅薄膜9的膜层厚度为12nm，折射率为2.15。
[0017]本专利技术中所称折射率是指波长为600nm下光源的折射率。
[0018]本专利技术还提出了一种一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜制备方法，包括如下步骤：S1. 在制绒设备中通过标准的碱制绒工艺在单晶硅片表面上形成金字塔结构；S2. 将单晶硅片在以三氯氧磷为掺杂源的管式低压扩散炉中进行扩散制结；S3. 将硅片在链链式设备中去除四边及背面的磷硅玻璃；S4. 在槽式机台内，将硅片进行背面刻蚀抛光处理；S5. 在高温管式设备中制备正面SiO2层；S6. 在硅基体7背面制备叠层钝化薄膜，具体包括步骤S61、S62、S63、S64、S65和S66；S61. 在硅基体7背面通过管式PECVD方法制备氧化铝薄膜1,工艺条件为温度300℃、TMA流量1.5g/min、二氧化氮流量为4500sccm、沉积压力1500mTorr、沉积功率5kW本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，其特征在于：包括从太阳能硅基体（7）起自下而上依次设置的氧化铝薄膜（1）、氧化硅薄膜（2）、氮氧化硅薄膜（3）（2）和氮化硅薄膜。2.根据权利要求1所述的一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，其特征在于：所述氧化铝薄膜（1）膜层的厚度为5
‑
12nm，折射率为1.55
‑
1.59。3.根据权利要求1所述的一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，其特征在于：所述氧化硅薄膜（2）薄膜膜层的厚度为1
‑
15nm，折射率为1.46
‑
1.55。4.根据权利要求1所述的一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，其特征在于：所述氮氧化硅薄膜（3）（2）薄膜膜层的厚度为5
‑
25nm，折射率为1.6
‑
1.9。5.根据权利要求1所述的一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，其特征在于：所述氮化硅薄膜分为自下而上的第一氮化硅膜层（4）、第二氮化硅膜层（5）和第三氮化硅膜层（6）。6.根据权利要求5所述的一种降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜，其特征在于：所述第一氮化硅膜层（4）的厚度为15
‑
40nm，折射率为2.25
‑
2.45，所述第二氮化硅膜层（5）的厚度为5
‑
20nm，折射率为2.05
‑
2.20，所述第一氮化硅膜层（4）的厚度为5
‑
20nm，折射率为1.95
‑
2.15。7.一种权利要求1～6任一项所述降低太阳能电池电致衰减的叠层钝化薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1. 在制绒设备中通过标准的碱制绒工艺在单晶硅片表面上形成金字塔结构；S2. 将单...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，静福印，
申请(专利权)人：江苏润阳悦达光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：