太阳能电池、太阳能模块和生产太阳能电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种具有后叠层的太阳能电池，其中该后叠层依序具有以下层：AlOx层(1)、第一SiNx层(2)、第二SiNx层(3)、SiOxNy层(4)、第三SiNx层(5)和至少一个额外层(6、7)，该额外层选自由SiOxNy、SiOx、AlOx、AlNx和AlF组成的组。本发明专利技术还涉及包括该太阳能电池的太阳能模块。本发明专利技术还涉及一种生产该太阳能电池的方法，其中在管状PECVD系统(8)中，用舟(9)作为基板保持装置，将后叠层沉积在基板(10)上。将后叠层沉积在基板(10)上。将后叠层沉积在基板(10)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池、太阳能模块和生产太阳能电池的方法


[0001]本专利技术涉及一种太阳能电池、太阳能模块以及用于生产太阳能电池的方法。更具体地，本专利技术涉及一种具有后叠层的太阳能电池、包括这种太阳能电池的太阳能模块以及用于生产这种太阳能电池的方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池具有正面和背面，正面和背面都可以具有叠层。正面是当太阳能电池工作时面向入射光的一侧，而背面在太阳能电池工作时背向入射光。
[0003]DE 102018108158A1公开了一种太阳能电池，其中在太阳能电池的基板上布置有后叠层，该后叠层依次由AlOx层、第一SiNx层、第二SiNx层、SiOxNy层和第三SiNx层组成。与由AlOx层和纯SiNx层组成的后叠层相比，上述后叠层具有更高的Jsc(短路电流密度(short
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circuit current density))和更高的FF(填充因子(fill factor))。然而，现在仍然需要一种具有优化效率的太阳能电池。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种太阳能电池和太阳能模块，以及一种用于生产太阳能电池的方法，其中该太阳能电池具有优化的效率。
[0005]根据本专利技术，其目的通过具有权利要求1的特征的太阳能电池、具有权利要求9的特征的太阳能模块以及具有权利要求10的特征的方法来实现。从属权利要求中具体说明了有利的改进和修改。
[0006]本专利技术涉及一种具有后叠层的太阳能电池，所述后叠层依序具有以下层：AlOx层、第一SiNx层、第二SiNx层、SiOxNy层、第三SiNx层和至少一个额外层，该额外层选自由SiOxNy、SiOx、AlOx、AlNx和AlF组成的组。
[0007]与DE 102018108158A1中公开的叠层的钝化效果相比，根据本专利技术的叠层的钝化效果得到改善。因此，与根据DE 102018108158A1的太阳能电池相比，在根据本专利技术的太阳能电池中，Voc(Voc＝开路电压或空载电压)的增益可能高达大约1mV。所述第三SiNx层在背面具有浆料，例如铝丝网印刷浆料，以在电池生产期间在太阳能电池的背面产生金属化；并且为了在光学方面以及在可能的“金属钉扎(metal pinning)”方面进一步优化这一点，即所述浆料不期望通过所述叠层直接与太阳能电池的基板接触，在DE 102018108158中公开的太阳能电池设置有至少一个额外层，该额外层由电介质层构成。
[0008]观察到效率增益高达0.12％。Voc和/或Jsc将得到改善。不受该理论约束的情况下，推测造成该现象的原因是：在红外光谱范围内，即在900
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1200nm范围内的波长下改善了反射；并且同时减少了“金属钉扎”，即基板表面得到有效金属化。因此，效率提高的一个原因可能是当太阳能电池工作时，红外光谱范围内的光的利用率提高了。同时，推测是所述额外层与用于产生背面金属化的金属浆料具有更大的兼容性，因为金属浆料和熔炉工艺不会导致(部分地)破坏这种背面钝化或不会导致金属浆料与基板表面发生直接接触，即不会导
致基板表面面积有不期望的增加，其中在该基板表面中，浆料和基板材料形成共晶体系。
[0009]例如在PECVD(等离子体增强化学气相沉积(plasma
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enhanced chemical vapor deposition))工艺中生产SiNx层和SiOxNy层，结果是，氢在层的沉积过程中成为夹层，即SiNx层或SiOxNy层会被氢化，表示为SiNx：H层或SiOxNy层：H层。包含在这种层中的氢钝化了SiNx/Si界面或SiOxNy界面以及基板主体中的复合中心。这对太阳能电池的效率有积极的影响。
[0010]在PECVD系统中，可以在不通气或不改变系统的过程中，生产出本专利技术的后叠层。这可以节省成本。优选地，后叠层的所有层都在管状PECVD系统中通过直接等离子体沉积，该管状PECVD系统具有舟(boat)作为基板支架。然而，也可以通过原子层沉积(ALD)或微波远程等离子体来沉积AlOx，并在管状PECVD系统中沉积SiNx层和SiOxNy层。太阳能电池优选是具有硅基板的单晶或多晶太阳能电池。太阳能电池优选为PERC电池(钝化发射极和背面电池(passivated emitter and rear cell))。
[0011]所述后叠层的各层以上述层序一层接一层地排列。所述后叠层可以具有布置在上述层之间或上述层上面的其他层。优选地，所述后叠层构成太阳能电池的背面钝化叠层。所述背面钝化叠层优选由上述层组成。然而，应当注意的是，背面金属化可以继续存在于太阳能电池的背面。
[0012]AlOx层优选布置在太阳能电池的基板上。优选地，AlOx层直接布置在基板上，即没有额外产生的中间层。然而，有可能在AlOx层和基板之间存在额外生产的中间层。例如，具有例如1至2nm层厚的SiOx层可以存在于AlOx层和作为基板的Si晶片之间的界面处。例如，在涂覆AlOx层之前，该层已经以天然氧化物的形式存在于Si晶片上，或者该层在涂覆AlOx层的期间和/或之后形成。
[0013]第一SiNx层设置在AlOx层背离基板的一侧上，第二SiNx层设置在第一SiNx层背离基板的一侧上，SiOxNy层设置在第二SiNx层背离基板的一侧上，第三SiNx层设置在SiNxOy层背离基板的一侧上，并且所述至少一个额外层设置在第三SiNx层背离基板的一侧上，这些层优选为直接一层接一层地设置，即没有中间层。在该实施例中，太阳能电池的背面具有以下结构：AlOx层/第一SiNx层/第二SiNx层/SiOxNy层/第三SiNx层/至少一个额外层。所述至少一个额外层优选是单层，或者优选由两层形成。
[0014]单独的SiNx层和SiOxNy层可以具有不同的折射率或者具有相同的折射率。它们优选具有不同的折射率。
[0015]在优选实施例中，所述至少一个额外层的折射率不同于第三SiNx层的折射率。优选地，所述至少一个额外层的折射率低于第三SiNx层的折射率。这在太阳能电池背面实现全反射或改进的反射。优选地，第三SiNx层的折射率在2.0至2.4的范围内，并且所述至少一个额外层的折射率小于2.0或在1.5至1.6的范围内，在每种情况下折射率根据DIN(德国工业标准)在632nm的波长下测量。
[0016]当第一SiNx层的折射率大于第二SiNx层的折射率时是有利的。第三SiNx层的折射率优选为低于第一SiNx层的折射率。更优选地，第三SiNx层的折射率等于或基本等于第二SiNx层的折射率。当SiOxNy层的折射率低于第一、第二和第三SiNx层的折射率时是有利的。
[0017]优选地，AlOx层的折射率在1.55至1.65的范围内，第一SiNx层的折射率在2.1至2.4的范围内，第二SiNx层的折射率在1.9至2.1的范围内，和/或SiOxNy层的折射率在1.5至
1.8的范围内。本申请中提到的折射率在每种情况下都是根据DIN在632n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种太阳能电池，所述太阳能电池具有后叠层，其特征在于，所述后叠层依序具有以下层：AlOx层(1)、第一SiNx层(2)、第二SiNx层(3)、SiOxNy层(4)、第三SiNx层(5)和至少一个额外层(6、7)，所述至少一个额外层(6、7)选自由SiOxNy、SiOx、AlOx、AlNx和AlF组成的组。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一个额外层(6、7)的折射率不同于所述第三SiNx层(5)的折射率。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一个额外层(6、7)的折射率低于所述第三SiNx层(5)的折射率。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第三SiNx层(5)的折射率在2.0至2.4的范围内，并且所述至少一个额外层(6、7)的折射率小于2.0或在1.5至2.0的范围内，每种情况的折射率根据DIN在632nm的波长下测量得到。5.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述AlOx层(1)具有1.55至1.65范围内的折射率，所述第一SiNx层(2)具有2.1至2.4范围内的折射率，所述第二SiNx层(3)具有1.9至2.1范围内的折射率，和/或所述SiOxNy层...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：韩华QCELLS有限公司，
类型：发明
国别省市：