电介质层及制备方法、太阳电池、光伏组件技术

本发明专利技术涉及光伏技术领域，尤其涉及一种电介质层及制备方法、太阳电池、光伏组件。本发明专利技术提供一种电介质层，用于太阳电池，电介质层包括氮氧化铝层且含氮量高于4 wt%且含氢量高于4 wt%。氮氧化铝具有高密度负电荷，减少短路电流密度的损失，而且能够实现场钝化，减少载流子的复合。氮氧化铝的生长性好，能够降低粗糙度，提高界面连续性，减少悬挂键。含氮量高于4 wt%，不仅能够提高折射率，提高减反射效果，增加对入射光的吸收，而且氮与氢成键后能够引入更多的氢元素，使氢元素含量保持在4 wt%以上，从而提供足够的氢原子实现化学钝化，饱和悬挂键，减少缺陷复合中心，降低界面缺陷密度。降低界面缺陷密度。降低界面缺陷密度。

【技术实现步骤摘要】
电介质层及制备方法、太阳电池、光伏组件


[0001]本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种电介质层及制备方法、太阳电池、光伏组件。

技术介绍

[0002]在太阳电池中，光生载流子会迁移至太阳电池的界面进行复合而损失，无法被电极收集，导致太阳电池的光电转换效率的降低。现有技术中在太阳电池中设置钝化结构来钝化太阳电池的表面，以降低光生载流子在太阳电池的表面的复合。有的钝化结构膜层界面连续性差，界面缺陷密度高难以保证钝化效果，且上述钝化结构均难以提高折射率，不利于太阳电池光电转换效率的进一步提升。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例公开了一种电介质层，所述电介质层能够提供足够的电荷量，减少寄生分流、提高膜层界面连续性，降低缺陷密度，提高钝化效果同时还能够提高折射率从而实现更佳的减反射效果，有利于提升太阳电池的光电转换效率。
[0004]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术公开了一种电介质层，用于太阳电池，所述电介质层包括含有氢的氮氧化铝层，所述电介质层的含氮量高于4 wt%且含氢量高于4 wt%。
[0005]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述电介质层为氮氧化铝层。
[0006]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述电介质层包括堆叠设置的第一电介质层和第二电介质层；所述第一电介质层为氮氧化铝层；和/或，所述第二电介质层为氧化铝层、氧化镓层、二氧化钛层、二氧化锆层和五氧化二钽层中的任一种。
[0007]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述第二电介质层的生长基底为P型基底或N型基底，所述第一电介质层设于所述第二电介质层背离所述P型基底或所述N型基底的表面，和/或；所述第二电介质层为氧化铝层。
[0008]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述第二电介质层的厚度小于或等于所述第一电介质层的厚度。
[0009]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述电介质层的厚度小于30 nm；和/或，所述电介质层的折射率范围为1.65~2.10；和/或，所述电介质层的粗糙度范围为0.15 nm~0.3 nm。
[0010]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述P型基底包括P型硅片、P型外延生长掺杂层和P型扩散层中的任一种；和/或，所述N型基底包括N型硅片。
[0011]第二方面，本专利技术公开了一种电介质层的制备方法，所述电介质层为如第一方面所述的电介质层，所述电介质层以P型基底或N型基底的表面作为生长基底，所述制备方法包括以下步骤：化学吸附：依次提供铝源和氧源以在所述P型基底或所述N型基底的所述表面进行化学吸附以完成一次生长，循环生长x次以沉积所述电介质层，循环生长x次中至少有10次还提供氮源，以使所述电介质层的含氮量高于4 wt%且含氢量高于4 wt%；静置：在惰性气氛下静置所述电介质层，静置温度为520℃~600℃，静置时间为10 min~40 min。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述电介质层包括第一电介质层和第二电介质层，所述化学吸附的步骤包括：依次提供所述铝源以及所述氧源，在所述P型基底或所述N型基底的所述表面进行化学吸附以完成一次生长，循环生长y次以沉积所述第二电介质层，y大于0；依次提供所述铝源和所述氧源，在所述第二电介质层背离所述P型基底或所述N型基底的一侧表面进行化学吸附以完成一次生长，循环生长z次沉积所述第一电介质层，循环生长z次中至少有10次还提供氮源；和/或，所述静置的步骤包括：在惰性气氛下静置所述第一电介质层以及所述第二电介质层，静置温度为520℃~600℃，静置时间为10 min~40 min。
[0013]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，y小于或等于z。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，沉积所述第二电介质层的步骤中，一次生长的温度为250℃~400℃；和/或，沉积所述第一电介质层的步骤中，一次生长的温度为250℃~400℃；和/或，所述铝源、所述氧源以及所述氮源的气体流量为20 sccm~100 sccm；和/或，所述铝源的提供时间为8 s~12 s，所述氧源的提供时间为8 s~12 s，所述氮源的提供时间为15 s~25 s；和/或，所述铝源为Al(CH3)3、AlCl3、Al(CH3)2Cl和(CH3)2(C2H5)N:AlH3中的一种或多种的混合；和/或，所述氧源为H2O、O2、O3、N2O和CO2的一种或多种的混合；和/或，所述氮源为N2O和NH3的一种或多种的混合。
[0015]第三方面，本申请公开一种太阳电池，所述太阳电池包括如第一方面所述的电介质层，所述太阳电池还包括保护层，所述保护层堆叠于所述电介质层的远离所述P型基底或所述N型基底的表面。
[0016]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述保护层的厚度大于或等于50 nm；和/或，所述电介质层以及所述保护层的厚度之和为75 nm~85 nm；和/或，所述电介质层以及所述保护层的等效折射率为1.85~2.20；和/或，所述保护层的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅和碳化硅中的一种或者多种组合，所述保护层的含氢量大于或等于1 wt%。
[0017]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述太阳电池包括背面钝化太
阳电池、钝化接触太阳电池、N型背接触太阳电池和P型背接触太阳电池中的任一种。
[0018]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述太阳电池为背面钝化太阳电池，所述太阳电池包括：第一P型硅片，所述第一P型硅片具有相背设置的第一面和第二面，所述第一面为光入射面；N型扩散层，所述N型扩散层设于所述第一面；第一钝化层，所述第一钝化层设于所述N型扩散层背离所述第一P型硅片的一面；第一保护层，所述第一保护层设于所述第一钝化层背离所述第一P型硅片的一面；电介质层，所述电介质层为氮氧化铝层，所述电介质层设于所述第二面；第二保护层，所述第二保护层设于所述氮氧化铝层背离所述第一P型硅片的一面；以及第一电极结构，所述第一电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一P型硅片欧姆接触，所述第二电极与所述N型扩散层欧姆接触；或，所述太阳电池包括：第一P型硅片，所述第一P型硅片具有相背设置的第一面和第二面，所述第一面为光入射面；N型扩散层，所述N型扩散层设于所述第一面；第一钝化层，所述第一钝化层设于所述N型扩散层背离所述第一P型硅片的一面；第一保护层，所述第一保护层设于所述第一钝化层背离所述第一P型硅片的一面；电介质层，所述电介质层包括依次叠设的氧化铝层和氮氧化铝层；所述氧化铝层设于所述第二面；第二保护层，所述第二保护层设于所述氮氧化铝层背离所述第一P型硅片的一面；以及第一电极结构，所述第一电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一P型硅片欧姆接触，所述第二电极与所述N型扩散层欧姆接触。
[0019]作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述太阳电池为钝化接触太阳电池，所述太阳电池包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电介质层，其特征在于，用于太阳电池，所述电介质层包括含有氢的氮氧化铝层，所述电介质层的含氮量高于4 wt%且含氢量高于4 wt%。2.根据权利要求1所述的电介质层，其特征在于，所述电介质层为氮氧化铝层。3.根据权利要求1所述的电介质层，其特征在于，所述电介质层包括堆叠设置的第一电介质层和第二电介质层；所述第一电介质层为氮氧化铝层；和/或，所述第二电介质层为氧化铝层、氧化镓层、二氧化钛层、二氧化锆层和五氧化二钽层中的任一种。4.根据权利要求3所述的电介质层，其特征在于，所述第二电介质层的生长基底为P型基底或N型基底，所述第一电介质层设于所述第二电介质层背离所述P型基底或所述N型基底的表面，和/或；所述第二电介质层为氧化铝层。5.根据权利要求3所述的电介质层，其特征在于，所述第二电介质层的厚度小于或等于所述第一电介质层的厚度。6.根据权利要求1至5任一项所述的电介质层，其特征在于，所述电介质层的厚度小于30 nm；和/或，所述电介质层的折射率范围为1.65~2.10；和/或，所述电介质层的粗糙度范围为0.15 nm~0.3 nm。7.根据权利要求4所述的电介质层，其特征在于，所述P型基底包括P型硅片、P型外延生长掺杂层和P型扩散层中的任一种；和/或，所述N型基底包括N型硅片。8.一种电介质层的制备方法，其特征在于，所述电介质层为如权利要求1至7任一项所述的电介质层，所述电介质层以P型基底或N型基底的表面作为生长基底，所述制备方法包括以下步骤：化学吸附：依次提供铝源和氧源以在所述P型基底或所述N型基底的表面进行化学吸附以完成一次生长，循环生长x次以沉积所述电介质层，循环生长x次中至少有10次还提供氮源，以使所述电介质层的含氮量高于4 wt%且含氢量高于4 wt%；静置：在惰性气氛下静置所述电介质层，温度大于或等于520℃，静置时间为10 min~40 min。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述电介质层包括第一电介质层和第二电介质层，所述化学吸附的步骤包括：依次提供所述铝源以及所述氧源，在所述P型基底或所述N型基底的表面进行化学吸附以完成一次生长，循环生长y次以沉积所述第二电介质层，y大于0；依次提供所述铝源、所述氧源，在所述第二电介质层背离所述P型基底或所述N型基底的一侧表面进行化学吸附以完成一次生长，循环生长z次沉积所述第一电介质层，循环生长z次中至少有10次还提供氮源；和/或，所述静置的步骤包括：在惰性气氛下静置所述第一电介质层以及所述第二电介质层，静置温度为520℃~600℃，静置时间为10 min~40 min。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，y小于或等于z。11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，沉积所述第二电介质层的步骤中，一次生长的温度为250℃~400℃；和/或，沉积所述第一电介质层的步骤中，一次生长的温度为250℃~400℃；和/或，所述铝源、所述氧源以及所述氮源的气体流量为20 sccm~100 sccm；和/或，所述铝源的提供时间为8 s~12 s，所述氧源的提供时间为8 s~12 s，所述氮源的提供时间为15 s~25 s；和/或，所述铝源为Al(CH3)3、AlCl3、Al(CH3)2Cl和(CH3)2(C2H5)N:AlH3中的一种或多种的混合；和/或，所述氧源为H2O、O2、O3、N2O和CO2的一种或多种的混合；和/或，所述氮源为N2O和NH3的一种或多种的混合。12.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括如权利要求1至7任一项所述的电介质层，所述电介质层设于所述P型基底或所述N型基底表面，所述太阳电池还包括保护层，所述保护层堆叠于所述电介质层的背离所述P型基底或所述N型基底的表面。13.根据权利要求12所述的太阳电池，其特征在于，所述保护层的厚度大于或等于50 nm；和/或，所述电介质层以及所述保护层的厚度之和为75 nm~85 nm；和/或，所述电介质层以及所述保护层的等效折射率为1.85~2.20；和/或，所述保护层的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅和碳化硅中的一种或者多种组合，所述保护层的含氢量大于或等于1 wt%。14.根据权利要求12至13任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括背面钝化太阳电池、钝化接触太阳电池、N型背接触太阳电池和P型背接触太阳电池中的任一种。15.根据权利要求12至13任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池为背面钝化太阳电池，所述太阳电池包括：第一P型硅片，所述第一P型硅片具有相背设置的第一面和第二面，所述第一面为光入射面；N型扩散层，所述N型扩散层设于所述第一面；第一钝化层，所述第一钝化层设于所述N型扩散层背离所述第一P型硅片的一面；第一保护层，所述第一保护层设于所述第一钝化层背离所述第一P型硅片的一面；电介质层，所述电介质层为氮氧化铝层，所述电介质层设于所述第二面；第二保护层，所述第二保护层设于所述氮氧化铝层背离所述第一P型硅片的一面；以及第一电极结构，所述第一电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一P型硅片欧姆接触，所述第二电极与所述N型扩散层欧姆接触；或，所述太阳电池包括：第一P型硅片，所述第一P型硅片具有相背设置的第一面和第二面，所述第一面为光入射面；N型扩散层，所述N型扩散层设于所述第一面；第一钝化层，所述第一钝化层设于所述N型扩散层背离所述第一P型硅片的一面；第一保护层，所述第一保护层设于所述第一钝化层背离所述第一P型硅片的一面；
电介质层，所述电介质层包括依次叠设的氧化铝层和氮氧化铝层；所述氧化铝层设于所述第二面；第二保护层，所述第二保护层设于所述氮氧化铝层背离所述第一P型硅片的一面；以及第一电极结构，所述第一电极结构包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一P型硅片欧姆接触，所述第二电极与所述N型扩散层欧姆接触。16.根据权利要求12至13任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池为钝化接触太阳电池，所述太阳电池包括：第一N型硅片，所述第一N型硅片具有第三面和与所述第三面相对的第四面，所述第三面为光入射面；P型扩散层，所述P型扩散层设于所述第三面；电介质层，所述电介质层为氮氧化铝层，所述氮氧化铝层设于所述P型扩散层背离所述第一N型硅片的一面；第三保护层，所述第三保护层设于所述氮氧化铝层背离所述第一N型硅片的一面；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凡，周华，
申请(专利权)人：通威太阳能眉山有限公司，
类型：发明
国别省市：