一种太阳能电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池结构及其制备方法，涉及太阳能技术领域，为优化表面减反射钝化层的光学性能和钝化性能，提高电池的光电转换效率而发明专利技术。所述太阳能电池结构，包括电池基片，所述电池基片的迎光面上设置有包括m(m为整数且m≥3)层膜结构的SiNx减发射钝化层；第一层膜结构设置在所述电池基片上，第二层膜结构设置在所述第一层膜结构上...第m层膜结构设置在第m-1层膜结构上；所述第一层膜结构的折射率大于所述第二层膜结构...所述第m层膜结构的折射率大于所述第m-1层膜结构。本发明专利技术可用于晶硅太阳能电池工艺中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能
，尤其涉及。
技术介绍
目前，太阳能发电技术受到了越来越多的关注，其中的晶体硅太阳能电池技术，以其稳定的电池效率、成熟的工艺技术、简单的工艺流程以及便于大规模生产的优点占据了太阳能电池技术的主导地位，并且在未来相当长的一段时期内都将作为太阳能电池的主流技术。为了提高晶硅太阳能电池的光电转换效率，在太阳能电池的迎光面上，均设置有表面减发射钝化层。一方面，表面减发射钝化层能够降低光线反射，增加光线的透过率，保证更多的光不被反射从而有更多的光可以进入到太阳能电池内部；另一方面，表面减发射钝化层还能够进行表面钝化，降低表面缺陷态所产生的复合中心，从而提高光电流。目前工业上，通常采用氮化硅(SiNx)作为表面减发射钝化层的材料，SiNx内部由于含有氢(H)，可以钝化硅表面，并且通过调节氮和硅组分比，调节SiNx薄膜的折射率，从而获得合适的折射率，起到减反射的作用。然而，SiNx作为光学膜和钝化膜的工艺条件是不一样的，也就是说，SiNx所起到的钝化作用和减反射作用并不能同时达到最优，一定程度上限制了电池的光电转换效率。为了避免光学性能和钝化性能的矛盾，现有的一种解决方法是使表面减发射钝化层包括双层结构，首先使用热氧化法沉积一层二氧化硅(SiO2)膜，这样实现了完美的表面钝化也提供了一定量的H源。然后在SiA膜上沉积SiNx光学膜，控制工艺气体的流量配比SiH4/NH3和工艺条件以控制吸收，其中，工艺气体的流量单位为sccmGtandard-State Cubic Centimeter per Minute，标况毫升每分钟)。这种组合膜致密性比较高，钝化性能也比较好，但是从光学设计上，双层膜中的靠近空气那层的SiNx层比下层的SiO2材料的折射率高，这样不利于光学干涉减反射。另外，热氧化的生长方式也增加了热预算，可能造成额外的缺陷，降低载流子寿命，限制了电池的光电转换效率。现有的另一种解决方法是采用双层SiNx膜，首先沉积钝化膜，在工艺气体的流量配比5让4/^!13较高，高压等条件下沉积成有些疏松的膜质，这样既提高了膜中H的浓度，又充分增加了 H的扩散系数，有利于Si的表面钝化，并且在后道的烧结中也提供了体钝化的 H源；然后再沉积光学膜，在流量配比SiH4/NH3比较小的环境中低压高温沉积，形成晶化率比较高的致密膜层，该膜层折射率比较小，对光的吸收少。然而，这种双层膜在光学设计时一般仅考虑的是600 700nm的波段有比较好的增透效果，对于其他波段的增透效果较差， 而且在钝化层也存在一定的短波吸收，这都不利于电池效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供，能够优化太阳能电池表面减反射钝化层的光学性能和钝化性能，提高电池的光电转换效率。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案一种太阳能电池结构，包括电池基片，所述电池基片的迎光面上设置有SiNx减发射钝化层，所述SiNx减反射钝化层包括m(m为整数且m彡3)层SiNx膜结构；其中，第一层膜结构设置在所述电池基片上，第二层膜结构设置在所述第一层膜结构上...第m层膜结构设置在第m-1层膜结构上；所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率...所述第m层膜结构的折射率小于所述第m-1层膜结构的折射率。一种太阳能电池结构的制备方法，包括在电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层的步骤，其中，在所述电池基片的迎光面上设置SiNx减反射钝化层包括采用等离子体沉积技术，在第一工艺气体流量配比、第一压力的条件下，在所述电池基片上沉积所述Sife减反射钝化层的第一层膜结构；在第一退火温度下，对所述第一层膜结构进行退火处理；在第二工艺气体流量配比，第二压力的条件下，在所述第一层膜结构上沉积第二层膜结构，使所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率；在第二退火温度下，对所述第二层膜结构进行退火处理；其中，所述第二退火温度大于所述第一退火温度；…在第M(M为整数且M彡3)工艺气体流量配比，第M压力的条件下，在所述第M_1 层膜结构上沉积第M层膜结构，使所述第M层膜结构的折射率小于所述M-I膜结构的折射率；在第M退火温度下，对所述第M层膜结构进行退火处理；其中，所述第M退火温度大于所述第M-I退火温度。采用上述技术方案后，本专利技术实施例提供的太阳能电池结构及其制备方法，将 SiNx减反射钝化层设计为多层结构，每一层膜结构通过折射率的控制，均具有较好的针对特定波段增透减反射的光学性能，且由于折射率的不同，每层膜结构所针对增透减反射的特定波段不同，增加了 SiNx减反射钝化层增透减反射的波长范围，即优化了 SiNx减反射钝化层的光学性能。而且，进一步通过对每一层膜结构的退火处理，使每一层膜结构均形成良好的表面钝化，又保留了足够的H为体钝化提供来源，同时减少了短波吸收，增加了光线的摄入，进一步地提高了电池的光电转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的太阳能电池结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的结构示意图；图3为本专利技术实施例二的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的制备方法的工艺流程图5(a)为本专利技术实施例三的工艺流程图；图5(b)为与图5(a)所示的工艺流程相对应的实施效果图；图6为本专利技术实施例四的工艺流程图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的实施例旨在提供，能够优化太阳能电池表面减反射钝化层的光学性能和钝化性能，提高电池的光电转换效率。本专利技术实施例提供的太阳能电池结构，如图1所示，包括电池基片1，电池基片1的迎光面上设置有SiNx减发射钝化层2，SiNx减反射钝化层2包括m(m为整数且m > 3)层 SiNx膜结构；其中，第一层膜结构2-1设置在电池基片1上，第二层膜结构2-2设置在第一层膜结构 2-1上...第m层膜结构2-m设置在第m_l层膜结构2- (m-1)上；第二层膜结构2-2的折射率小于所述第一层膜结构2-1的折射率...第m层膜结构2-m的折射率小于所述第m-1层膜结构2-(m-1)的折射率，即沿着电池基片1从下向上， SiNx减发射钝化层2的每层膜结构的折射率逐渐降低。每一层膜结构通过折射率的控制，均具有较好的针对特定波段增透减反射的光学性能，而且由于折射率的不同，每层膜结构所针对增透减反射的特定波段不同，显著增加了 SiNx减反射钝化层增透减反射的波长范围，优化了 SiNx减反射钝化层2的光学性能。其中，每层膜结构均经过了退火处理，第二层膜结构2-2的退火温度大于第一层膜结构2-1的退火温度...第m层膜结构2-m的退火温度大于第m_l层膜结构2-(m_l)的退火温度，即即沿着电池基片1从本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池结构，包括电池基片，所述电池基片的迎光面上设置有ＳｉＮｘ减发射钝化层，其特征在于，所述ＳｉＮｘ减反射钝化层包括ｍ（ｍ为整数且ｍ≥３）层ＳｉＮｘ膜结构；其中，第一层膜结构设置在所述电池基片上，第二层膜结构设置在所述第一层膜结构上．．．第ｍ层膜结构设置在第ｍ－１层膜结构上；所述第二层膜结构的折射率小于所述第一层膜结构的折射率．．．所述第ｍ层膜结构的折射率小于所述第ｍ－１层膜结构的折射率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白志民，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11