本发明专利技术涉及一种抗反射涂层（5a）、太阳能电池和太阳能模块。根据本发明专利技术的抗反射涂层（5a）至少包括具有高折射率的第一SiNx层（10）和具有较低折射率的第二SiNx层（11）。从而在叠入式太阳能模块中也能实现太阳能电池的更好光耦合和更好的钝化以及更均质和更深的颜色印象，同时对典型的工艺差异不敏感。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求I前序部分的ー种抗反射涂层、根据权利要求7前序部分的ー种太阳能电池、以及根据权利要求9前序部分的一种太阳能模块。
技术介绍
太阳能电池通常由构建于导电半导体衬底上的p-n结构所构成，其中在半导体衬底上布置导电层，并且P_n结处在衬底与导电层之间的界面处。为了将尽可能多的光耦合到太阳能电池中，在第一导电层上布置抗反射涂层以避免反射造成的光损失。在基于硅的太阳能电池中，这样的抗反射涂层通常由折射率n=2. 05、大约75nm厚的SiNx层构成。由于干涉,反射被该抗反射涂层减小,其中最小反射为4*n*d=约620nm。通过选择该层厚度，实现了有关太阳光谱的光谱区中的最大光耦合，并且该层厚度使得太阳 能电池呈现蓝色。折射率与波长有关，并且在本申请中通常针对X=632nm来指定折射率。由于PECVDエ艺(等离子增强化学气相沉积エ艺)中这种抗反射涂层的制造エ艺，在抗反射涂层的沉积期间结合了氢，即，SiNx层被氢化，其由表达式SiNx:H层表示。该层中包含的这种氢使得SiNx/Si界面处的以及硅衬底体中的复合中心钝化。因此,对这种太阳 能电池的效率具有积极影响。然而，该技术方案具有许多缺点。例如，单层抗反射涂层仅对特定波长才能实际上完全抑制反射。因此，对于微晶太阳能电池的一般量子效率而言，相关光谱区中的反射损失增加到大约3mAcnT2。此外，基于硅的太阳能电池的顔色印象大大取决于SiNx层的层厚度。由于层厚度在整个晶片(衬底)上或在两个晶片之间的变化，如通常在エ业使用的PECVD反应器中出现的那样，因此该颜色印象也变化，不过典型地从淡蓝色到紫色。因此，对太阳能电池或太阳能电池模块的高质量外观有所损失，因为认为其显然是不均质的。另外，如已知的那样，通过增大SiNx层的折射率来增强SiNx/Si界面或衬底中硅体的钝化。然而，随着折射率増大，吸收率也同时上升，这就是为何不能对这种单层抗反射涂层使用高折射SiNx,因为一旦这么做将会减小吸收后的光产出量。尽管理论上能够不增强抗反射涂层对其单层系统中的光耦合和钝化的影响，然而，通过测量SiNx涂敷之后的太阳能电池的顔色并在颜色偏离的情况下调节SiNx的沉积时间，能够对抗颜色偏离。具有单层SiNx涂层的这种传统太阳能电池具有在本文所示实验中使用的硅上晶片(on silicon wafer),通常短路电流Isc大约为33. 2mAcnT2,开路电压约为604. 5mV,并且占空因数大约为78%，占空因数作为太阳能电池最大功率与开路电压和短路电流的乘积之商在某种程度上掲示了太阳能电池的量。效率典型地为15.6%。然而，这些值并非排他性相关，因为实际上太阳能电池几乎都是在太阳模块中エ作的，这些太阳能电池被层叠在太阳能模块中，其中在叠入(laminated in)期间，由聚合箔(典型地为EVA)和玻璃板构成的堆叠被胶合在太阳能电池的光耦合侧上，并且整个模块被气密性地封装。现在，上述值在这样的太阳能模块中发生改变，因为这里存在额外的界面，其改变了光耦合。另外，电气条件几乎也改变了，从而改变了太阳能模块中的太阳能电池的效率。用于增强光耦合的ー个可能包括将抗反射涂层设计为两层系统，其中氧氮化硅层(SiNxOy)被定向为朝向与空气之间的界面的方向，并且在其上施加SiNx层，该层定向为朝向P-n结的方向。利用该两层系统，与具有单个抗反射涂层的太阳能电池相比，可以将非叠入式太阳能电池的短路电流上升大约2%。不过，对于太阳能模块中的叠入式太阳能电池，该短路电流仅提高了 0. 5%。在WO 2008/062934A1中描述了用于改善抗反射涂层的另ー种方法，其中也采用了两层系统，该两层具有ー个SiNx的第一层和ー个第二层,该第二层定向为朝向与空气之间的界面的方向并且由包含硅的绝缘材料构成。通过该方式，采用氧氮化硅的顶部绝缘层，短路电流将会被提高到大约33. 3mA，并且开路电压被提高到619. 9mV,占空因数为78. 2%。然而，没有给出叠入式太阳能电池的详细描述。
技术实现思路
因此，本专利技术的ー个目的是说明ー种对处于暴露和叠入条件两种情况下的太阳能电池均能显著改善其相关參数的抗反射涂层。具体地，具有这种抗反射涂层的太阳能电池的顔色印象对层厚度变化具有显著降低的敏感性，并且将会得到改善的钝化。另外，期望的是可以通过简单和成本效率高的方式来生产根据本专利技术的抗反射涂层。除了这种抗反射涂层之外，还可以提供太阳能电池和太阳能电池模块。该目的通过根据权利要求I的抗反射涂层、根据权利要求7的太阳能电池和根据权利要求9的太阳能模块来实现。优选实施例是从属权利要求的主題。根据本专利技术的抗反射涂层，具体地对于基于硅的太阳能电池，有利地对于多晶或单晶硅的太阳能电池、太阳能模块等，包括SiNx的层，并且抗反射涂层至少包括具有高折射率的第一SiNx层和具有较低折射率的第二 51队层，其中第一和第二 51队层具体地为SiNx = H层。根据本专利技术的由至少两个SiNx层构成的抗反射涂层，其一方面实现了改进的光耦合，这是因为不仅由此提供了窄反射最小化，而且提供了宽反射抑制。另ー方面，由此制造的太阳能电池的顔色印象被相当大地改变为非常深的蓝色，从而实现了层厚度的可能变化几乎不对其光学印象产生影响的效果，这是因为例如与区分淡蓝色和紫色相比，眼睛更难于区分不同深浅的深蓝。有利地可以提供至少包括SiNxOy层的抗反射涂层，其中SiNxOy层优选地为SiNxOy = H层，其中具体地SiNxOy层具有比第二 51队层的折射率更低的折射率，其中第二 SiNx层优选地处在第一 SiNx层与SiNxOy层之间。由于附加地提供了氧氮化硅层，可以进ー步增强光耦合，并且表现出纯黒色调作为光学顔色印象也成为可能。通过该黑色外观，可以实现相比蓝色太阳能模块显著更有利的销售优势，因为这种黒色太阳能模块由于时尚而更好销售，也因为它们更具有与由于美学原因而不能搭配蓝色太阳能模块的那些颜色进行搭配的可能性。在一个优选实施例中，第一和第二 SiNx层之间的折射率差和/或第二 SiNx层与SiNxOy层之间的折射率差至少为0. 2。由于提供了这样的折射率差，因此保证了抗反射涂层的高效率。在一个尤为优选的实施例中，抗反射涂层的特征在于，第一 31队层的折射率为2. I至2. 8，优选地为2. 25至2. 6，和/或第二 SiNx层的折射率为I. 8至2. 3，优选地为I. 9至2. 15，和/或SiNxOy层的折射率为I. 45至I. 9，优选地为I. 45至I. 7，和/或第一 SiNx层的厚度为IOnm至70nm,优选地为20nm至55nm,和/或第二 SiNx层的厚度为5nm至60nm,优选地为IOnm至50nm，和/或SiNxOy层的厚度为彡20nm，优选地彡30nm。在折射率和层厚度的这些狭窄值范围中，抗反射涂层具有大的光耦合效果，此外提供了大的钝化效果。优选地，可以在第一和第二 SiNx层之间提供第三SiNx层，该第三SiNx层的折射率具有梯度形式，其最大折射率小于等于第一 SiNx层的折射率并且其最小折射率大于等于第ニ SiNx层的折射率。在该情况下，优选的是第三SiNx层的最大折射率至多为2. 4，优选地至多为2. 3，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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·容黑内尔，马丁·舍德尔，
申请(专利权)人：Q电池公司，
类型：发明
国别省市：
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