性能改善的太阳能电池制造技术

本申请公开了光致衰退特性明显改善的硅太阳能电池。本申请还公开了具有包括硼、氧和碳的硅基衬底以及包括邻近衬底的至少一个含碳层的抗反射涂层（ARC）的太阳能电池。还公开了用于制备太阳能电池的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及显示改善的光致衰退特性的硅太阳能电池。本专利技术还涉及包括硅基衬底和抗反射以及钝化层的硅太阳能电池，所述衬底包括硼、氧和碳，并且涉及其制备方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了ー种太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅衬底以及前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的碳氮化硅(siliconcarbonitride)层，所述层具有从I到IOat. %的碳浓度、小于3at. %的氧浓度和大于14. 5at. %的氢浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅衬底以及前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的碳氮化硅层，所述层具有大于Iat. %的碳浓度，小于3at. %的氧浓度、大于IOat. %的氢浓度以及大于37at. %的硅浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种包括太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅衬底以及前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的第一层和位于所述第一层上与所述衬底相対的第二 层；所述第一层包括碳氮化硅，具有小于IOat. %的碳浓度；并且所述第二层包括氮化硅；或碳氮化硅，该碳氮化硅具有低于在所述第一层中的所述碳浓度的碳浓度和/或高于在所述第一层中的硅浓度的硅浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅衬底以及前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的第一层和位于所述第一层上与所述衬底相対的第二层；所述第一层包括碳氮化硅，具有小于IOat. %的碳浓度以及小于14. 5at. %的氢浓度；以及所述第二层是含氢娃基膜。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅衬底以及前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的第一层和位于所述第一层上与所述衬底相对第二层；所述第一层包括碳氮化硅，具有小于IOat. %的碳浓度；以及所述第二层包括碳化硅、碳氮化硅、氧碳化硅或氧碳氮化硅，在所述第二层中的所述碳浓度大于在所述第一层中的所述碳浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅衬底以及前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的碳氮化硅层，所述碳氮化硅层具有渐变碳浓度，碳浓度随着与发射极的距离的増加而增加，所述第一层在邻近所述衬底的第一 30nm内具有小于IOat. %的平均碳浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了包ー种太阳能电池，包括包含硼、氧和碳的硅基衬底以及ー个或多个含碳抗反射和钝化层，所述衬底具有两个主表面以及所述ー个或多个抗反射和钝化层与所述两个主表面中的ー个或两个邻近，以及在所述衬底中在邻近所述抗反射和钝化层的所述主表面处的碳浓度大于在所述衬底内的与两个主表面等距的深度处的碳浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于減少具有衬底的太阳能电池的光致衰退的方法，所述方法包括在所述衬底上提供包含碳的抗反射涂层(ARC)并且允许碳从所述ARC向所述衬底扩散。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于形成太阳能电池的抗反射涂层的方法，所述方法包括将包括硅烷和有机硅烷的气态前体混合物沉积到太阳能电池衬底上。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种用于制备包括碳掺杂硅衬底的硅太阳能电池的方法，所述方法包括在所述硅衬底上沉积包括硅和碳的抗反射涂层和钝化层，以便碳从所述层向所述衬底中扩散。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种具有包括硼、氧和碳的硅衬底的太阳能电池，在约1000W/m2下照射所述太阳能电池72小时后，所述太阳能电池在400到IOOOnm之间的任意给定波长处显示不大于约5%的初始内量子效率(IQE)的減少。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种具有包括硼、氧和碳的硅衬底的太阳能电池，在约1000W/m2下照射太阳能电池72小时后，所述太阳能电池在400到IOOOnm之间的任意给定波长处显示不大于约2%的初始内量子效率(IQE)的減少。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种具有包括硼、氧和碳的硅衬底的太阳能电池，在约1000W/m2下照射太阳能电池72小时后，所述太阳能电池在400到900nm之间的任意给定波长处显示不大于约2%的初始内量子效率(IQE)的減少。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种具有包括硼、氧和碳的硅衬底的太阳能电池，在约1000W/m2下照射太阳能电池72小时后，所述太阳能电池在400到900nm之间的任意给定波长处显示初始内量子效率(IQE)基本没有減少。结合通过实例示出本专利技术的实施例的附图的下述描述，将明白本专利技术的上述和其它特征和优点。附图说明參考后面的附图讨论具体实施例方式·图Ia到Ig示出了在变化照射时长后测量的SiCxNy和SiNx太阳能电池的Voc、Jsc、填充因子、Rs、理想因子以及效率。图2a示出了在变化照射时长后测量的在0. 9 Ω . cm的硅衬底上的SiCxNy和SiNx太阳能电池的效率。图2b示出了在照射前和照射后在0. 9 Ω . cm的硅衬底上的SiCxNy和SiNx太阳能电池的光谱响应。图3a示出了在变化照射时长后测量的在2 Ω . cm的硅衬底上的SiCxNy和SiNx太阳能电池的效率。图3b示出了在照射前和照射后在2 Ω . cm的硅衬底上的SiCxNy和SiNx太阳能电池的光谱响应。图4a和4b示出了 SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图5不出了具有I Ohm. cm的体电阻的衬底、720hm/sq发射极和26. 8ppm的氧的SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图6示出了具有30hm. cm的体电阻的衬底、530hm/sq发射极和24. 2ppm的氧的SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图7示出了具有50hm. cm的体电阻的衬底、730hm/sq发射极和17. 3ppm的氧的SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图8示出了具有0. 960hm. cm的体电阻的衬底和650hm/sq发射极的SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图9示出了具有30hm. cm的体电阻的衬底和600hm/sq发射极的SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图10示出了用3MS前体在衬底上沉积的SiCN膜的FTIR光谱。图11示出了具有20hm. cm的体电阻的衬底的SiCxNy和SiNx太阳能电池在照射前后的内量子效率(IQE)。图12示出了在发射极形成后，在第一照射或最終的太阳能电池之后，在电池的第一次加热之后，在电池的第二照射之后和电池的第二次加热之后，SiCN涂敷和SiN涂敷的Cz晶片的体寿命的变化。图13a和13b示出了在硅衬底上的SiCxNy和SiNx层的SMS测量。图14示出了在SiCxNy和SiNx层以及在其上沉积它们的硅衬底中的碳含量的评估。图15示出了在照射电池之后关于观察的SiNx太阳能电池的损耗的在不同衬底上制备的SiCxNy太阳能电池的相对效率损耗。图16示出了用不同的エ艺获得的SiCxNy和SiNx膜的密度和折射率。图17示出了不同硅衬底上的SiN和SiCN太阳能电池在照射后效率的绝对变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.18 US 61/243,809;2009.09.18 US 61/243,818;1.一种太阳能电池，包括 硅衬底，包括硼、氧和碳，以及 前侧抗反射涂层， 所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的碳氮化硅层，所述层具有从I到IOat. %的碳浓度、小于3at. %的氧浓度和大于14. 5at. %的氢浓度。2.一种太阳能电池，包括 硅衬底，包括硼、氧和碳，以及 前侧抗反射涂层， 所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的碳氮化硅层，所述层具有大于Iat. %的碳浓度、小于3at. %的氧浓度、大于IOat. %的氢浓度以及大于37at. %的硅浓度。3.一种太阳能电池，包括 硅衬底，包括硼、氧和碳，以及 前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的第一层和位于所述第一层上与所述衬底相对的第二层； 所述第一层包括碳氮化硅，具有小于IOat. %的碳浓度；以及 所述第二层包括氮化硅；或碳氮化硅，该碳氮化硅具有低于在所述第一层中的所述碳浓度的碳浓度和/或高于在所述第一层中的硅浓度的硅浓度。4.一种太阳能电池，包括 硅衬底，包括硼、氧和碳，以及 前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的第一层和位于所述第一层上与所述衬底相对的第二层； 所述第一层包括碳氮化娃，具有小于IOat. %的碳浓度以及小于14. 5at. %的氢浓度，以及 所述第二层是含氢硅基膜。5.一种太阳能电池,包括 硅衬底，包括硼、氧和碳，以及 前侧抗反射涂层，所述前侧抗反射涂层至少包括邻近所述衬底的第一层和位于所述第一层上与所述衬底相对的第二层； 所述第一层包括碳氮化硅，具有小于IOat. %的碳浓度；以及 所述第二层包括碳化硅、碳氮化硅、氧碳化硅或氧碳氮化硅，在所述第二层中的所述碳浓度大于在所述第一层中的所述碳浓度。6.一种太阳能电池,包括 硅衬底，包括硼、氧和碳，以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·戴维斯，J·洪，G·雅库博夫斯卡奥孔涅夫斯基，S·纳瓦拉，X·杨，A·罗哈吉，M·H·康，A·U·埃邦，B·C·朗萨维尔，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：
国别省市：