專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝。
背景技術(shù)：
隨著國際光伏市場形式的變化，客戶對電池片的品質(zhì)要求越來越高，為了滿足客戶的需求，提高公司產(chǎn)品的競爭力，對電池片PID (PID,Potential Induced Degradation,電位誘發(fā)衰減)測試要求的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。在太陽能電池制造行業(yè)中，沉積具有鈍化性能的減反射膜起到了舉足輕重的作用。目前使用最多的是沉積SiNx，常規(guī)的主要研究方向是通過提高SiNx膜的折射率，來提高SiNx膜的介電性能，進(jìn)而降低組件的PID衰減幅度，組件的PID可以控制在5%以內(nèi)。但·是當(dāng)SiNx折射率增加時(shí)，消光效應(yīng)增強(qiáng)，會(huì)造成電池的短路電流和效率有一定程度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，該工藝通過Si02/SiNx疊層復(fù)合膜的設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)光路的優(yōu)化的同時(shí)，還可以利用SiO2的鈍化性能提高電池表面的鈍化效果，提升電池片品質(zhì)，提高電池片的轉(zhuǎn)化效率，并實(shí)現(xiàn)組件的PID Free。根據(jù)IEC 61215、IEC 61730-2 和 IEC 60068-2-78 標(biāo)準(zhǔn)，組件在-1000V DC+850C +RH85%的條件下連續(xù)處理48h和96h后，組件的電致發(fā)光測試圖像無發(fā)黑失效現(xiàn)象，且功率損失< 5%的認(rèn)定合格，稱為PID Free。本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案來是實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，通過在晶體硅基體正面形成疊層復(fù)合膜的方式，實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格，具體步驟是選取經(jīng)過前處理的晶體硅基體，先采用管式PECVD工藝先在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜SiO2，接著在第一介質(zhì)膜SiO2上沉積SiNx膜形成Si02/SiNx疊層復(fù)合膜，晶體硅基體再經(jīng)后續(xù)常規(guī)工序，獲得電位誘發(fā)衰減合格的晶體硅電池。本發(fā)明所述第一介質(zhì)膜SO2的膜厚優(yōu)選控制在5nnT35nm。本發(fā)明疊層復(fù)合膜的總膜厚優(yōu)選控制在60nm 90nm,折射率控制為2. 00 2. 20。本發(fā)明優(yōu)選采用管式PECVD工藝優(yōu)選在SiH4和N2O氣氛中反應(yīng)，從而在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜Si02。本發(fā)明在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜SiO2后，接著優(yōu)選在SiH4和NH3氣氛中反應(yīng)，從而在第一介質(zhì)膜SiO2上沉積SiNx膜形成Si02/SiNx疊層復(fù)合膜。本發(fā)明晶體硅基體的前處理優(yōu)選包括去除損傷層、制絨、清洗、擴(kuò)散、刻蝕去除周邊PN結(jié)、去除磷硅玻璃和去除硼硅玻璃中的一種或幾種。
本發(fā)明所述后續(xù)常規(guī)工序優(yōu)選包括印刷晶體硅基體背面電極、印刷鋁背場、印刷正面電極和燒結(jié)工序。本發(fā)明所述晶體硅基體優(yōu)選為單晶硅或多晶硅。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過在原有SiNx工藝基礎(chǔ)上增加SiO2鍍膜工藝，采用管式PECVD先在晶體硅基體上沉積了一層SiO2，接著在第一介質(zhì)膜SiO2上沉積形成Si02/SiNx疊層復(fù)合膜，使SiO2與SiNx進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)光路的優(yōu)化的同時(shí)，還可以利用SiO2的鈍化性能提高電池表面的鈍化效果。提高電池片的轉(zhuǎn)化效率，并實(shí)現(xiàn)組件的PIDFree ;并且本發(fā)明工藝簡單，與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容性好，工業(yè)化可行性強(qiáng)，適合大規(guī)模推廣使用。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I中所用工藝的組件PID測試圖像。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
本實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，含以下步驟
A、選取電阻率在O.Γ6 Ω *cm的輕摻雜的ρ型單晶硅片，將硅片基體置于制絨槽中進(jìn)行損傷層去除和絨面制備，在重量百分含量為O. 5^5%的氫氧化鈉去離子水溶液中，在溫度 為75 9(TC的條件下進(jìn)行表面織構(gòu)化形成減反射絨面結(jié)構(gòu)；
B、對硅片表面進(jìn)行清洗，采用化學(xué)溶液進(jìn)行清洗，化學(xué)溶液為氫氟酸、鹽酸或含有其他添加劑的一種或多種混合水溶液，清洗時(shí)間為O. 5 10min，溫度為2(T30°C ；
C、將硅片置于80(Tl00(rC的爐管中進(jìn)行P(磷)擴(kuò)散，在硅片表面形成η型擴(kuò)散層，擴(kuò)散后娃片方塊電阻為6(Γ90 Ω /sq ；
D、將擴(kuò)散后的硅片置于刻蝕機(jī)中，采用等離子刻蝕方法去除周邊PN結(jié)；
E、將硅片至于清洗槽中去除磷硅玻璃；
F、采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法使SiH4和N2O反應(yīng)在硅片正面(η型面)上先沉積一層SiO2膜，SiO2膜的厚度在5nnT35nm之間，然后再通過SiH4和NH3反應(yīng)沉積SiNx膜，疊層復(fù)合膜的總厚度控制在60nnT90nm之間，折射率控制在2. 00^2. 20之間；
G、背面電極印刷在硅片背面(P型面)采用絲網(wǎng)印刷方法印刷金屬背電極，所采用的金屬為銀招(Ag/Al)合金；
H、Al背場印刷在硅片背面(P型面)采用絲網(wǎng)印刷方法印刷Al背場；
I、正面電極印刷在硅片磷擴(kuò)散面上采用絲網(wǎng)印刷方法印刷正面金屬電極所采用的金屬為銀(Ag)；
J、高溫快速燒結(jié)將印刷完的硅片置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，優(yōu)化燒結(jié)溫度為40(T90(TC，經(jīng)燒結(jié)后金屬銀穿過Si02/SiNx鈍化減反膜與發(fā)射極形成歐姆接觸。表I PID Free工藝與正常工藝的電性能對比
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是通過在晶體硅基體正面形成疊層復(fù)合膜的方式，實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格，具體步驟是選取經(jīng)過前處理的晶體硅基體，先采用管式PECVD工藝先在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜SiO2,接著在第一介質(zhì)膜SiO2上沉積SiNx膜形成Si02/SiNx疊層復(fù)合膜，晶體硅基體再經(jīng)后續(xù)常規(guī)工序，獲得電位誘發(fā)衰減合格的晶體硅電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是第一介質(zhì)膜SO2的膜厚控制在5nnT35nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是疊層復(fù)合膜的總膜厚控制在60nm 90nm，折射率控制為2. 00 2. 20。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是采用管式PECVD工藝在SiH4和N2O氣氛中反應(yīng)，從而在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜 SiO2。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜SiO2后，接著在SiH4和NH3氣氛中反應(yīng)，從而在第一介質(zhì)膜SiO2上沉積SiNx膜形成Si02/SiNx疊層復(fù)合膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是晶體硅基體的前處理包括去除損傷層、制絨、清洗、擴(kuò)散、刻蝕去除周邊PN結(jié)、去除磷硅玻璃和去除硼硅玻璃中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是所述后續(xù)常規(guī)工序包括印刷晶體硅基體背面電極、印刷鋁背場、印刷正面電極和燒結(jié)工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，其特征是所述晶體娃基體為單晶娃或多晶娃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格的工藝，通過在晶體硅基體正面形成疊層復(fù)合膜的方式，實(shí)現(xiàn)晶體硅電池組件電位誘發(fā)衰減合格，具體步驟是選取經(jīng)過前處理的晶體硅基體，先采用管式PECVD工藝先在晶體硅基體正面沉積形成第一介質(zhì)膜SiO2，接著在第一介質(zhì)膜SiO2上沉積SiNx膜形成SiO2/SiNx疊層復(fù)合膜，晶體硅基體再經(jīng)后續(xù)常規(guī)工序，獲得電位誘發(fā)衰減合格的晶體硅電池。本發(fā)明通過在原有SiNx工藝基礎(chǔ)上增加SiO2鍍膜工藝，提高了硅片表面的鈍化效果，同時(shí)優(yōu)化了光路，提升了電池片品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了電池組件PID合格，并且本發(fā)明工藝簡單，與現(xiàn)有產(chǎn)線兼容性好，工業(yè)化可行性強(qiáng)，適合大規(guī)模推廣使用。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102945890SQ20121041163
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者李吉, 魏紅軍, 嚴(yán)金梅, 楊偉強(qiáng), 靳迎松 申請人:晶澳太陽能有限公司