一種晶硅高效黑電池的鈍化減反射多層膜的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型涉及太陽能電池領域，尤其是一種晶硅高效黑電池的鈍化減反射多層 膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著環(huán)境問題和能源問題得到越來越多人的關注，太陽電池作為一種清潔 能源，人們對其研宄開發(fā)已經(jīng)進入到了一個新的階段。
[0003] 投射到太陽電池陣列上的太陽光只有部分透射到電池內(nèi)部被轉(zhuǎn)化成電能，而另一 部分則被其表面反射。為此，目前主要由兩種方法被用來最大限度的降低反射率，一是將電 池表面腐蝕制成絨面，在其表面形成多次反射，增加光與硅片表面的作用次數(shù)，從而提高電 池對光的吸收；二是在電池表面鍍上光學減反射膜，通常其光學厚度為波長的的四分之一 或者二分之一。對于單層減反射膜，其僅對單一波長具有較好的減反射效果，而多層減反射 膜系統(tǒng)能夠在寬光譜范圍內(nèi)對太陽光產(chǎn)生有效的減反射效果。目前，大規(guī)模生產(chǎn)中常用的 減反射膜多為單層氮化硅減反射膜，具有相對較高的反射率和較差的鈍化效果。能夠降低 反射率并提高鈍化效果的減反射膜是太陽電池研宄的熱點。
[0004] 另一方面，傳統(tǒng)太陽能單晶硅電池表面的SiNx鈍化減反射膜層幾乎都因折射率 較低使得PID衰減較為嚴重；或者為了追求PID Free，都是提高SiNx鈍化減反射膜層的折 射率，使得晶硅電池轉(zhuǎn)換效率較常規(guī)工藝降低1-2%。，且目前太陽能電池板制備過程中，市 場對層壓后電池片色差問題越來越重視，少數(shù)企業(yè)或科研機構(gòu)針對色差問題推出其解決問 題的產(chǎn)品：黑電池，但這些黑電池要么制備流程繁瑣、復雜，要么降低電池片轉(zhuǎn)換效率，雖 然在產(chǎn)線大規(guī)模生產(chǎn)，但是降低了經(jīng)濟效益。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種晶硅高效黑電池的鈍化減反射多層 膜，這種多層膜能夠降低反射率，提高鈍化效果，提高太陽電池效率，具有優(yōu)良的抗PID衰 減特性，且電池片層壓后顏色較暗、均勻、無色差。
[0006] 本實用新型所采用的技術(shù)方案為：一種晶硅高效黑電池的鈍化減反射多層膜，包 括在娃片表面依次沉積的SiOx層、單層SiNx或雙層SiNx層和SiOxNy層；所述的SiOx層、 單層或雙層SiNx層和SiOxNy層的總膜厚為80~140nm，折射率為1. 9~2. 1 ;
[0007] 所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和SiOxNy層中，SiOx層為底層；所述的底層 SiOx層的膜厚為2~20nm，折射率為1. 48~1. 8 ;
[0008] 所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和SiOxNy層中，單層或多層SiNx層為中間層； 所述的中間層的總膜厚為30~70nm，折射率為1. 9~2. 2 ;
[0009] 所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和SiOxNy層中，SiOxNy層為頂層；所述的頂 層SiOxNy層的膜厚為20~60nm，折射率為L 6~L 95〇
[0010] 所述多層膜將直接沉積在硅襯底上的第一層薄膜定義為最底層，遠離襯底的則為 相對的上層。高效黑電池的鈍化減反射多層膜底層為SiOji，多層膜中間層為單層或多層 SiNx層；多層I旲頂層為SiOxNy層。
[0011] 目前大規(guī)模生產(chǎn)的減反射膜多為單層或雙層氮化硅減反射膜，其減反射效果和鈍 化效果都相對較差。發(fā)明人在經(jīng)過研宄后發(fā)現(xiàn)，在底層引入SiOji，由于SiO Ji較SiNx層 有優(yōu)良的導電性，可以將富集的一部分電荷導走從而防止因電荷堆積而導致鈍化減反射 膜鈍化效果減弱，有效降低電池片的表面復合速率，提高膜層鈍化效果，同時，SiOJl還可 以提高電池的開路電壓，降低鈍化減反射層的整體折射率。中間SiNx層可以進一步的降低 PID衰減，而SiNx層和Si OxNy層疊層可以大幅降低電池片迎光面的反射率，Si OxNy層能 夠有效降低中短波波段的反射率，提高電池片的短路電流，且電池片層壓后顏色較暗，整體 均勻無色差。
[0012] 本實用新型的有益效果是：本實用新型高效晶硅黑電池的鈍化減反射多層膜由 于底層引入SiOJi能夠有效降低硅片表面界面態(tài)，提高表面鈍化效果，同時降低減反射膜 的整體折射率，增加抗PID衰減特性；中間層采用單層或雙層SiNx可以有效降低PID衰 減；頂層采用Si OxNy層，與中間層形成疊層，與傳統(tǒng)減反射膜對比，可以降低中短波波段 反射率，提高電池片的短路電流，并且使電池片層壓后整體膜色為黑色，整體膜厚范圍在 SOnm-HOnm內(nèi)無色差，均為黑色。本實用新型高效晶硅黑電池的鈍化減反射多層膜基于傳 統(tǒng)單晶硅電池工藝，只改變鈍化減反射膜的膜質(zhì)結(jié)構(gòu)，可與傳統(tǒng)晶硅電池工藝兼容，對普通 PECVD設備無特殊要求，易于實現(xiàn)，適用于規(guī)?；a(chǎn)，也可運用于一些先進電池工藝，如： 背鈍化電池、N型雙面電池、MWT電池等。
【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0014] 圖1是本實用新型的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖中：1. SiOx層，2.單層或雙層SiNx層，3. SiOxNy層。
【具體實施方式】
[0016] 現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為 簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有 關的構(gòu)成。
[0017] 實施例1
[0018] 本實施例提供的一種高效太陽能鈍化減反射多層膜黑電池制備方法，含以下步 驟：
[0019] 1).將原始硅片預處理，該預處理包括電池工藝中的制絨、擴散和刻蝕等工藝； [0020] 2).使用PECVD設備在擴散面鍍該鈍化減反射多層膜膜，底層為SiOx層1，折射率 為1. 50,膜層厚度為2nm ;中間層為單層SiNjl，折射率為2. 05,膜層厚度為60nm ;頂層為 Si OxNy層3,折射率為L 75,膜層厚度為25nm ;
[0021] 3).使用傳統(tǒng)電池印刷工藝印刷背電極、鋁背場、正柵線和正電極，并燒結(jié)；
[0022] 經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，本實施例獲得的太陽能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率以及抗電位誘發(fā)衰 減PID特性有所提高，且采用黑背板制備成組件后整體顏色較暗、均勻、無色差。具體數(shù)據(jù) 見下表1:
[0023] 表1本實施例獲得的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率及PID
[0024]
【主權(quán)項】
1. 一種晶硅高效黑電池的鈍化減反射多層膜，其特征在于：包括在硅片表面依次沉積 的SiOx層、單層SiNx或雙層SiNx層和SiOxNy層；所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和 SiOxNy層的總膜厚為80~140nm，折射率為L9~2. 1 ; 所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和SiOxNy層中，SiOx層為底層；所述的底層SiOx層的膜厚為2~20nm，折射率為L48~L8 ; 所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和SiOxNy層中，單層或多層SiNx層為中間層；所 述的中間層的總膜厚為30~70nm，折射率為1. 9~2. 2 ; 所述的SiOx層、單層或雙層SiNx層和SiOxNy層中，SiOxNy層為頂層；所述的頂層SiOxNy層的膜厚為20~60nm，折射率為1. 6~1. 95。
【專利摘要】本實用新型涉及一種晶硅高效黑電池的鈍化減反射多層膜，所述鈍化減反射多層膜底層為SiOx層，SiOx層折射率為1.48-1.8，厚度為2-20nm；多層鈍化減反射膜中間層為SiNx層，SiNx層可以是單層SiN，也可以是不同折射率的多層SiN，折射率范圍是1.9-2.20，厚度為30-70nm；鈍化減反射多層膜頂層為SiOxNy層，SiOxNy層折射率為1.6-1.95，厚度為20-60nm；鈍化減反射多層膜的總膜厚為80-140um，折射率1.9-2.1。該高效黑太陽電池的多層鈍化減反射膜既可以降低電池片表面界面態(tài)，提高鈍化效果，又可以降低電池片表面反射率，提高短路電流，同時還具有較好的抗PID衰減特性，且制備的黑電池層壓后顏色較暗、均勻、無色差。
【IPC分類】H01L31-0216
【公開號】CN204497240
【申請?zhí)枴緾N201420869295
【發(fā)明人】瞿輝, 徐春, 曹玉甲, 張一源
【申請人】江蘇順風光電科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年12月31日