[發明專利]一種抗PID晶體硅太陽能電池制作方法

有效

• 申請號: 201410134437.4
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103872184A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 萬松博;王栩生;章靈軍
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐靈;常亮

技術領域

本發明屬于晶體硅太陽能電池制造領域，具體地，涉及一種具有抗PID效應的晶體硅太陽能電池的制作方法。

背景技術

PID（Potential?Induced?Degradation）效應稱為高壓誘導衰減效應，是最近幾年光伏領域出現的較新的衰減效應。隨著光伏并網系統的逐漸推廣應用，系統電壓越來越高，常用的有600V和1000V。組件內部電池片相對于大地的壓力越來越高，有的甚至達到600-1000V。一般組件的鋁邊框都要求接地，這樣在電池片和鋁邊框之間就形成了600-1000V的高壓。一般來說，組件封裝的層壓過程中，結構為5層。電池片在EVA中間，玻璃和背板在最外層，層壓過程中EVA形成了透明、電絕緣的物質。然而，任何塑料材料都不可能100%的絕緣，都有一定程度的導電性，特別是在濕度較大的環境中。會有漏電流通過電池片、在封裝材料、玻璃、背板、鋁邊框流過，如果在內部電路和鋁邊框之間形成高電壓，漏電流將會達到微安或毫安級別，這就是太陽能電池的高壓誘導效應，PID效應使得電池表面鈍化效果惡化和形成漏電回路，導致填充因子、開路電壓、短路電流降低，使組件性能低于設計標準。PID效應可以使組件功率下降30%以上。

解決PID問題的關鍵是生產具有抗PID能力的太陽能電池片。有研究表明，在常規晶體硅太陽能電池片的氮化硅和晶體硅片之間增加一層介質膜是有效的抗PID手段。

如在中國專利CN201310239191中，公開了一種具有抗PID效應的晶體硅太陽能電池。其做法是在硅襯底和氮化硅層之間，通過PECVD或熱氧化的方法制作一層氧化硅薄膜。然而經過申請人的研究發現，上述發明專利中仍然存在如下的問題：

第一、利用PECVD制作的氧化硅層，具有較高的界面態密度，容易影響薄膜的鈍化效果，造成太陽能電池效率降低。

第二、PECVD和熱氧化法制作氧化硅薄膜時，需要制作較厚的氧化硅薄膜（大于10nm）。然而較厚的氧化硅薄膜帶來的問題是：首先影響了工藝的效率，無論是PECVD還是熱氧化法，在制作大厚度的氧化硅薄膜時，都將需要消耗較長的工藝時間。其次由于氧化硅薄膜的折射率小于硅和氮化硅，在氧化硅薄膜的厚度過厚時，大大減少氮化硅和氧化硅雙層膜的減反效果，使得太陽能電池的光線利用率大大降低，影響太陽能電池的效率。

因此，如何制作該層二氧化硅，使其能夠適用抗PID太陽能電池的要求，成了業界關注的一個難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出了一種新的抗PID晶體硅太陽能電池的制作方法，不僅可以解決二氧化硅厚度和抗PID效果的矛盾，而且還能增加鈍化效果，減少工藝所需的時間，提高工藝的效率。

根據本發明的目的提出的一種抗PID晶體硅太陽能電池的制作方法，該抗PID晶體硅太陽能電池在硅基片和氮化硅之間制作一層氧化硅，以獲得抗PID的效果，所述氧化硅使用臭氧氧化工藝制備而成。

優選的，所述臭氧氧化工藝包括步驟：

1）提供一經過擴散處理后的硅基片;

2）對所述硅基片進行清洗；

3）將所述硅基片至于臭氧氛圍中，使硅基片的擴散面在臭氧中氧化，直至該氧化動作自然停止，得到所需氧化硅層。

優選的，所述步驟2）中的清洗包括：使用HF溶液清洗去除所述硅基片表面的磷硅玻璃層，所述HF溶液的體積濃度為2～8%，清洗溫度為10～30℃，清洗時間為10～200s。

優選的，所述臭氧由臭氧發生器提供，該臭氧的濃度為5～100ppm。

優選的，所述氧化動作所需的處理時間為3s～60min，溫度為15～25℃，得到的所述氧化硅層的厚度為0.6～2nm。

優選的，所述步驟2）和步驟3）之間的間隔時間小于30min。

優選的，所述臭氧氧化工藝之后，還包括步驟4）：在氧化硅層表面沉積氮化硅層。

優選的，所述氮化硅層的厚度在80～90nm之間。

優選的，所述步驟3）和步驟4）之間的間隔時間小于30min，或者當所述步驟3）和步驟4）之間的間隔時間超過30min時，對所述硅基片實施一清洗動作，以去除表面的自然氧化層。

與現有技術相比，本發明的技術效果在于：

第一、生成的氧化硅厚度不超過2nm，在此厚度下，氧化硅層基本不會對減反效果產生影響；

第二、采用臭氧氧化的工藝得到的氧化硅膜層，具有較低的表面態密度，提高了氧化硅的鈍化效果，從而提高了太陽能電池片的光電轉換效率。