[實用新型]一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520155435.3
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN204596799U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瞿輝;徐春;曹玉甲;張一源
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇順風(fēng)光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 路接洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽電池領(lǐng)域，尤其是一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境問題和能源問題得到越來越多人的關(guān)注，太陽電池作為一種清潔能源，人們對其研究開發(fā)已經(jīng)進入到了一個新的階段。PID(potential?induced?degradation)效應(yīng)指在長期高電壓作用下，組件中玻璃和封裝材料之間存在漏電現(xiàn)象，造成先是表面鈍化減反射膜失效，然后PN結(jié)失效，最終使得組件性能降低。傳統(tǒng)工藝的P型太陽能晶硅組件都存在一定的PID失效問題，所以研究PID現(xiàn)象，研發(fā)出PID?Free的太陽電池是廣大太陽能廠商研發(fā)部和部分科研院校的目標(biāo)之一。目前較通用且較嚴(yán)格的是雙85PID測試，其測試條件為1000V的負(fù)電壓，85℃的環(huán)境溫度，85％的濕度，96h的測試時間，組件最終最大輸出功率衰減比例小于5％就可判定為PID測試合格，即PID?Free。

傳統(tǒng)太陽能多晶電池表面的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(yán)重；目前市場為了追求PID?Free，主要方法是提高SiNx膜層的折射率，但電池轉(zhuǎn)換效率較常規(guī)工藝降低1-2％；還有方法就是使用紫外電離生成的臭氧O₃氧化硅片表面，生成較薄的SiO_x層或PECVD法直接在硅片表面沉積一層SiO_x薄膜，使電池具有一定的PID抗性。

另一方面，目前大規(guī)模生產(chǎn)中多晶電池表面常用的減反射膜多為單層氮化硅，通常其光學(xué)厚度為特定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，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究的熱點。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種高PID抗性的高效多晶電池的鈍化減反射膜，這種鈍化減反射膜能夠降低反射率，提高鈍化效果，從而提高太陽電池效率，且具有非常優(yōu)良的抗PID衰減特性。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高PID抗性多晶電池的鈍化減反射膜，包括在單晶硅片襯底正面依次沉積的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層；所述的底層SiOx層、中間層SiOx層、中間層SiNx層以及頂層SiNx層的總膜厚為65～120nm，折射率為1.9～2.25；所述的中間層SiNx層的膜厚為10～50nm，折射率為2.2～2.4；所述的頂層SiNx層的膜厚為30～80nm，折射率為1.9～2.2；所述的頂層SiNx層為單層或多層。

進一步的說，本實用新型所述的底層SiOx層的膜厚為0.2～2nm，折射率為1.48～1.8。

再進一步的說，本實用新型所述的中間層SiOx層的膜厚為2～20nm，折射率為1.4～1.8。

本實用新型的原理是：在底層引入兩層SiO_x薄膜，第一層SiO_x薄膜采用高壓電離或紫外電離產(chǎn)生的O₃或游離O原子在單晶硅片襯底表面生成，該SiO_x層較致密，具有較好鈍化效果，能有效降低電池片的表面復(fù)合速率；且該致密SiO_x層較薄(0.2nm-2nm)，電子的遂穿效應(yīng)非常明顯，可以將電池表面富集的一部分電荷導(dǎo)走從而防止因電荷堆積而導(dǎo)致鈍化減反射膜鈍化效果減弱，使電池具有抗PID衰減特性。第二層SiO_x薄膜采用PECVD法N₂O、CO₂、O₂等含?氧氣體與SiH₄一起沉積，該SiO_x層具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，可以從電池表面導(dǎo)走更多的富集電荷，且由于該SiO_x層厚度相對較厚，可以有效阻擋組件電場中正電荷離子如Na⁺的移動，進一步明顯增強電池的抗PID衰減特性。第三層單層高折射率氮化硅，折射率較高，致密性較好，進一步提高膜層的鈍化效果，還可以有效阻擋組件中游離的正電荷離子進入結(jié)區(qū)，繼續(xù)增強電池的抗PID衰減特性。頂層的單層或多層不同折射率SiNx層在光學(xué)設(shè)計優(yōu)化后，具有一定PID抗性的同時還可以大幅降低電池片迎光面的反射率，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。