[發(fā)明專利]太陽能電池背鈍化膜層結(jié)構(gòu)和制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610865158.4
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106169510B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬琦;魯科;錢洪強;陸紅艷;黃海濤;陳如龍
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫尚德太陽能電力有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務(wù)所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良,屠志力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池，尤其是一種可提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的背鈍化膜層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來，隨著晶體硅材料質(zhì)量和電池前表面技術(shù)的不斷提升，電池效率已有了較大幅度的提高，但是電池背表面較為嚴重的光學和電學損失已成為制約電池效率進一步提升的瓶頸。采用氧化鋁/氮化硅(AlOx/SiNx)鈍化的背鈍化電池不僅可以大幅降低背表面電學復合速率，還可以形成良好的內(nèi)部光學背反射機制，已成為替代傳統(tǒng)全鋁背場電池的下一代晶體太陽電池技術(shù)。其中，良好的背鈍化膜層結(jié)構(gòu)設(shè)計，是提升背鈍化電池轉(zhuǎn)換效率的有效途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池背鈍化膜層結(jié)構(gòu)，主要通過膜厚和折射率調(diào)整，實現(xiàn)多層背鈍化膜的膜層優(yōu)化設(shè)計，提高了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種太陽能電池背鈍化膜層結(jié)構(gòu)，其主要改進之處在于，在太陽能電池襯底背表面依次形成有氧化鋁膜、第一氮化硅膜和第二氮化硅膜，形成多層背鈍化膜疊層結(jié)構(gòu)；其中，

氧化鋁膜膜厚范圍10-40nm；折射率1.55-1.70；

第一氮化硅膜膜厚范圍40-100nm；折射率1.90-2.20；

第二氮化硅膜膜厚范圍40-100nm；折射率1.90-2.20。

更優(yōu)地，

氧化鋁膜膜厚范圍15-30nm；折射率1.60-1.65；

第一氮化硅膜膜厚范圍50-90nm；折射率2.05-2.15；

第二氮化硅膜膜厚范圍50-90nm；折射率1.95-2.05。

最佳地，

氧化鋁膜膜厚20nm；折射率1.62；

第一氮化硅膜膜厚范圍75nm；折射率2.10；

第二氮化硅膜膜厚范圍75nm；折射率2.00。

本發(fā)明還提出一種太陽能電池背鈍化膜層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括下述步驟：

步驟S1，采用一種PECVD設(shè)備在襯底背表面沉積氧化鋁膜，襯底溫度300-400℃，功率2000-3000W，通入TMA與N2O氣體，TMA與N2O流量比1:5-1:10，氣壓0.10-0.20mbar；

步驟S2，然后采用另一種PECVD設(shè)備在氧化鋁膜上沉積第一氮化硅膜，襯底溫度400-500℃，功率5000-7000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:5-1:10；氣壓100-300pa；

步驟S3，隨后采用步驟S2中相同設(shè)備繼續(xù)沉積第二氮化硅膜，襯底溫度400-500℃，功率5000-7000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:10-1:15；氣壓100-300pa。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明通過改進背鈍化電池的背鈍化膜層結(jié)構(gòu)，提升了背鈍化電池的轉(zhuǎn)換效率，相較于現(xiàn)有的背鈍化電池，本發(fā)明并不顯著增加成本，能夠取得較好的技術(shù)效果，對于太陽能電池的發(fā)電效率起到了重要作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

關(guān)于SiNx作為晶體硅電池正面減反層的研究已有廣泛報道，然而關(guān)于SiNx作為PERC電池背面AlOx/SiNx疊層鈍化膜中的帽子層的研究較少，而且正面減反層與背面帽子層的作用也完全不同。

本發(fā)明主要從光學、電學以及保護AlOx免受后續(xù)鋁漿侵蝕三個方面進行疊層背鈍化膜膜層設(shè)計，在AlOx之上采用SiNx-1/SiNx-2的“雙帽子層”，即形成AlOx/SiNx-1/SiNx-2多層膜結(jié)構(gòu)。通過優(yōu)化各層膜厚和折射率，提升鈍化效果，進而提高轉(zhuǎn)換效率。

如圖1所示，在太陽能電池P型硅襯底1背表面依次形成有氧化鋁膜2、第一氮化硅膜3和第二氮化硅膜4，形成多層背鈍化膜疊層結(jié)構(gòu)；其中，

氧化鋁膜2膜厚范圍10-40nm，優(yōu)選15-30nm；折射率1.55-1.70，優(yōu)選1.60-1.65；

第一氮化硅膜3膜厚范圍40-100nm，優(yōu)選50-90nm；折射率1.90-2.20，優(yōu)選2.05-2.15；

第二氮化硅膜4膜厚范圍40-100nm，優(yōu)選50-90nm；折射率1.90-2.20，優(yōu)選1.95-2.05。

以下為太陽能電池背鈍化膜層結(jié)構(gòu)的實施例；

實施例1，

氧化鋁膜2膜厚10nm，折射率1.55；

第一氮化硅膜3膜厚40nm，折射率1.90；

第二氮化硅膜4膜厚40nm，折射率1.90；

實施例2，