[發明專利]管式PERC雙面太陽能電池及其制備方法和專用設備

有效

• 申請號: 201710353392.3
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107256898B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 方結彬;林綱正;賴俊文;何乃林;殷文杰;何達能;陳剛
• 申請（專利權）人: 廣東愛旭科技股份有限公司;浙江愛旭太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/18;C23C16/30;C23C16/34;C23C16/40;C30B33/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓

本發明公開了一種管式PERC雙面太陽能電池，包括背銀主柵、鋁柵線、背面復合膜、P型硅、N型發射極、正面鈍化膜和正銀電極；所述背面復合膜包括三氧化二鋁膜、二氧化硅膜、氮氧化硅膜和氮化硅膜中的一種或多種，且采用管式PECVD設備在硅片背面沉積而成，所述管式PECVD設備設有硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路，所述管式PECVD設備裝卸硅片的器具為石墨舟，石墨舟的卡點槽的深度為0.5?1mm。本發明還公開了一種管式PERC雙面太陽能電池的制備方法及專用設備。采用本發明，可雙面吸收太陽光，光電轉換效率高，外觀良率和EL良率高，解決劃傷和繞鍍的問題。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種管式PERC雙面太陽能電池、以及管式PERC雙面太陽能電池的制備方法和專用設備。

背景技術

晶硅太陽能電池是一種有效吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉換成電能的器件，當太陽光照在半導體P-N結上，形成新的空穴-電子對，在P-N結電場的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，接通電路后就形成電流。

傳統晶硅太陽能電池基本上只采用正面鈍化技術，在硅片正面用PECVD的方式沉積一層氮化硅，降低少子在前表面的復合速率，可以大幅度提升晶硅電池的開路電壓和短路電流，從而提升晶硅太陽電池的光電轉換效率。

隨著對晶硅電池的光電轉換效率的要求越來越高，人們開始研究背鈍化太陽電池技術。目前主流的做法是采用板式PECVD來對背面鍍膜，板式PECVD由不同的腔室組成，每個腔室鍍一層膜，一旦設備固定，復合膜的層數就已經固定，因此板式PECVD的缺點是不能靈活調節復合膜的組合，不能更好的優化背面膜的鈍化效果，從而限制電池的光電轉換效率。同時，板式PECVD使用的是間接等離子法，膜層的鈍化效果不太理想。板式PECVD還具有uptime低，維護時間長的缺點，影響產能和產量。

本發明采用管式PECVD技術在硅片背面沉積復合膜，制作雙面PERC高效太陽能電池。由于管式PECVD技術采用的是直接等離子法，又可以靈活調節復合膜的組合和成分，膜層的鈍化效果好，能大幅提升PERC太陽能電池的光電轉換效率。管式PECVD技術的優秀鈍化性能和工藝的靈活性還可以相對降低三氧化二鋁膜層的厚度，減少TMA的耗量，同時，管式PERC技術容易維護，uptime高。綜合以上多種因素，與板式PECVD技術相比，管式PECVD技術制作高效PERC電池有顯著的綜合成本優勢。

盡管如此，管式PECVD技術由于存在繞鍍和劃傷這一對互相制約的難題，外觀良率和EL良率一直比較低，影響該技術的大規模量產。

管式PECVD鍍膜設備是通過將硅片插入石墨舟，再將石墨舟送入石英管做鍍膜沉積。石墨舟通過3個卡點將硅片固定在石墨舟壁上，硅片的一面與石墨舟壁接觸，在硅片的另外一面上沉積膜層。為了保證鍍膜的均勻性，硅片要貼緊石墨舟壁，因此，卡點槽的寬度設置較小，約為0.25mm。管式PECVD鍍膜有兩個缺點：1，在插片過程中，硅片會與石墨舟壁發生摩擦，導致硅片挨著石墨舟壁的一面產生劃傷。2，在沉積過程中，由于硅片與石墨舟壁之間不可避免的存在縫隙，尤其是卡點處的縫隙較大，工藝氣體會擴散到硅片的另一面，在另一面形成膜的沉積，即繞鍍，卡點處的繞鍍更加嚴重。

用管式PECVD做常規太陽能電池的正面鍍膜，劃傷和繞鍍對成品電池不會產生不良影響，原因在于：1，硅片背面沒有PN結和鍍膜，劃痕不會影響電池的電性能和EL良率。2，常規電池的背面沒有鍍膜，繞鍍到背面邊緣的膜層較薄，看起來不明顯，不影響外觀良率。

但是，用管式PECVD制作PERC電池的背面膜，劃傷和繞鍍嚴重影響成品電池的合格率，問題在于：1，背面膜在沉積過程中，會繞鍍到正面的邊緣，由于PERC電池是雙面鍍膜，正面邊緣的鍍膜厚度較厚導致電池正面邊緣出現舟齒印和色差，影響外觀良率。2，插片到石墨舟的過程中，硅片的正面會接觸石墨舟壁，正面PN結被劃傷，導致EL測試出現劃痕，影響電池的電性能。

發明內容