[發(fā)明專利]管式PERC單面太陽能電池及其制備方法和專用設(shè)備

有效

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• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN107256894B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方結(jié)彬;林綱正;賴俊文;何乃林;殷文杰;何達(dá)能;陳剛
• 申請（專利權(quán)）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(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/048;H01L31/049;H01L31/18
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓

本發(fā)明公開了一種管式PERC單面太陽能電池，包括背銀主柵、全鋁背電場、背面復(fù)合膜、P型硅、N型發(fā)射極、正面鈍化膜和正銀電極；所述背面復(fù)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(shè)備在硅片背面沉積而成，所述管式PECVD設(shè)備設(shè)有硅烷、氨氣、三甲基鋁、笑氣四條氣體管路，所述管式PECVD設(shè)備裝卸硅片的器具為石墨舟，石墨舟的卡點(diǎn)槽的深度為0.5?1mm。本發(fā)明還公開了一種管式PERC單面太陽能電池的制備方法及專用設(shè)備。采用本發(fā)明，光電轉(zhuǎn)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種管式PERC單面太陽能電池、以及管式PERC單面太陽能電池的制備方法和專用設(shè)備。

背景技術(shù)

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(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，當(dāng)太陽光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在P-N結(jié)電場的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。

傳統(tǒng)晶硅太陽能電池基本上只采用正面鈍化技術(shù)，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(fù)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(zhuǎn)換效率。

隨著對(duì)晶硅電池的光電轉(zhuǎn)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(shù)。目前主流的做法是采用板式PECVD來對(duì)背面鍍膜，板式PECVD由不同的腔室組成，每個(gè)腔室鍍一層膜，一旦設(shè)備固定，復(fù)合膜的層數(shù)就已經(jīng)固定，因此板式PECVD的缺點(diǎn)是不能靈活調(diào)節(jié)復(fù)合膜的組合，不能更好的優(yōu)化背面膜的鈍化效果，從而限制電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，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(hù)時(shí)間長的缺點(diǎn)，影響產(chǎn)能和產(chǎn)量。

本發(fā)明采用管式PECVD技術(shù)在硅片背面沉積復(fù)合膜，制作單面PERC高效太陽能電池。由于管式PECVD技術(shù)采用的是直接等離子法，又可以靈活調(diào)節(jié)復(fù)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(zhuǎn)換效率。管式PECVD技術(shù)的優(yōu)秀鈍化性能和工藝的靈活性還可以相對(duì)降低三氧化二鋁膜層的厚度，減少TMA的耗量，同時(shí)，管式PERC技術(shù)容易維護(hù)，uptime高。綜合以上多種因素，與板式PECVD技術(shù)相比，管式PECVD技術(shù)制作高效PERC電池有顯著的綜合成本優(yōu)勢。

盡管如此，管式PECVD技術(shù)由于存在繞鍍和劃傷這一對(duì)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(shù)的大規(guī)模量產(chǎn)。

管式PECVD鍍膜設(shè)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(gè)卡點(diǎn)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(diǎn)槽的寬度設(shè)置較小，約為0.25mm。管式PECVD鍍膜有兩個(gè)缺點(diǎn)：1，在插片過程中，硅片會(huì)與石墨舟壁發(fā)生摩擦，導(dǎo)致硅片挨著石墨舟壁的一面產(chǎn)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(diǎn)處的縫隙較大，工藝氣體會(huì)擴(kuò)散到硅片的另一面，在另一面形成膜的沉積，即繞鍍，卡點(diǎn)處的繞鍍更加嚴(yán)重。

用管式PECVD做常規(guī)太陽能電池的正面鍍膜，劃傷和繞鍍對(duì)成品電池不會(huì)產(chǎn)生不良影響，原因在于：1，硅片背面沒有PN結(jié)和鍍膜，劃痕不會(huì)影響電池的電性能和EL良率。2，常規(guī)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(yán)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(huì)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(dǎo)致電池正面邊緣出現(xiàn)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(huì)接觸石墨舟壁，正面PN結(jié)被劃傷，導(dǎo)致EL測試出現(xiàn)劃痕，影響電池的電性能。

發(fā)明內(nèi)容