[發明專利]太陽能電池的背面鈍化結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201910475051.2
• 申請日: 2019-06-02
• 公開（公告）號: CN110112243A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 胡黨平;連維飛;魏青竹;倪志春;苗鳳秀;霍亭亭
• 申請（專利權）人: 蘇州騰暉光伏技術有限公司
• 主分類號: H01L31/049
• 分類號: H01L31/049;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 黃麗莉

本發明提供一種太陽能電池的背面鈍化結構及其制備方法，背面鈍化結構設置于所述太陽能電池的硅片襯底背面；背面鈍化結構包括疊層鈍化介質層；具體包括自所述背面的表面依次向外設置的第一氧化硅膜層、氧化鋁鈍化膜層、第一氮化硅減反射層、第二氧化硅膜層，本發明通過在硅片襯底與氧化鋁之間引入氧化硅，有利于增強氧化鋁固定負電荷，增強了氧化鋁的場鈍化和化學鈍化效果；而氧化鋁層疊加高折射率氮化硅，和高折射率氮化硅上的低折射率膜層設計提升鈍化效果，同時光學上也能降低光的反射率，從而有效提升電池的轉換效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，特別涉及一種太陽能電池的背面鈍化結構及其制備方法。

背景技術

商品化的太陽電池市場85％以上仍被晶體硅太陽電池產品占據，圍繞效率與成本構成的性價比競爭十分激烈。單晶硅電池主要有P型和N型兩種不同襯底的產品，由于在襯底價格、非硅成本方面的成本優勢，目前的主要市場產品仍以P型單晶硅太陽能電池為主。如何以少量的投入，引入新的工藝增加電池光電轉換效率是P型單晶硅太陽能電池的研究方向。

近年來，表面鈍化是晶硅電池的研究熱點。無論是P型還是N型單晶硅太陽能電池，在電池的前表面、背表面制備鈍化介質，是高效電池技術開展的基礎，也是提高太陽能電池光電轉換效率的有效途徑之一。PECVD設備是晶硅電池生產線最常用的真空鍍膜設備，可以低溫制備具有減反射和鈍化特性的SiNx薄膜，用于晶硅電池正面發射極鈍化。背面用的鈍化薄膜需要具備負電荷特性，因此氮氧化硅 SiOxNy薄膜是在常規制備氮化硅SiNx薄膜的PECVD設備基礎上增加一路氣體-笑氣N2O，沉積得到帶有負電荷特性的氮氧化硅鈍化薄膜。

近來，原子層沉積(ALD)技術制備的金屬氧化物薄膜對晶體硅具有優異鈍化特性，激起了業界對這種表面鈍化材料和工藝技術的濃厚興趣。ALD制備的氧化鋁薄膜在p型和n型硅表面都表現了優異的鈍化特性，而且在低摻雜和高摻雜p型表面具有很好的熱穩定性，這一點對于采用絲網印刷技術生產的太陽能電池來說尤為重要。

目前，疊層氧化物鈍化介質層的研究處于市場化初期階段，各種類型的疊層鈍化介質層研究成為研究熱點，具有高效鈍化薄膜的高效率電池產品也陸續推出。PERC電池背面鈍化膜采用4～20nm氧化鋁和70～100nm的單層氮化硅膜層結構，氧化鋁可以鈍化硅片表面，氮化硅膜層既可以降低硅片表面對光的反射率，又可以利用所含有的氫原子對硅片表面的懸掛鍵等缺陷進行鈍化，減少了表面復合。目前大多數企業的常規PERC背鈍化膜層結構為4～20nm的氧化鋁和 100～130nm的氮化硅結構，背面硅與氧化鋁間存在一定的界面密度，不利于表面鈍化。并且高膜厚單層氧化硅的不利光的吸收。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種太陽能電池的背面鈍化結構，所述背面鈍化結構設置于所述太陽能電池的硅片襯底背面；

所述背面鈍化結構包括疊層鈍化介質層；

所述疊層鈍化介質層包括自所述背面的表面依次向外設置的第一氧化硅膜層、氧化鋁鈍化膜層、第一氮化硅減反射層、第二氧化硅膜層。

作為本發明實施方式的進一步改進，所述第一氮化硅減反射層包括自所述背面的表面依次向外設置的第一折射率氮化硅減反射層和第二折射率氮化硅減反射層；

所述第一折射率氮化硅減反射層的折射率高于所述第二折射率氮化硅減反射層的折射率。

作為本發明實施方式的進一步改進，所述第一折射率氮化硅減反射層的膜層厚度為30～60nm；

所述第二折射率氮化硅減反射層的膜層厚度為20～40nm。

作為本發明實施方式的進一步改進，所述第一折射率氮化硅減反射層的折射率為2.15～2.25；

所述第二折射率氮化硅減反射層的折射率為2.05～2.10。