CN103022160B - 能抗pid效应的太阳电池钝化减反膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，有两种结构，第一种：该钝化减反膜的底层为钝化减反层SiNx，折射率为2.0-2.1，厚度为70-80nm；该钝化减反膜的顶层为导电层非晶硅层，厚度为3-10nm。第二种：该钝化减反膜的底层为钝化层SiNx，折射率为2.2-2.3，厚度为9-11nm；b、该钝化减反膜的中间层为导电层非晶硅层，厚度为3-10nm；该钝化减反膜的顶层为减反层SiNx层，折射率为2.0-2.1，厚度为60-70nm。应用本发明所述钝化减反膜的太阳电池，可从电池端有效地预防PID效应，且本发明基于目前的传统电池工艺，只改变减反膜的成分和厚度组合，能与目前的电池工艺兼容，易于实现。本发明所述能抗PID效应的钝化减反膜，适用于传统P型电池，也适用于高效背钝化电池，EWT、MWT电池，N型IBC电池等。

Description

能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜
技术领域
本发明涉及一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，属于太阳能电池制造领域。
背景技术
近来，由于PID效应(potentialinduceddegradation)而引发的光伏电池和组件的可靠性问题得到日益重视。各公司都致力于开发PID-free(不受PID效应影响的)的电池和光伏组件。PID效应最早于2005年由Sunpower公司在n型电池中发现。组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量的电荷聚集在电池片表面，使得电池表面的钝化效果恶化，导致FF、Jsc、Voc降低，使组件功率急剧下降，组件性能低于设计标准。对于目前大规模生产的P型太阳电池，当组件在负偏压下工作时，很大程度上将发生PID失效。对于PID效应的相关测试标准，目前国际上还没有正式规定。对于P型光伏组件，目前较通用的PID测试是在湿热环境中对组件施加600-1000V的负电压，环境温度为60℃，湿度为85％，测试时间为96h。组件最终的最大输出功率衰减比例不超过5％且满足外观要求才能判定为PID合格。
传统工艺的P型光伏组件基本都存在PID失效的问题。为了有效地预防PID效应，可以从电池、组件和系统三个方面来解决。从电池端来看，衬底材料的质量和电阻率、发射极的方阻和减反膜的性能都对PID起着重要作用，其中减反膜是一个关键影响因素。目前通用的折射率为2.0-2.1的SiNx减反膜不能满足PID-free的要求，容易引起PID失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜。
实现本发明目的的第一种技术方案是：一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，该钝化减反膜的底层为钝化减反层SiNx，折射率为2.0-2.1，厚度为70-80nm；该钝化减反膜的顶层为导电层非晶硅层，厚度为3-10nm。
实现本发明目的的第二种技术方案是：一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，该钝化减反膜的底层为钝化层SiNx，折射率为2.2-2.3，厚度为9-11nm；该钝化减反膜的中间层为导电层非晶硅层，厚度为3-10nm；该钝化减反膜的顶层为减反层SiNx层，折射率为2.0-2.1，厚度为60-70nm。
采用了上述技术方案后，本发明在SiNx减反膜中引入非晶硅(a:Si)，由于非晶硅具有比SiNx优越的导电性，可以有效的将外来电荷导走，防止电荷堆积而引起PID失效。通过对SiNx和非晶硅的折射率与厚度的匹配设计，可以得到优化的电学性能，可从电池端有效地预防PID效应。本发明的方法基于目前的传统电池工艺，只改变减反膜的成分和厚度组合，能与目前的电池工艺兼容，易于实现。
本发明所述的钝化减反膜，适用于传统P型电池，以及除传统工艺外的先进电池工艺，比如背钝化电池，EWT，MWT电池，N型IBC电池等。
附图说明
图1为本发明的第一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜的结构示意图；
图2为图1中的太阳电池钝化减反膜使用在传统P型太阳能电池结构上的示意图；
图3为本发明的第二种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜的结构示意图；
图4为图3中的太阳电池钝化减反膜使用在传统P型太阳能电池结构上的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，该钝化减反膜的底层为钝化减反层1，采用SiNx材料制成，折射率为2.0-2.1，厚度为70-80nm；该钝化减反膜的顶层为导电层2，即非晶硅层(a:Si)，厚度为3-10nm。
该太阳电池钝化减反膜的制备方法包括如下步骤：
a、将原始硅片进行预处理，该预处理包括传统电池工艺的前清洗、扩散和后清洗工艺；
b、用PECVD方法在扩散面镀减反膜，其底层为钝化减反层SiNx，折射率为2.0-2.1，厚度为70-80nm；顶层为导电层非晶硅层，厚度为3-10nm；
c、按照传统电池工艺印刷背电极，铝背场和前电极，并烧结形成良好的金属接触。
图2为这种结构的钝化减反膜使用在传统P型太阳能电池结构上的示意图。
实施例二
如图3所示，一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，该钝化减反膜的底层为钝化层1，采用SiNx材料制成，折射率为2.2-2.3，厚度为9-11nm；该钝化减反膜的中间层为导电层2，即非晶硅层(a:Si)，厚度为3-10nm；该钝化减反膜的顶层为减反层3，采用SiNx材料制成，折射率为2.0-2.1，厚度为60-70nm。
该太阳电池钝化减反膜的制备方法包括如下步骤：
a、将原始硅片进行预处理，该预处理包括传统电池工艺的前清洗、扩散和后清洗工艺；
b、用PECVD方法在扩散面镀减反膜，其底层为钝化层SiNx，折射率为2.2-2.3，厚度为9-11nm；中间层为导电层非晶硅层，厚度为3-10nm；顶层为减反层SiNx层，折射率为2.0-2.1，厚度为60-70nm；
c、按照传统电池工艺印刷背电极，铝背场和前电极，并烧结形成良好的金属接触。
图4为这种结构的钝化减反膜使用在传统P型太阳能电池结构上的示意图。
本发明的工作原理如下：本发明在SiNx减反膜中引入非晶硅(a:Si)，由于非晶硅具有比SiNx优越的导电性，可以有效的将外来电荷导走，防止电荷堆积而引起PID失效。通过对SiNx和非晶硅的折射率与厚度的匹配设计，可以得到优化的电学性能，因此可从电池端有效地预防PID效应。本发明的方法基于目前的传统电池工艺，只改变减反膜的成分和厚度组合，能与目前的电池工艺兼容，易于实现。
本发明所述的钝化减反膜，适用于传统P型电池，以及除传统工艺外的先进电池工艺，比如背钝化电池，EWT，MWT电池，N型IBC电池等。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，其特征在于：
a、该钝化减反膜的底层为钝化减反层SiNx，折射率为2.0-2.1，厚度为70-80nm；
b、该钝化减反膜的顶层为导电层非晶硅层，厚度为大于等于3nm，小于10nm。
2.一种能抗PID效应的太阳电池钝化减反膜，其特征在于：
a、该钝化减反膜的底层为钝化层SiNx，折射率为2.2-2.3，厚度为9-11nm；
b、该钝化减反膜的中间层为导电层非晶硅层，厚度为大于等于3nm，小于10nm；
c、该钝化减反膜的顶层为减反层SiNx层，折射率为2.0-2.1，厚度为60-70nm。
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