CN103606568A - 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 - Google Patents
晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103606568A CN103606568A CN201310590599.4A CN201310590599A CN103606568A CN 103606568 A CN103606568 A CN 103606568A CN 201310590599 A CN201310590599 A CN 201310590599A CN 103606568 A CN103606568 A CN 103606568A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- thin layer
- passivation structure
- al2o3
- alundum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002161 passivation Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title abstract description 7
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，它包括SiNx薄膜层、三氧化二铝薄膜层和生长在硅片衬底正面或背面的P型掺杂层上的二氧化硅薄膜层，三氧化二铝薄膜层生长在二氧化硅薄膜层的外表面上，SiNx薄膜层生长在三氧化二铝薄膜层的外表面上。本发明能够有效地钝化硅片P型掺杂表面，形成良好的界面钝化效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，属于晶体硅太阳能电池技术领域。
背景技术
目前，表面钝化能降低电池片的表面活性，使表面的复合速率降低，目前适用于太阳能电池表面钝化的措施一般有两种，即表面氧化钝化和发射机钝化。表面氧化法钝化的机理在于饱和硅表面的悬挂键，降低表面少子复合中心，常用的方式是在电池片表面生长一层氧化硅或氮化硅薄膜 ；发射极钝化的机理是在硅片表面进行杂质高浓度掺杂，在很薄的表面层内，因杂质浓度梯度形成指向硅片内部的漂移电场，使少数载流子很难到达表面，从而达到钝化表面的效果。
前表面钝化膜指贴合在电池片受光面上的钝化膜，表面氧化钝化膜常用的有氧化硅薄膜、氢化非晶微晶硅薄膜以及氮化硅薄膜，如专利号为 CN201655813 U 中采用的钝化膜为二氧化硅与氮化硅的组合膜，专利号为 CN101937944A 中采用的钝化膜为用化学气象沉积法制备的氢化微晶硅和非晶硅的混合相薄膜，该种膜制备工艺简单，但是钝化效果不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，它能够有效地钝化硅片P型掺杂表面，形成良好的界面钝化效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，它包括SiNx薄膜层、三氧化二铝薄膜层和生长在硅片衬底正面或背面的P型掺杂层上的二氧化硅薄膜层，三氧化二铝薄膜层生长在二氧化硅薄膜层的外表面上，SiNx薄膜层生长在三氧化二铝薄膜层的外表面上。
进一步为了有效保证光学性能，需要合理选择钝化结构的各个膜层的折射率，所述的SiNx薄膜层的折射率为1.9~2.4，三氧化二铝薄膜层的折射率为1.55~1.65，二氧化硅薄膜层的折射率为1.4~1.5。
进一步，所述的SiNx薄膜层的厚度为20mm~150mm。
进一步，所述的三氧化二铝薄膜层的厚度为3nm~50nm。
更进一步，所述的二氧化硅薄膜层的厚度h为0＜h＜50nm。
采用了上述技术方案后，二氧化硅薄膜层具有钝化硅片表面悬挂键的效果，SiNx薄膜层因为其在生产成膜工艺中会引入H+，可以有效地在硅片表面形成氢钝化的效果，三氧化二铝薄膜层因为其带有大量的负电荷，可以在硅片P型掺杂层表面形成良好的场钝化效果，还可以在表面有良好的界面钝化效果，本钝化结构将二氧化硅，SiNx，三氧化二铝三种薄膜结合应用，利用其各自的优点进行组合，形成SiO2/Al2O3/SiNx的叠层钝化膜。
附图说明
图1为本发明的晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构的结构示意图。
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并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，
如图1所示，一种晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，它包括SiNx薄膜层1、三氧化二铝薄膜层2和生长在硅片衬底5正面或背面的P型掺杂层上的二氧化硅薄膜层3，三氧化二铝薄膜层2生长在二氧化硅薄膜层3的外表面上，SiNx薄膜层1生长在三氧化二铝薄膜层2的外表面上。
SiNx薄膜层1的折射率为1.9~2.4，三氧化二铝薄膜层2的折射率为1.55~1.65，二氧化硅薄膜层3的折射率为1.4~1.5。因为这些薄膜层折射率的有效匹配，不管该钝化结构用在电池的正面或者背面都可以有效保证光学性能。
SiNx薄膜层1的厚度为20mm~150mm。SiNx薄膜层1可以采用PECVD方式形成在三氧化二铝薄膜层2的外表面上。
三氧化二铝薄膜层2的厚度为3nm~50nm。三氧化二铝薄膜层2可以采用PECVD（等离子体增强化学沉积），APCVD（常压化学汽相沉积）或者ALD（原子层沉积）的方式形成在二氧化硅薄膜层3的外表面上。
二氧化硅薄膜层3的厚度h为0＜h＜50nm。二氧化硅薄膜层3可以采用热氧化，化学药液氧化，或者CVD（化学汽相沉积）的方式形成在硅片衬底5正面或背面的P型掺杂层上。二氧化硅薄膜层3在经过一定的处理后，可以在SiO2/Si的界面内加入H+的钝化进一步改善钝化效果。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、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 (5)
1.一种晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，其特征在于：它包括SiNx薄膜层（1）、三氧化二铝薄膜层（2）和生长在硅片衬底（5）正面或背面的P型掺杂层上的二氧化硅薄膜层（3），三氧化二铝薄膜层（2）生长在二氧化硅薄膜层（3）的外表面上，SiNx薄膜层（1）生长在三氧化二铝薄膜层（2）的外表面上。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，其特征在于：所述的SiNx薄膜层（1）的折射率为1.9~2.4，三氧化二铝薄膜层（2）的折射率为1.55~1.65，二氧化硅薄膜层（3）的折射率为1.4~1.5。
3.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，其特征在于：所述的SiNx薄膜层（1）的厚度为20mm~150mm。
4.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，其特征在于：所述的三氧化二铝薄膜层（2）的厚度为3nm~50nm。
5.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构，其特征在于：所述的二氧化硅薄膜层（3）的厚度h为0＜h＜50nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310590599.4A CN103606568A (zh) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310590599.4A CN103606568A (zh) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103606568A true CN103606568A (zh) | 2014-02-26 |
Family
ID=50124783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310590599.4A Pending CN103606568A (zh) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103606568A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105870249A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 江苏微导纳米装备科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池的制造工艺 |
| CN107731935A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-02-23 | 中节能太阳能科技（镇江）有限公司 | 一种背钝化晶硅太阳能电池及其背钝化膜层的制备方法 |
| CN109216473A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-01-15 | 常州大学 | 一种高效晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法 |
| CN111710730A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-25 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种新型p型晶体硅太阳电池及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102122674A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种晶体硅太阳电池及其制备方法 |
| CN102157570A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-08-17 | 上海太阳能电池研究与发展中心 | 一种用于晶体硅太阳电池的复合钝化减反膜及制备方法 |
| CN102751337A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-10-24 | 英利集团有限公司 | N型晶硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN103035770A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-10 | 常州天合光能有限公司 | 背钝化的ibc太阳能电池结构及其制备方法 |
| CN203562433U (zh) * | 2013-11-21 | 2014-04-23 | 常州天合光能有限公司 | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 |
-
2013
- 2013-11-21 CN CN201310590599.4A patent/CN103606568A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102157570A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-08-17 | 上海太阳能电池研究与发展中心 | 一种用于晶体硅太阳电池的复合钝化减反膜及制备方法 |
| CN102122674A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-13 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种晶体硅太阳电池及其制备方法 |
| CN102751337A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-10-24 | 英利集团有限公司 | N型晶硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN103035770A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-10 | 常州天合光能有限公司 | 背钝化的ibc太阳能电池结构及其制备方法 |
| CN203562433U (zh) * | 2013-11-21 | 2014-04-23 | 常州天合光能有限公司 | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105870249A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 江苏微导纳米装备科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池的制造工艺 |
| CN107731935A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-02-23 | 中节能太阳能科技（镇江）有限公司 | 一种背钝化晶硅太阳能电池及其背钝化膜层的制备方法 |
| CN109216473A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-01-15 | 常州大学 | 一种高效晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法 |
| CN111710730A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-25 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种新型p型晶体硅太阳电池及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109216473B (zh) | 一种晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法 | |
| US20240097056A1 (en) | Efficient Back Passivation Crystalline Silicon Solar Cell and Manufacturing Method Therefor | |
| CN102403399B (zh) | 一膜多用的掩膜后制绒太阳能电池的制备方法及其结构 | |
| CN102169923B (zh) | 钝化n型硅太阳能电池的p型掺杂层的方法及电池结构 | |
| CN103943717A (zh) | 一种采用管式pecvd制备太阳能电池叠层减反射膜的方法 | |
| CN103606568A (zh) | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 | |
| CN102593253B (zh) | 一种异质结晶硅太阳电池钝化层的制备方法 | |
| CN102983211A (zh) | 一种制备用于多晶硅太阳能电池的三层减反射膜的方法 | |
| CN102315284A (zh) | 用叠层膜同时钝化p型和n型掺杂层的电池结构及其方法 | |
| CN101964378A (zh) | 实现太阳能电池背表面缓变叠层钝化薄膜的方法 | |
| CN209561421U (zh) | 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池 | |
| CN102339902A (zh) | 掩膜扩散法制备p型太阳能电池的方法及其结构 | |
| CN108172658B (zh) | 一种n型异质结双面太阳能电池的制备方法 | |
| CN103022254A (zh) | 一种渐变折射率减反膜太阳能电池及其制备方法 | |
| CN203562433U (zh) | 晶体硅太阳能电池的薄膜钝化结构 | |
| CN103050573B (zh) | 一种背钝化电池的制备方法 | |
| CN201956359U (zh) | 晶体硅太阳能电池减反射钝化膜 | |
| WO2011076466A3 (en) | Thin-film silicon tandem solar cell and method for manufacturing the same | |
| CN102237433A (zh) | 晶体硅太阳能电池的液体氧化钝化方法 | |
| CN104576833A (zh) | 采用pecvd制备太阳能背钝化电池背钝化膜层的方法 | |
| CN204144271U (zh) | 一种具有背面钝化结构的单晶硅太阳能电池 | |
| CN103078004A (zh) | 一种选择性发射结与背面点接触结合的太阳能电池的制备方法 | |
| CN102260857A (zh) | 一种晶硅表面镀膜及其制备方法 | |
| CN204885179U (zh) | 一种抗lid黑硅太阳能高效电池 | |
| CN102610661A (zh) | 单晶硅太阳能电池前表面用叠层复合钝化膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140226 |