CN107731961B - Perc太阳能电池的镀膜方法、制备方法及perc太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PERC太阳能电池的镀膜方法，发生在PERC太阳能电池制备过程中对硅片进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质之后、以及硅片背面局部开槽之前，该镀膜方法包括：在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜，该叠层膜包括钝化膜以及在该钝化膜上形成的保护膜；其中，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的步骤包括：将待镀膜的硅片置于反应炉中对硅片的正面进行减反射膜的沉积操作；沉积操作结束后将硅片在反应炉中静置第一预定时长；静置结束后将硅片从反应炉中取出。相应地，本发明还提供了一种PERC太阳能电池的制备方法及PERC太阳能电池。本发明可以有效降低PERC太阳能电池的EL异常比例、提高PERC太阳能电池的效率以及良率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种PERC太阳能电池的镀膜方法、制备方法及PERC太阳能电池。
背景技术
PERC太阳能电池的全称是发射极及背表面钝化的太阳能电池。由于PERC太阳能电池具有电池效率高、工艺简单、成本较低、且与现有生产线兼容性高等特点，因此得到了业界的广泛关注，有望成为未来高效太阳能电池的主流方向。
现有技术中，PERC太阳能电池的制备方法主要包括对硅片依次进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质、镀膜、背面局部开槽、丝网印刷以及烧结。其中，镀膜步骤是指在硅片的正面形成减反射膜(通常采用SixNy膜)以及在硅片的背面形成叠层膜，叠层膜进一步包括钝化膜(通常采用AL2O3膜)以及位于钝化膜上的保护膜(通常采用SixNy膜)。目前常规的镀膜工艺都是先在硅片正面形成减反射膜，然后在硅片的背面依次形成钝化膜和保护膜，即采用“正面减反射膜—>背面钝化膜—>背面保护膜”的顺序进行镀膜。
针对于在硅片正面形成减反射膜的步骤来说，现有技术的做法是：将插有硅片的石墨舟放置在反应炉内并设置反应炉内的沉积温度(常规为400℃至450℃)，在该沉积温度下对硅片进行减反射膜的沉积操作，沉积操作结束后直接进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，至此在硅片正面形成减反射膜的步骤结束。
针对于在硅片背面形成钝化膜的步骤来说，现有技术的做法是：将插有硅片的石墨舟放置在反应炉内并设置反应炉内的沉积温度(常规为400℃至450℃)，在该沉积温度下对硅片进行钝化膜的沉积操作，沉积操作结束后直接进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，至此在硅片背面形成钝化膜的步骤结束。
针对于在硅片背面形成保护膜的步骤来说，现有技术的做法是：将插有硅片的石墨舟放置在反应炉内并设置反应炉内的沉积温度(常规为400℃至450℃)，将硅片静置一段时间(常规为720秒至1020秒)后执行沉积操作，沉积操作结束后再进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，至此在硅片背面形成保护膜的步骤结束。
采用上述镀膜工艺制备的PERC太阳能电池存在一个问题，即电致发光(EL，Electroluminescence)异常比例偏高。其中，EL异常会影响PERC太阳能电池的性能，导致热斑老化试验失效。在投产过程中，EL异常的PERC太阳能电池被判定为次级品，质量无法得到保证。此外，PERC太阳能电池在效率、良率等方面也会受到上述镀膜工艺的影响。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了PERC太阳能电池的镀膜方法，该镀膜方法发生在PERC太阳能电池制备过程中对硅片进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质之后、以及硅片背面局部开槽之前，该镀膜方法包括：
在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜，该叠层膜包括钝化膜以及在该钝化膜上形成的保护膜；
其中，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的步骤包括：
将待镀膜的硅片置于反应炉中对所述硅片的正面进行减反射膜的沉积操作；
沉积操作结束后将所述硅片在反应炉中静置第一预定时长；
静置结束后将所述硅片从反应炉中取出。
根据本发明的一个方面，在该镀膜方法中，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜包括：在待镀膜的硅片的背面形成钝化膜；在所述硅片的正面形成减反射膜；在所述钝化膜上形成保护膜。
根据本发明的另一个方面，在该镀膜方法中，所述第一预定时长的范围是300秒至600秒。
根据本发明的又一个方面，在该镀膜方法中，将待镀膜的硅片置于反应炉中对所述硅片的正面进行减反射膜的沉积操作之后、以及将所述硅片在反应炉中静置第一预定时长之前，该镀膜方法还包括沉积操作结束后将反应炉中的第一沉积温度调高至静置温度；以及将所述硅片在反应炉中静置第一预定时长之后、以及将所述硅片从反应炉中取出之前，该镀膜方法还包括静置结束后将反应炉中的所述静置温度调低至所述第一沉积温度。
根据本发明的又一个方面，在该镀膜方法中，所述第一沉积温度的范围是400℃至450℃，所述静置温度的范围是500℃至550℃。
根据本发明的又一个方面，在该镀膜方法中，在钝化膜上形成保护膜的步骤包括：将背面已经形成钝化膜的所述硅片置于反应炉中，在第二沉积温度下将所述硅片静置第二预定时长，其中，该第二沉积温度的范围是400℃至500℃，该第二预定时长的范围是1320秒至1620秒；静置结束后在所述第二沉积温度下在所述钝化膜上进行保护膜的沉积操作；沉积操作结束后将所述硅片从反应炉中取出。
根据本发明的又一个方面，在该镀膜方法中，所述第二沉积温度的范围是460℃至500℃。
根据本发明的又一个方面，在该镀膜方法中，所述减反射膜是SixNy膜，所述钝化膜是Al2O3膜，所述保护膜是SixNy膜。
本发明还提供了一种PERC太阳能电池的制备方法，该制备方法包括对硅片依次进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质、镀膜、背面局部开槽、丝网印刷以及烧结，其中，所述镀膜步骤采用上述镀膜方法。
本发明还提供了一种PERC太阳能电池，该PERC太阳能电池通过上述制备方法形成。
本发明所提供的PERC太阳能电池的镀膜方法、制备方法及PERC太阳能电池对硅片正面减反射膜的形成步骤进行了改进，通过在待镀膜的硅片的正面进行减反射膜沉积后静置该硅片第一预定时长，使得沉积更加地均匀。这种改进极大地降低了PERC太阳能电池的EL异常比例以及提升了PERC太阳能电池的效率和良率，使PERC太阳能电池的质量得到了保证，全部为A类组件。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池的镀膜方法流程图；
图2是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池的镀膜方法中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的流程图；
图3是根据本发明的另一具体实施例的PERC太阳能电池的镀膜方法中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的流程图；
图4是根据本发明的又一具体实施例的PERC太阳能电池的镀膜方法中在钝化膜上形成保护膜的流程图；
图5是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池的制备方法流程图；
图6和图7分别是根据现有技术的一个具体实施例的PERC太阳能电池镀膜过程中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在硅片的钝化膜上形成保护膜中各步骤所采用的时间和温度参数列表；
图8和图9分别是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池镀膜过程中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在硅片的钝化膜上形成保护膜中各步骤所采用的时间和温度参数列表；
图10是现有技术中PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池在EL异常比例方面的比较图；
图11是现有技术中PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池在电池效率方面的比较图；
图12是现有技术中PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池在低效、TRASH以及卡漏方面的比较图；
图13是现有技术中PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池在碎片率以及返工率方面的比较图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供了一种PERC太阳能电池的镀膜方法，该镀膜方法发生在PERC太阳能电池制备过程中对硅片进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质之后、以及硅片背面局部开槽之前，该镀膜方法包括在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜，该叠层膜包括钝化膜以及在该钝化膜上形成的保护膜。其中，请参考图2，图2是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池的镀膜方法中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的流程图。如图所示，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的步骤包括：
在步骤S101中，将待镀膜的硅片置于反应炉中对硅片的正面进行减反射膜的沉积操作；
在步骤S102中，沉积操作结束后将硅片在反应炉中静置第一预定时长；
在步骤S103中，静置结束后将硅片从反应炉中取出。
在对步骤S101至步骤S103进行详细说明之前，首先对镀膜过程中减反射膜和叠层膜的形成顺序进行说明。在本实施例中，如图1所示，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜的步骤包括：首先执行步骤S1，在待镀膜的硅片的背面形成钝化膜；接着执行步骤S2，在硅片的正面形成减反射膜；最后执行步骤S3，在钝化膜上形成保护膜。这种“背面钝化膜—>正面减反射膜—>背面保护膜”的镀膜顺序可以有效地覆盖硅片背面钝化时残留的损伤，利于PERC太阳能电池性能的提升。需要说明的是，本发明所提供的镀膜方法并不仅仅限于上述“背面钝化膜—>正面减反射膜—>背面保护膜”的镀膜顺序，在其他实施例中，减反射膜和叠层膜的形成顺序还可以是：首先在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜，接着在硅片的背面形成钝化膜，最后在钝化膜上形成保护膜，即“正面减反射膜—>背面钝化膜—>背面保护膜”。此外，在本实施例中，减反射膜是SixNy膜，钝化膜是Al2O3膜，保护膜是SixNy膜。本领域技术人员可以理解的是，上述以SixNy膜作为减反射膜、以Al2O3膜作为钝化膜、以SixNy膜作为保护膜仅为优选实施方式，在其他实施例中，凡是可以起到减反射效果的薄膜均可以作为减反射膜，凡是可以起到钝化效果的薄膜均可以作为钝化膜，凡是可以对钝化膜起到保护作用的薄膜均可以作为保护膜，为了简明起见，在此不再对减反射膜、钝化膜以及保护膜的所有可能构成进行一一列举。
下面将基于“背面钝化膜—>正面减反射膜—>背面保护膜”的镀膜顺序以及钝化膜是Al2O3膜、减反射膜是SixNy膜、保护膜是SixNy膜对上述步骤S101至步骤S103进行详细说明。
具体地，在步骤S101中，首先将背面已经形成钝化膜的硅片插入至石墨舟中，然后将该石墨舟放置在反应炉内并相应设置反应炉内的反应条件(包括温度、压强等)以准备进行减反射膜的沉积操作。在本实施例中，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD，PlasmaEnhanced Chemical Vapor Depositio)工艺在硅片的正面形成减反射膜。针对于减反射膜是SixNy膜的情况来说，向反应炉中通入反应气体(例如硅烷和氨气)，反应气体在一定反应条件下发生反应，在硅片的正面沉积形成SixNy膜。利用PECVD工艺在硅片的正面形成减反射膜是本领域技术人员的惯用技术手段，为了简明起见，在此不再对PECVD过程进行具体描述，也不再对PECVD过程中所涉及的各反应参数(例如反应气体流量、反应气体通入时间、反应炉内的压强和温度、沉积时间等)的具体取值范围进行一一描述。下文中将减反射膜沉积发生时反应炉内的温度称为第一沉积温度，其中，第一沉积温度的范围通常为400℃至450℃，例如第一沉积温度可以是400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃等。
在步骤S102中，沉积操作结束后，保持反应炉内的反应条件不变，将已经在正面形成SixNy膜的硅片在反应炉内静置一段时间。在本实施例中，静置时长是预先设定好的，下文中将该静置时长称为第一预定时长。优选地，第一预定时长的范围是300秒至600秒，例如第一预定时长可以是300秒、350秒、400秒、450秒、500秒、550秒、600秒等。
在步骤S103中，静置结束后进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，将硅片从反应炉中取出。其中，抽真空、清洗、充氮以及取舟操作均为现有技术，为了简明起见，在此不再对该过程进行具体描述，也不再对该过程中所涉及的各反应参数(例如抽真空时间、清洗时间、氮气流量、氮气通入时间等)的具体取值范围进行一一描述。
需要说明的是，在本实施例中，在硅片的背面形成叠层膜可以采用现有的生产步骤，具体地，可以利用原子层淀积(ALD，Atomic Layer Deposition)工艺在硅片的背面形成Al2O3膜，以及利用PECVD工艺在Al2O3膜上形成SixNy膜，为了简明起见，在此不再赘述。
现有技术中，在执行了步骤S101之后直接执行步骤S103，即硅片正面减反射膜的沉积结束后立直接进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作。而在本发明所提供的镀膜方法中，在硅片正面减反射膜的沉积操作结束后并未直接进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，而是将硅片在反应炉内继续静置第一预定时长，静置第一预定时长给沉积反应提供了充分的时间，使得沉积更加地均匀。通过大量测试，对利用现有镀膜方法形成的PERC太阳能电池和利用本发明所提供的镀膜方法形成的PERC太阳能电池其二者的性能进行比较发现(PERC太阳能电池的制备过程中除镀膜步骤之外其他步骤均相同的情况下)，利用本发明所提供的镀膜方法形成的PERC太阳能电池的EL异常比例非常低，也就是说，利用本发明所提供的镀膜方法可以极大地减少PERC太阳能电池EL发暗现象的出现。此外，除了EL发暗现象的明显得到好转之外，利用本发明所提供的镀膜方法形成的PERC太阳能电池在电池效率以及良率方面也优于利用现有镀膜方法形成的PERC太阳能电池。由于采用了本发明所提供的镀膜方法，使得PERC太阳能电池的质量得到保证，全部为A类组件。
下面，以一个优选实施例对如何在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜进行说明。请参考图3，图3是根据本发明的另一具体实施例的PERC太阳能电池的镀膜方法中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的流程图。如图所示，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的步骤包括：
在步骤S201中，将待镀膜的硅片置于反应炉中对硅片的正面进行减反射膜的沉积操作；
在步骤S202中，沉积操作结束后将反应炉中的第一沉积温度调高至静置温度；
在步骤S203中，将硅片在反应炉中静置第一预定时长；
在步骤S204中，静置结束后将反应炉中的静置温度调低至第一沉积温度；
在步骤S205中，将硅片从反应炉中取出。
下面，对上述步骤S201至步骤S205进行详细说明。
具体地，步骤S201与图2中的步骤S101相同或相似，因此，步骤S201的内容可以参考前文中步骤S101的相关内容，为了简明起见，在此不再重复描述。
在步骤S202中，沉积结束后调高反应炉内的温度，使反应炉内的第一沉积温度升高至预设温度(下文中以静置温度表示)。在本实施例中，第一沉积温度的范围是400℃至450℃，例如第一沉积温度可以是400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃等；静置温度的范围是500℃至550℃，例如静置温度可以是500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃等。
在步骤S203中，反应炉内温度升高至静置温度后，将已经在正面形成SixNy膜的硅片在反应炉内静置第一预定时长。优选地，第一预定时长的范围是300秒至600秒，例如第一预定时长可以是300秒、350秒、400秒、450秒、500秒、550秒、600秒等。
在步骤S204中，静置结束后调低反应炉内的温度，使反应炉内的静置温度降低至第一沉积温度。
在步骤S205中，将硅片从反应炉中取出。其中，步骤S205与图2中的步骤S103相同或相似，因此，步骤S205的内容可以参考前文中步骤S103的相关内容，为了简明起见，在此不再重复描述。
与前述实施例中在第一沉积温度下对硅片进行静置操作相比，本实施例中，在高于第一沉积温度的静置温度下对硅片进行静置操作，可以进一步提升沉积的均匀性，从而进一步减少PERC太阳能电池EL发暗的现象、以及提升PERC太阳能电池的效率和良率。
更优选地，本发明所提供的镀膜方法在对于在硅片正面形成减反射膜的步骤进行改进的基础上，进一步还对在硅片背面形成保护膜的步骤进行了改进。如图4所示，在硅片背面形成保护膜的步骤进一步包括：
在步骤S301中，将背面已经形成钝化膜的硅片置于反应炉中，在第二沉积温度下将硅片静置第二预定时长，其中，该第二沉积温度的范围是400℃至500℃，该第二预定时长的范围是1320秒至1620秒；
在步骤S302中，静置结束后在第二沉积温度下在钝化膜上进行保护膜的沉积操作；
在步骤S303中，沉积操作结束后将硅片从反应炉中取出。
下面仍将基于“背面钝化膜—>正面减反射膜—>背面保护膜”的镀膜顺序以及钝化膜是Al2O3膜、减反射膜是SixNy膜、保护膜是SixNy膜对上述步骤S301至步骤S303进行详细说明。
具体地，在步骤S301中，首先将背面已经形成钝化膜以及正面已经形成减反射膜的硅片插入至石墨舟中，然后将该石墨舟放置在反应炉内。设置反应炉内温度(下文中以第二沉积温度表示)，在该第二沉积温度下将硅片静置一段时间。在本实施例中，第二沉积温度的范围是400℃至500℃，例如第二沉积温度可以是400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃。优选地，第二沉积温度的范围是460℃至500℃。在本实施例中，静置时长是预先设定好的，下文中将该静置时长称为第二预定时长。优选地，第二预定时长的范围是1320秒至1620秒，例如第二预定时长可以是1320秒、1350秒、1380秒、1410秒、1440秒、1470秒、1500秒、1530秒、1560秒、1590秒、1620秒等。
在步骤S302中，静置结束后在第二沉积温度下在硅片背面的钝化膜上进行保护膜的沉积操作。在本实施例中，采用PECVD工艺在硅片的背面形成保护膜。针对于保护膜是SixNy膜的情况来说，向反应炉中通入反应气体(例如硅烷和氨气)，反应气体在一定反应条件下发生反应，在硅片的背面沉积形成SixNy膜。利用PECVD工艺在硅片的背面形成保护膜是本领域技术人员的惯用技术手段，为了简明起见，在此不再对PECVD过程进行具体描述，也不再对PECVD过程中所涉及的第二沉积温度之外的其他反应参数(例如反应气体流量、反应气体通入时间、反应炉内的压强、沉积时间等)的具体取值范围进行一一描述。
在步骤S303中，沉积操作结束后进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，将硅片从反应炉中取出。其中，抽真空、清洗、充氮以及取舟操作均为现有技术，为了简明起见，在此不再对该过程进行具体描述，也不再对该过程中所涉及的各反应参数(例如抽真空时间、清洗时间、氮气流量、氮气通入时间等)的具体取值范围进行一一描述。
现有技术中，在对硅片背面进行保护膜的沉积操作之前，也需要在反应炉内对硅片进行静置操作，其中，反应炉内的温度范围是400℃至450℃，静置时长的范围是720秒至1020秒；而在本发明所提供的镀膜方法中，在对硅片背面进行保护膜的沉积操作之前对硅片进行静置操作时，反应炉内的温度(即第二沉积温度)范围是400℃至500℃，优选是460℃至500℃，静置时长(即第二预定时长)的范围是1320秒至1620秒。也就是说，相较于现有技术来说，本发明在对硅片保护膜沉积之前的静置操作中，延长了静置的时长并提高了反应炉内的温度(针对于第二沉积温度的范围是450℃至500℃的情况而言)，如此一来，为后续的保护膜的沉积操作提供了一个更纯净、更优越的反应环境，有利于提高保护膜的性能，还有利于与后续步骤(即铝背场和背电极的形成步骤)之间的工艺匹配，进而提高PERC太阳能电池的性能。
本发明还提供了一种PERC太阳能电池的制备方法。请参考图5，图5是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池的制备方法流程图。如图所示，该制备方法包括对硅片依次进行制绒(步骤S401)、扩散(步骤S402)、刻蚀和去玻璃杂质(步骤S403)、镀膜(步骤S404)、背面局部开槽(S405)、丝网印刷(S406)以及烧结(S407)，其中，镀膜步骤(即步骤S404)采用前述的PERC太阳能电池的镀膜方法。
下面对步骤S401至步骤S407进行说明。
具体地，在步骤S401中，提供硅片并在硅片的表面(通常是正面)形成绒面结构。硅片可以是单晶硅、多晶硅或准单晶硅。在硅片的表面形成绒面结构有利于提高硅片的陷光效果。可以利用腐蚀性溶液对硅片表面进行腐蚀来形成绒面结构，还可以采用干法制绒的方式在硅片的表面形成绒面结构。
在步骤S402中，将硅片放入扩散炉中，通过扩散的方式在硅片上形成PN结。在一个具体实施例中，采用以POCl3为磷源在P型衬底的硅片上形成PN结。
在步骤S403中，刻蚀硅片的边缘以去除磷扩散层以及去除硅片表面的磷硅玻璃(PSG，PhosphoSilicate Glass)。
在步骤S404中，利用前述的PERC太阳能电池的镀膜方法在硅片的正面形成减反射膜以及在硅片的背面形成叠层膜，其中，该叠层膜包括钝化膜以及在该钝化膜上形成的保护膜。如何实现PERC太阳能电池的镀膜方法请参考前文中的相关内容，为了简明起见，在此不再重复描述。
在步骤S405中，在硅片的背面利用诸如激光划线的方式形成开槽，该开槽贯通保护膜以及钝化膜。
在步骤S406中，对硅片进行丝网印刷操作，在硅片的背面印刷铝背场和背电极浆料，在硅片的正面印刷正电极浆料。
在步骤S407中，对硅片进行高温烧结形成背电极、铝背场以及正电极，其中，铝背场位于开槽内的部分与硅片形成良好的欧姆连接。
本发明所提供的PERC太阳能电池的制备方法仅仅对于镀膜步骤进行了改进，因此，步骤S401、步骤S402、步骤S403、步骤405、步骤406以及步骤S407均可以采用现有的生产步骤来实现，为了简明起见，在此不再对这些现有的生产步骤的详细过程进行描述。
由于本发明所提供的PERC太阳能电池的制备方法采用了前述PERC太阳能电池的镀膜方法，因此有效地减少了PERC太阳能电池的EL发暗现象以及提升PERC太阳能电池的效率和良率，使PERC太阳能电池的质量得到保证，全部为A类组件。
本发明还提供了一种PERC太阳能电池，该PERC太阳能电池包括硅片、位于硅片正面的减反射膜、位于硅片背面叠层膜(依次包括钝化层和保护层)、位于硅片正面的正电极以及位于硅片背面的铝背场和背电极，铝背场通过开槽与硅片形成欧姆接触。其中，本发明所提供的PERC太阳能电池采用前述PERC太阳能电池的制备方法形成。本发明所提供的PERC太阳能电池其质量具有保证，可以全部达到A类组件。其中，EL异常比例方面本发明所提供的PERC太阳能电池远远低于现有的PERC太阳能电池，电池效率和良率方面本发明所提供的PERC太阳能电池也优于现有的PERC太阳能电池。
下面，对传统PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池在EL异常比例等性能方面进行比较。
首先需要说明的是，用于进行比较的传统PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池分别利用现有技术中PERC太阳能电池的制备方法和本文前述PERC太阳能电池的制备方法所形成。其中，现有的PERC太阳能电池的制备方法和本发明所提供的PERC太阳能电池的制备方法的区别包括以下三点：
(1)针对于镀膜顺序来说，现有的PREC太阳能电池采用的是“正面减反射膜—>背面钝化膜—>背面保护膜”的镀膜顺序，而本发明所提供的PERC太阳能电池采用的是“背面钝化膜—>正面减反射膜—>背面保护膜”的镀膜顺序；
(2)针对于在硅片正面形成减反射膜的步骤来说，现有技术在执行完减反射膜的沉积操作后直接进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作，而本发明在执行完减反射膜的沉积操作后升高反应炉内的温度对硅片进行静置操作，静置结束后再进行抽真空、清洗、充氮以及取舟操作；
(3)针对于在硅片背面形成保护膜的步骤来说，现有技术中保护膜沉积操作之前对硅片的静置时长小于本发明中对硅片的静置时长，此外，现有技术中形成保护膜时反应炉内的温度低于本发明中形成保护膜时反应炉内的温度。
除了上述区别之外，用于形成PERC太阳能电池的其他步骤、以及各步骤中使用的工艺和反应条件的设置均相同。在本实施例中，减反射膜是SixNy膜，钝化膜是Al2O3膜，保护膜是SixNy膜。
请参考图6和图7，图6和图7分别是根据现有技术的一个具体实施例的PERC太阳能电池镀膜过程中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在硅片的钝化膜上形成保护膜中各步骤所采用的时间和温度参数列表。
如图6所示，在本实施例中，在制备现有PERC太阳能电池时，采用二次淀积的方式在硅片正面形成SixNy膜。其中，淀积2结束后(即SixNy膜的沉积操作结束后)直接进行抽空操作。此外，反应炉内的温度设置从炉尾至炉口依次是420℃、425℃、430℃、445℃以及450℃，且在形成SixNy膜的整个过程中温度设置保持不变。需要说明的是，在本实施例中，采用管式PECVD工艺在硅片正面形成SixNy膜，其中，管式反应炉从炉口至炉尾分为五个区，管式反应炉的炉口进出舟易散热从而导致实际管内温度偏低，而炉尾放电，电场相对炉口较强，SixNy膜沉积速率较快，为了改善横向极差，反应炉内的温度设置从炉口至炉尾呈递减趋势。
如图7所示，在本实施例中，在制备现有PERC太阳能电池时，采用二次淀积的方式在硅片背面形成SixNy膜。其中，淀积1之前(即SixNy膜的沉积操作开始前)执行恒温静置操作，其中，恒温静置时长一共是720秒(480秒+240秒)。此外，反应炉内的温度设置从炉尾至炉口依次是420℃、440℃、460℃、475℃以及480℃，且在形成SixNy膜的整个过程中温度设置保持不变。需要说明的是，在本实施例中，采用管式PECVD工艺在硅片背面形成SixNy膜，其中，管式反应炉从炉口至炉尾分为五个区，管式反应炉的炉口进出舟易散热从而导致实际管内温度偏低，而炉尾放电，电场相对炉口较强，SixNy膜沉积速率较快，为了改善横向极差，反应炉内的温度设置从炉口至炉尾呈递减趋势。
请参考图8和图9，图8和图9分别是根据本发明的一个具体实施例的PERC太阳能电池镀膜过程中在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在硅片的钝化膜上形成保护膜中各步骤所采用的时间和温度参数列表。
如图8所示，在本实施例中，在制备本发明所提供的PERC太阳能电池时，同样采用二次淀积的方式在硅片正面形成SixNy膜。其中，淀积2结束后(即SixNy膜的沉积操作结束后)，对硅片进行静置一段时间后再进行抽空操作，恒温静置时长为300秒。此外，在对硅片进行恒温静置操作时，反应炉内的温度设置从炉尾至炉口均为500℃，而对硅片进行静置操作之外的其他操作时，反应炉内的温度设置从炉尾至炉口依次是420℃、425℃、430℃、445℃以及450℃。
如图9所示，在本实施例中，在制备本发明所提供的PERC太阳能电池时，同样采用二次淀积的方式在硅片背面形成SixNy膜。其中，淀积1之前(即SixNy膜的沉积操作开始前)执行恒温静置操作，其中，恒温静置时长一共是1320秒(1080秒+240秒)。此外，反应炉内的温度设置从炉尾至炉口依次是460℃、470℃、480℃、490℃以及500℃，且在形成SixNy膜的整个过程中温度设置保持不变。
此处需要说明的是，使用不同的管式反应炉形成减反射膜以及保护膜的过程中，执行步骤可能会略有不同。举例说明，本实施例采用的是丰盛炉管工艺，如果采用赛瑞达炉管工艺则不存在参数列表中的开始和充氮这两个步骤，而是直接从放舟步骤开始。本领域技术技术人员可以理解的是，本发明并不仅仅限于参数列表中所涉及的炉管工艺，其他可以用于形成减反射膜以及保护膜的炉管工艺也同样适用。
基于上述现有的PERC太阳能电池和本发明所提供的PERC太阳能电池，性能比较结果如下：
(1)如图10所示，现有PERC太阳能电池其EL异常比例为19.60％，而本发明所提供的PERC太阳能电池其EL异常比例远远低于现有PERC太阳能电池，仅为0.66％。也就是说，本发明基本消除了PERC太阳能电池的EL发暗现象。
(2)如图11所示，本发明所提供的PERC太阳能电池的电池效率高于现有PERC太阳能电池的电池效率，其二者分别是19.75％和19.72％。
(3)如图12所示，本发明所提供的PERC太阳能电池在良率(包括低效、TRASH以及卡漏)方面也优于现有PERC太阳能电池，其中，本发明所提供的PERC太阳能电池在低效、TRASH以及卡漏方面的数值分别为0.03％、0.09％以及0.19％，而现有PERC太阳能电池在低效、TRASH以及卡漏方面的数值分别为0.05％、0.10％以及0.21％。
(4)如图13所示，本发明所提供的PERC太阳能电池的碎片率和现有PERC太阳能电池的碎片率相同，均为0.12％；但本发明所提供的PERC太阳能电池的返工率优于现有PERC太阳能电池的返工率，其二者分别为0.17％和0.18％。
本领域技术人员可以理解的是，基于不同反应条件下制备的PERC太阳能电池，其EL异常比例、电池效率、良率、碎片率以及返工率的数值有可能不同，也就是说，并不能将本发明所提供的PERC太阳能电池的EL异常比例、电池效率、良率、碎片率以及返工率仅仅限定于图10至图13中的数值。本实施例只是旨在说明本发明所提供的PERC太阳能电池在EL异常比例、电池效率、良率、碎片率以及返工率方面优于现有的PERC太阳能电池。
通过上述描述可知，本发明所提供的PERC太阳能电池的性能和质量总体优于现有PERC太阳能电池。特别是在EL异常比例方面，本发明所提供的PERC太阳能电池基本消除了EL发暗现象。而在电池效率、良率、碎片率和返工率方面，本发明所提供的PERC太阳能电池持平或高于现有PERC太阳能电池。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
本发明所提供的PERC太阳能电池的镀膜方法、制备方法及PERC太阳能电池对硅片正面减反射膜的形成步骤进行了改进，通过在待镀膜的硅片的正面进行减反射膜沉积后静置该硅片第一预定时长，使得沉积更加地均匀。这种改进极大地降低了PERC太阳能电池的EL异常比例以及提升了PERC太阳能电池的效率和良率，使PERC太阳能电池的质量得到了保证，全部为A类组件。
以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种PERC太阳能电池的镀膜方法，该镀膜方法发生在PERC太阳能电池制备过程中对硅片进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质之后、以及硅片背面局部开槽之前，该镀膜方法包括：
在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜，该叠层膜包括钝化膜以及在该钝化膜上形成的保护膜；
其中，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜的步骤包括：
将待镀膜的硅片置于反应炉中对所述硅片的正面进行减反射膜的沉积操作；
沉积操作结束后将反应炉中的第一沉积温度调高至静置温度；
将所述硅片在反应炉中静置第一预定时长；
静置结束后将反应炉中的所述静置温度调低至所述第一沉积温度；
将所述硅片从反应炉中取出。
2.根据权利要求1所述的镀膜方法，其中，在待镀膜的硅片的正面形成减反射膜以及在该硅片的背面形成叠层膜包括：
在待镀膜的硅片的背面形成钝化膜；
在所述硅片的正面形成减反射膜；
在所述钝化膜上形成保护膜。
3.根据权利要求2所述的镀膜方法，其中，所述第一预定时长的范围是300秒至600秒。
4.根据权利要求1所述的镀膜方法，其中，所述第一沉积温度的范围是400℃至450℃，所述静置温度的范围是500℃至550℃。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的镀膜方法，其中，在钝化膜上形成保护膜的步骤包括：
将背面已经形成钝化膜的所述硅片置于反应炉中，在第二沉积温度下将所述硅片静置第二预定时长，其中，该第二沉积温度的范围是400℃至500℃，该第二预定时长的范围是1320秒至1620秒；
静置结束后在所述第二沉积温度下在所述钝化膜上进行保护膜的沉积操作；
沉积操作结束后将所述硅片从反应炉中取出。
6.根据权利要求5所述的镀膜方法，其中，所述第二沉积温度的范围是460℃至500℃。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的镀膜方法，其中，所述减反射膜是SixNy膜，所述钝化膜是Al2O3膜，所述保护膜是SixNy膜。
8.一种PERC太阳能电池的制备方法，该制备方法包括对硅片依次进行制绒、扩散、刻蚀和去玻璃杂质、镀膜、背面局部开槽、丝网印刷以及烧结，其中：
所述镀膜步骤采用如权利要求1至7中任一项所述的镀膜方法。
9.一种PERC太阳能电池，该PERC太阳能电池通过如权利要求8所述的制备方法形成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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