CN109004038A - 太阳能电池及其制备方法和光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件。该太阳能电池的第二二氧化硅层、第一二氧化硅层及N层氮化硅层依次层叠在硅基底层上，且第二二氧化硅层的折射率大于第一二氧化硅层的折射率，自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，N层氮化硅层的折射率依次减小，且N层氮化硅层中，最靠近第一二氧化硅层的一层氮化硅层的厚度最小。上述太阳能电池的转换效率较高且抗PID性能较好。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件。
背景技术
太阳能发电是一种清洁绿色可再生能源，在传统能源日趋枯竭、环境污染愈来愈烈的背景下，太阳能发电越来越受到人们的青睐。然而，太阳能光伏技术面临的最迫切解决的难题是如何更快的降本增效，达到与常规能源相竞争的目标。在制备晶体硅太阳能电池过程中，在硅衬底表面镀上钝化膜和反射膜可以有效减少表面的复合和减少光的反射，提高电池转换效率。
目前，大规模生产中通过采用PECVD方法在晶体硅太阳能电池的正表面镀上两层SiNX膜或三四层SiNX膜，通过其底层的高折射率的氮化硅的钝化效果和各层氮化硅的折射率的匹配性以达到减反射效果，虽然可以比较有效地提高电池转换效率，但是其提高效果仍然不够明显。且人们对于光伏组件的要求也越来越高，不仅希望其具有较高的转换效果，还希望其具有较好的抗PID性能，而目前的太阳能电池并不能很好地满足人们的需求。
发明内容
基于此，有必要提供一种转换效率较高且抗PID性能较好的太阳能电池。
此外，还提供一种太阳能电池的制备方法和光伏组件。
一种太阳能电池，包括硅基底层、第一二氧化硅层、第二二氧化硅层及N层氮化硅层，所述第二二氧化硅层、所述第一二氧化硅层及N层所述氮化硅层依次层叠在所述硅基底层上，所述N为3以上的整数，所述第二二氧化硅层的折射率大于所述第一二氧化硅层的折射率，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，N层所述氮化硅层的折射率依次减小，且N层所述氮化硅层中，最靠近所述第一二氧化硅层的一层所述氮化硅层的厚度最小。
在其中一个实施例中，所述第一二氧化硅层的折射率为1.43～1.44，所述第二二氧化硅层的折射率为1.45～1.47；
及/或，所述第一二氧化硅层的厚度为0.1纳米～1.2纳米，所述第二二氧化硅层的厚度为1.2纳米～3纳米；
及/或，所述第二二氧化硅层、所述第一二氧化硅层与N层所述氮化硅层的厚度之和为76纳米～89纳米；
及/或，所述第二二氧化硅层、所述第一二氧化硅层与N层所述氮化硅层共同构成钝化减反射结构，所述钝化减反射结构的等效折射率为2.03～2.16。
在其中一个实施例中，所述N＝4，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，四层所述氮化硅层的折射率依次为2.3～2.5、2.15～2.3、2.0～2.15及1.7～2.0；
及/或，所述N＝4，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，四层所述氮化硅层的厚度依次为8纳米～15纳米、10纳米～20纳米、25纳米～35纳米及18纳米～30纳米。
一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
对硅衬底进行臭氧氧化处理，以使所述硅衬底的表面氧化形成第一二氧化硅层；
对形成有所述第一二氧化硅层的所述硅衬底进行热氧化处理，以使所述硅衬底被继续氧化而在所述第一二氧化硅层的内表面上形成第二二氧化硅层，其中，所述硅衬底未被氧化的部分为硅基底层，所述第二二氧化硅层位于所述第一二氧化硅层和所述硅基底层之间，且所述第二二氧化硅层的折射率大于所述第一二氧化硅层的折射率；及
在所述第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层，其中，所述N为3以上的整数，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，N层所述氮化硅层的折射率依次减小，且N层所述氮化硅层中，最靠近所述第一二氧化硅层的一层所述氮化硅层的厚度最小。
在其中一个实施例中，所述对硅衬底进行臭氧氧化处理的步骤为：采用喷淋臭氧的方式对所述硅衬底进行臭氧氧化处理，其中，所述臭氧的浓度为0.1ppm～0.3ppm，喷淋的距离为1毫米～4.5毫米，温度为18℃～30℃。
在其中一个实施例中，所述对形成有所述第一二氧化硅层的所述硅衬底进行热氧化处理的步骤包括：在同时通入氮气和氧气的条件下，将形成有所述第一二氧化硅层的所述硅衬底在压强为200mTorr～2000mTorr、温度为550℃～750℃的条件下热氧化处理10分钟～30分钟。
在其中一个实施例中，其特征在于，所述在所述第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层的步骤包括：在所述第一二氧化硅层上化学沉积形成第一层所述氮化硅层，然后在第一层所述氮化硅层上依次化学沉积形成其余的N-1层所述氮化硅层；
其中，形成第一层所述氮化硅层的步骤包括：在保护气体的气氛和压力为500mbar～800mbar的条件下，将层叠有所述第二二氧化硅层和所述第一二氧化硅层的所述硅基底层加热至430℃～480℃；然后通入氨气直至压强为1400mTorr～2000mTorr，再开启射频电源，以及同时通入硅烷和氨气，并在压强为1400mTorr～2000mTorr、功率为4000W～15000W的条件下进行电离，以形成第一层所述氮化硅层。
在其中一个实施例中，在形成第一层所述氮化硅层的步骤之后，在形成其余的N-1层中的每层所述氮化硅层的步骤之前，还包括电离氨气的步骤，所述电离氨气的步骤包括：停止通入所述硅烷和所述氨气，然后抽真空至50Torr～140mTorr，再同时通入氨气和氮气，直至压强为1400mTorr～2000mTorr开启射频电源，并在4000W～15000W下电离8秒～30秒，再抽真空至5mTorr～100mTorr。
在其中一个实施例中，所述在所述第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层的步骤之后，还包括在真空条件下于430℃～475℃下退火处理的步骤。
一种光伏组件，包括上述任一种太阳能电池或上述任一种太阳能的制备方法制备得到的太阳能电池。
经试验证明，上述太阳能电池通过控制设置两层二氧化硅层，不仅能够双重保证太阳能电池的抗PID性能，以使太阳能电池制备的光伏组件具有良好的抗PID性能，而且能够使太阳能电池具有更高的开路电压，更高的电池转换效率；而通过在第一二氧化硅层上设置N层氮化硅层，且N为3以上的整数，并使第二二氧化硅层的折射率大于第一二氧化硅层的折射率，自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，N层氮化硅层的折射率依次减小，且N层氮化硅层中，最靠近第一二氧化硅层的一层氮化硅层的厚度最小，能够有效地减少光的反射和光的寄生吸收，提高太阳能电池的转换效率，使得相对于传统的太阳能电池，上述太阳能电池的转换效率提升了0.04％～0.12％。
附图说明
图1为一实施方式的太阳能电池的结构示意图；
图2为一实施方式的太阳能电池的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一实施方式的太阳能电池100，包括硅基底层110、第一二氧化硅层120、第二二氧化硅层130及N层氮化硅层140，第二二氧化硅层130、第一二氧化硅层120及N层第一氮化硅层140依次层叠在硅基底层110上。
具体地，硅基底层110形成有PN结。具体地，硅基底层110为单晶硅、多晶硅或准晶硅。
具体地，第一二氧化硅层120的折射率为1.43～1.44。具体地，第一二氧化硅层120通过臭氧氧化形成。进一步地，第一二氧化硅层120的厚度为0.1纳米～1.2纳米。
第二二氧化硅层130的折射率大于第一二氧化硅层120的折射率。且第二二氧化硅层130的致密性较第一二氧化硅层120的致密性更好。其中，第二二氧化硅层130和第一二氧化硅层120共同构成底层钝化膜。具体地，第二二氧化硅层130的折射率为1.45～1.47。更具体地，第二二氧化硅层130在550℃～750℃下热氧化处理形成。
进一步地，第二二氧化硅层130的厚度大于第一二氧化硅层120的厚度。具体地，第二二氧化硅层130的厚度为1.2纳米～3纳米。
其中，N为3以上的整数，自靠近第一二氧化硅层120到远离第一二氧化硅层120，N层氮化硅层140的折射率依次减小，且N层氮化硅层140中，最靠近第一二氧化硅层120的一层氮化硅层140的厚度最小。
具体在图示的实施例中，N＝4，自最靠近第一二氧化硅层120到远离第一二氧化硅层120，四层氮化硅层140的折射率依次为2.3～2.5、2.15～2.3、2.0～2.12及1.7～2.0。
进一步地，N＝4时，自最靠近第一二氧化硅层120到远离第一二氧化硅层120，四层氮化硅层140的厚度依次为8纳米～15纳米、10纳米～25纳米、25纳米～35纳米及18纳米～30纳米。
需要说明的是，N不限于为4，在其它实施例中，N还可以为3、5、6等，氮化硅层140的层数可以根据需要进行设定。
具体地，每层氮化硅层140均通过等离子体增强化学的气相沉积法(PECVD)制备得到。
进一步地，第一二氧化硅层120、第二二氧化硅层130和N层氮化硅层140的厚度之和为76纳米～89纳米。
进一步地，第一二氧化硅层120、第二二氧化硅层130和N层氮化硅层140的等效折射率为2.03～2.16。即第一二氧化硅层120、第二二氧化硅层130和N层氮化硅层140共同构成钝化减反射结构150，该钝化减反射结构150的等效折射率为2.03～2.16。
上述太阳能电池100至少有以下优点：
经试验证明，上述太阳能电池100通过控制设置两层二氧化硅层，不仅能够双重保证太阳能电池100的抗PID性能，以使太阳能电池100制备得到的光伏组件具有良好的抗PID性能，而且能够使太阳能电池100具有更高的开路电压，更高的电池转换效率；而通过在第一二氧化硅层120上设置N层氮化硅层140，且N为3以上的整数，并使第二二氧化硅层130的折射率大于第一二氧化硅层120的折射率，且从自靠近第一二氧化硅130层到远离第一二氧化硅层130，N层氮化硅层140的折射率依次递减，且N层氮化硅层140中，最靠近第一二氧化硅层120的一层氮化硅层140的厚度最小，能够有效地减少光的反射和光的寄生吸收，提高太阳能电池100的转换效率，使得相对于传统的太阳能电池100，上述太阳能电池100的转换效率提升了0.04％～0.12％。
如图2所示，一实施方式的太阳能电池的制备方法，为上述太阳能电池的一种制备方法，该太阳能电池的制备方法包括如下步骤：
步骤S210：制备硅衬底。
具体地，制备硅衬底的步骤包括：清洗硅片，并在硅片的一个表面上制绒以形成绒面，然后对制绒后的硅片进行扩散处理以形成PN结，接着对硅片进行边缘刻蚀和去除磷硅玻璃层，清洗干净后得到硅衬底。即硅衬底为形成有PN结的硅片。其中，硅片为单晶硅、多晶硅或准晶硅。具体地，硅衬底为P型硅片。
步骤S220：对硅衬底进行臭氧氧化处理，以使硅衬底的表面氧化形成第一二氧化硅层。
具体地，硅衬底靠近绒面的一侧被臭氧氧化而生成第一二氧化硅层。由于臭氧具有极强的氧化性，通过对硅衬底进行臭氧氧化处理，以使硅衬底在臭氧的氧化作用下表面氧化生成第一二氧化硅层。
在其中一个实施例中，对硅衬底进行臭氧氧化处理的步骤为：采用喷淋臭氧的方式对硅衬底进行臭氧氧化处理，其中，臭氧的浓度为0.1ppm～0.3ppm，喷淋的距离为1毫米～4.5毫米，温度为18℃～30℃，以使硅衬底的表面能够被氧化生成具有合适致密性和折射率的第一二氧化硅层。
具体地，臭氧通过臭氧发生器产生。更具体地，臭氧发生器中的臭氧的制备过程包括：向臭氧发生器中同时通入氧气和氮气，以使氧气在臭氧发生器中反应生成臭氧，且臭氧发生器中生成的臭氧的浓度为30ppm～6000ppm。更具体地，向臭氧发生器中通入的氧气的流量为1slm～25slm，通入的氮气的流量为10slm～35slm。
步骤S230：对形成有第一二氧化硅层的硅衬底进行热氧化处理，以使硅衬底被继续氧化而在第一二氧化硅层的内表面上形成第二二氧化硅层。
此时，经过步骤S230之后，硅衬底的未被氧化的部分为硅基底层，第二二氧化硅层、第一二氧化硅层依次层叠在硅基底层上，第二二氧化硅层的折射率大于第一二氧化硅层的折射率。具体地，对形成有第一二氧化硅层的硅衬底进行热氧化处理使用的氧气为干燥的氧气。
通过对形成有第一二氧化硅层的硅衬底进行热氧化处理，一方面使干燥的氧气经过第一二氧化硅层的表面并通过第一二氧化硅层的孔洞渗透到第一二氧化硅层和硅衬底的未被氧化的硅的界面之间，以对硅衬底继续氧化以形成第二二氧化硅层，从而解决在臭氧氧化过程中由于臭氧不稳定导致衬底的部分区域亲水较差的问题，保证其制备的光伏组件具有优良的抗PID性能；且热氧化生成的第二二氧化硅层的界面态密度Dit很低，较单独臭氧氧化生成的二氧化硅层或氮化硅作为底层钝化层更好，对于类似黑硅表面复合严重的硅片表面，更能体现出良好钝化效果，能饱和大量的悬挂键，提升电池的转换效率。其中，界面态密度是指单位截面单位能量间隔中的界面态数，界面态是界面上允许电子填充的能级，界面态密度越低，那么相对的表面复合就会越少，收集到的电流越多。
在其中一个实施例中，对形成有第一二氧化硅层的硅衬底进行热氧化处理的步骤包括：在同时通入氮气和氧气的条件下，将形成有第一二氧化硅层的硅衬底在压强为200mTorr～2000mTorr、温度为550℃～750℃的条件下热氧化处理10分钟～30分钟。具体地，热氧化处理的步骤中，通入的氮气和氧气的流量比为1:3～1:10。热氧化处理的步骤是在炉体中进行的，炉体为扩散炉或低温炉。需要说明的是，本文中所指的流量比为体积比。
在其中一个实施例中，第一二氧化硅层的折射率为1.43～1.44；第二二氧化硅层的折射率为1.45～1.47。
进一步地，第一二氧化硅层的厚度小于第二二氧化硅层的厚度。在其中一个实施例中，第一二氧化硅层的厚度为0.1纳米～1.2纳米；第二二氧化硅层的厚度为1.2纳米～3纳米。
步骤S240：在第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层。
其中，N为3以上的整数，自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，N层氮化硅层的折射率依次减小，且N层氮化硅层中，最靠近第一二氧化硅层的一层氮化硅层的厚度最小。
具体地，步骤S240包括：在第一二氧化硅层上化学沉积形成第一层氮化硅层，然后在第一层氮化硅层上依次化学沉积形成其余的N-1层氮化硅层。
在其中一个实施例中，形成第一层氮化硅层的步骤包括：在保护气体的气氛和压力为500mbar～800mbar的条件下，将层叠有第二二氧化硅层和第一二氧化硅层的硅基底层加热至430℃～480℃；然后通入氨气直至压强为1400mTorr～2000mTorr，再开启射频电源，以及同时通入硅烷和氨气，并在压强为1400mTorr～2000mTorr、功率为4000W～15000W的条件下进行电离，以形成第一层氮化硅层。具体地，在开启射频电源之前，通入的氨气的流量为2000sccm～7000sccm，通入时间为5秒～20秒。保护气体为氮气。
在其中一个实施例中，在第一二氧化硅层上化学沉积形成第一层氮化硅层的步骤之前，还包括抽真空至5mTorr～100mTorr的步骤。
在其中一个实施例中，形成其余的N-1层中的每层氮化硅层步骤包括：同时通入硅烷和氨气，直至压强为1400mTorr～2000mTorr开启射频电源，并在功率为4000W～15000W的条件下电离。
进一步地，形成后一层氮化硅层时的硅烷与氨气的流量比大于形成前一层氮化硅层时的硅烷与氨气的流量比，以使自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，N层氮化硅层的折射率依次减小。
在其中一个实施例中，N＝4，自最靠近第一二氧化硅层的氮化硅层起，四层氮化硅层的折射率依次为2.3～2.5、2.15～2.3、2.0～2.12及1.7～2.0。
进一步地，N＝4时，形成第一层氮化硅层时，硅烷与氨气的流量比为1:3.5～1:5；形成第二层氮化硅层时，硅烷与氨气的流量比为1:4～1:7；形成第三层氮化硅层时，硅烷与氨气的流量比为1:7～1:9；形成第四层氮化硅层时，硅烷与氨气的流量比为1:9～1:12。
进一步地，N＝4时，自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，四层氮化硅层的厚度依次为8纳米～15纳米、10纳米～25纳米、25纳米～35纳米及18纳米～30纳米。
具体地，N＝4时，形成第一层氮化硅层的步骤中，电离时间为85秒～200秒；形成第二层氮化硅层的步骤中，电离时间为95秒～300秒；形成第三层氮化硅层的步骤中，电离时间为180秒～400秒；形成第四层氮化硅层的步骤中，电离时间为130秒～500秒。
进一步地，第一二氧化硅层、第二二氧化硅层和N层氮化硅层的厚度之和为76纳米～89纳米。
进一步地，第一二氧化硅层、第二二氧化硅层和N层氮化硅层共同构成钝化减反射结构，钝化减反射结构的等效折射率为2.03～2.16。
进一步地，在形成第一层氮化硅层的步骤之后，在形成其余的N-1层中的每层氮化硅层的步骤之前，还包括电离氨气的步骤，其中，电离氨气的步骤包括：停止通入硅烷和氨气，然后抽真空至50Torr～140mTorr，再同时通入氨气和氮气，直至压强为1400mTorr～2000mTorr开启射频电源，并在4000W～15000W下电离8秒～30秒，再抽真空至5mTorr～100mTorr。在形成第一层氮化硅层之后，在形成其余的N-1层氮化硅层的步骤之前增加电离氨气的步骤以增加氮化硅层中的氢离子，氢离子能够和氮化硅层的硅中的杂质和缺陷作用，减少界面态，提升太阳能电池的开路电压和短路电流，减少太阳能电池表面的反射率。具体地，电离氨气的步骤中，通入的氨气和氮气的流量比为1:1～1:10。
步骤S250：在真空条件下于430℃～475℃下退火处理，然后制备电极，得到太阳能电池。
具体地，退火处理的保温时间为90秒～1800秒。通过结合退火步骤，以使氮化硅中的Si-H与N-H键断裂溢出，从而深入硅基底表层，增强体钝化效果，增加太阳能电池的少子寿命，进一步提升太阳能电池的转换效率。因此，步骤S250也可以省略，即此时无需退火处理的步骤。
进一步地，在真空条件下于430℃～475℃下退火处理的步骤之后，还包括通入氮气吹扫，然后抽真空，再通入氮气直至常压的步骤，以便于取出制备完成钝化与减反膜后的硅片。制备电极的步骤为：在形成有钝化减反射结构的硅片上制备电极。
上述太阳能电池的制备方法至少有以下优点：
(1)上述太阳能电池的制备方法通过先采用臭氧在硅衬底表面形成第一二氧化硅层，然后对形成有第一二氧化硅层的硅衬底进行热氧化处理，以在第一二氧化硅层的内表面上形成第二二氧化硅层，即第二二氧化硅层致密度高于第一二氧化硅层，不仅可以弥补因臭氧氧化过程中臭氧不稳定而导致硅衬底部分区域亲水性较差的问题，特别是对于类似黑硅表面复合严重的硅衬底表面，具有良好钝化效果，从而双重保证制备的太阳能电池的抗PID性能，以使太阳能电池具有良好的抗PID性能，而且热氧化处理还能够饱和大量的悬挂键，相较于单独使用臭氧氧化形成的二氧化硅层作为钝化层的太阳能电池，上述方式制备的太阳能电池具有更高的开路电压，更高的电池转换效率；同时，通过在第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层，且自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，N层氮化硅层的折射率依次减小，且N层氮化硅层中，最靠近第一二氧化硅层的一层氮化硅层的厚度最小，能够有效地减少光的反射，提高电池转换效率。
同时，由于最靠近第一二氧化硅层的一层氮化硅层的硅氮比是最高的，寄生吸收最严重，上述太阳能电池通过使自靠近第一二氧化硅层到远离第一二氧化硅层，N层氮化硅层的折射率依次减小，且N层氮化硅层中，最靠近第一二氧化硅层的一层氮化硅层的厚度最小，能够更好提升太阳能电池的效率。
(2)另外采用550℃～750℃较低温度进行热氧化处理，对于多晶硅体等体少子寿命低的衬底来讲，不会造成热损伤，导致体少子寿命降低，而且一定程度上不会造成PN结表面浓度发生明显变化，减少高串阻电池的产生。
(3)上述制备方法的四层氮化硅层是采用间歇性镀膜的方式，且层与层之间增加氨气电离，以增加氮化硅层中的氢离子，氢离子能够和氮化硅的硅中的杂质和缺陷作用，减少界面态，提升太阳能电池的开路电压和短路电流，减少太阳能电池表面的反射率，提高转换效率。
而通过结合后续的退火步骤，以使氮化硅中的额Si-H与N-H键断裂溢出，从而深入硅表面，增强体钝化效果，增加太阳能电池的少子寿命，进一步提升太阳能电池的转换效率。
一实施方式的光伏组件，上述太阳能电池或上述太阳能电池的制备方法制备得到太阳能电池。由于上述太阳能电池具有较高的转换效率，使得该光伏组件也具有较高的转换效率。
以下为具体实施例部分(以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其它未明确指出的组分。)：
实施例1
本实施例的太阳能电池的制备过程如下：
(1)将经过金刚线切割的原始P型多晶硅片采用常规氢氟酸与硝酸添加制绒添加剂法一次清洗制绒形成绒面，然后对制绒后的硅片进行扩散处理以形成PN结，边缘刻蚀与去除磷硅玻璃后，清洗干净，得到硅衬底。
(2)利用臭氧发生器通过喷淋板对硅衬底进行喷淋以进行臭氧氧化处理，臭氧浓度为0.3ppm，喷淋的距离为2毫米，温度为25℃，以使硅衬底的表面能够被氧化生成折射率为1.44、厚度为1.2纳米的第一二氧化硅层。其中，通过臭氧发生器中通入流量为16slm的氧气，并通入流量为15slm的氮气作为保护气，以使氧气在臭氧发生器中反应生成浓度为4000ppm的臭氧。
(3)步骤(2)得到的形成有第一二氧化硅层的硅衬底导入石英舟中，然后进入具有干净炉管的扩散炉中，关闭炉门后升温至750℃，通入的O2和N2，且O2和N2的流量比为1:6，管内压强控制在1000mTorr，在750℃的条件下氧化反应10分钟，以在第一二氧化硅层的内表面上形成折射率为1.47、厚度为1.5纳米的第二二氧化硅层。
(4)将形成有第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的硅衬底插入石墨舟中，然后放入炉管内，关闭炉门，对炉管抽真空至50mTorr，然后通入氮气以使炉管内气压达到600mbar，然后加热炉管，直至硅衬底的温度达到440℃，对炉管漏率检测，合格后，先通入5000sccm氨气15s，使其炉管内充满氨气，并使炉管内的压强达到1650mTorr，然后同时通入流量为1000sccm的硅烷和流量为3500sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:3.5，当炉管内在压强稳定在1800mTorr后，开启射频电源，并在功率7000W的条件下电离90秒，以在第一二氧化硅层上生成厚度为8纳米、折射率为2.5的第一氮化硅层。
(5)停止通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至70mTorr，再同时通入流量为5000sccm氨气和25000sccm氮气，直至炉管内的压强为1700mTorr开启射频电源，并在7200W下电离15秒，再抽真空至50mTorr。
(6)同时向炉管内通入流量为900sccm的硅烷和4500sccm的氨气，即气体硅烷与氨气流量比例为1:5，直至炉管内的压强为1700mTorr开启射频电源，并在功率为7200W的条件下电离110秒，以在第一氮化硅层上形成厚度为10纳米、折射率为2.3的第二氮化硅层。
(7)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和25000sccm氮气，直至炉管内的压强为1700mTorr开启射频电源，并在7200W下电离10秒，再抽真空至50mTorr。
(8)在炉管内同时通入流量为800sccm的硅烷和流量为5600sccm的氨气，即硅烷与氨气的流量比例为1:7，直至压强为1800mTorr开启射频电源，并在功率为7200W的条件下电离370秒，以在第二氮化硅层上形成厚度为35纳米、折射率为2.15的第三氮化硅层。
(9)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和25000sccm氮气，直至炉管内的压强为1800mTorr开启射频电源，并在7200W下电离10秒，再抽真空50mTorr。
(10)在炉管内同时通入流量为700sccm的硅烷和流量为6300sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:9，直至压强为1800mTorr开启射频电源，并在功率为7200W的条件下电离210秒，以在第三氮化硅层上形成厚度为21纳米、折射率为2.0的第四氮化硅层。
(11)将炉管抽真空至50mTorr，在450℃下保温退火600s，然后再充氮气吹扫，再抽真空，完成后充氮气使得炉管内达到常压，出舟，得到形成有钝化减反射结构的硅片。
(12)在形成有钝化减反射结构的硅片上制备电极，得到太阳能电池。
实施例2
本实施例的太阳能电池的制备过程如下：
(1)将经过金刚线切割的原始P型多晶硅片采用常规氢氟酸与硝酸添加制绒添加剂法一次清洗制绒形成绒面，然后对制绒后的硅片进行扩散处理以形成PN结，边缘刻蚀与去除磷硅玻璃后，清洗干净，得到硅衬底。
(2)利用臭氧发生器通过喷淋板对硅衬底进行喷淋以进行臭氧氧化处理，臭氧浓度为0.1ppm，喷淋的距离为1毫米，温度为20℃，以使硅衬底的表面能够被氧化生成折射率为1.44、厚度为0.5纳米的第一二氧化硅层。其中，通过臭氧发生器中通入流量为1slm的氧气，并通入流量为10slm的氮气作为保护气，以使氧气在臭氧发生器中反应生成浓度为30ppm的臭氧。
(3)步骤(2)得到的形成有第一二氧化硅层的硅衬底导入石英舟中，然后进入具有干净炉管的扩散炉中，关闭炉门，升温至690℃，通入的O2和N2，且O2和N2的流量比为1:3，管内压强控制在200mTorr，在690℃的条件下氧化反应20分钟，以在第一二氧化硅层的内表面上形成折射率为1.46、厚度为3纳米的第二二氧化硅层。
(4)将形成有第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的硅衬底插入石墨舟中，然后放入炉管内，关闭炉门，对炉管抽真空至100mTorr，然后通入氮气以使炉管内气压达到500mbar，然后加热炉管，直至硅衬底的温度达到480℃，对炉管漏率检测，合格后，先通入流量为2000sccm氨气20秒，使其炉管内充满氨气，并使炉管内的压强达到1400mTorr，然后同时通入流量为900sccm的硅烷和流量为3600sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:4，当炉管内在压强稳定在1400mTorr后，开启射频电源，并在功率4000W的条件下电离120秒，以在第一二氧化硅层上生成厚度为11纳米、折射率为2.4的第一氮化硅层。
(5)停止通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm氨气和50000sccm氮气，直至炉管内的压强为1400mTorr开启射频电源，并在4000W下电离30秒，再抽真空至5mTorr。
(6)同时向炉管内通入流量为800sccm的硅烷和4800sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:6，直至炉管内的压强为1400mTorr开启射频电源，并在功率为4000W的条件下电离130秒，以在第一氮化硅层上形成厚度为12纳米、折射率为2.2的第二氮化硅层。
(7)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和50000sccm氮气，直至炉管内的压强为1400mTorr开启射频电源，并在4000W下电离30秒，再抽真空至5mTorr。
(8)在炉管内同时通入流量为700sccm的硅烷和流量为5600sccm的氨气即硅烷与氨气流量比例为1:8，直至压强为1400mTorrr开启射频电源，并在功率为4000W的条件下电离270秒，以在第二氮化硅层上形成厚度为25纳米、折射率为2.12的第三氮化硅层。
(9)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和50000sccm氮气，直至炉管内的压强为1400mTorr开启射频电源，并在4000W下电离30秒，再抽真空至5mTorr。
(10)在炉管内同时通入流量为600sccm的硅烷和流量为6000sccm的氨气，即硅烷与氨气流量为1:10，直至压强为1400mTorr开启射频电源，并在功率为4000W的条件下电离300秒，以在第三氮化硅层上形成厚度为30纳米、折射率为1.92的第四氮化硅层。
(11)将炉管抽真空至5mTorrr，在475℃下保温退火90秒，然后再充氮气吹扫，再抽真空，完成后充氮气使得炉管内达到常压，出舟，得到形成有钝化减反射结构的硅片。
(12)在形成有钝化减反射结构的硅片上制备电极，得到太阳能电池。
实施例3
本实施例的太阳能电池的制备过程如下：
(1)将经过金刚线切割的原始P型多晶硅片采用常规氢氟酸与硝酸添加制绒添加剂法一次清洗制绒形成绒面，然后对制绒后的硅片进行扩散处理以形成PN结，边缘刻蚀与去除磷硅玻璃后，清洗干净，得到硅衬底。
(2)利用臭氧发生器通过喷淋板对硅衬底进行喷淋以进行臭氧氧化处理，臭氧浓度为0.1ppm，喷淋的距离为4.5毫米，温度为18℃，以使硅衬底的表面能够被氧化生成折射率为1.43、厚度为0.1纳米的第一二氧化硅层。其中，通过臭氧发生器中通入流量为25slm的氧气，并通入流量为35slm的氮气作为保护气，以使氧气在臭氧发生器中反应生成浓度为6000ppm的臭氧。
(3)步骤(2)得到的形成有第一二氧化硅层的硅衬底导入石英舟中，然后进入具有干净炉管的扩散炉中，关闭炉门，升温至550℃，通入的O2和N2，且O2和N2的流量比为1:10，管内压强控制在2000mTorr，在550℃的条件下氧化反应30分钟，以在第一二氧化硅层的内表面上形成折射率为1.45、厚度为1.2纳米的第二二氧化硅层。
(4)将形成有第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的硅衬底插入石墨舟中，然后放入炉管内，关闭炉门，对炉管抽真空至5mTorr，然后通入氮气以使炉管内气压达到800mbar，然后加热炉管，直至硅衬底的温度达到430℃，对炉管漏率检测，合格后，先通入流量为7000sccm氨气5秒，使其炉管内充满氨气，并使炉管内的压强达到2000mTorr，然后同时通入流量为850sccm的硅烷和流量为4250sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:5，当炉管内在压强稳定在2000mTorr后，开启射频电源，并在功率15000W的条件下电离130秒，以在第一二氧化硅层上生成厚度为15纳米、折射率为2.3的第一氮化硅层。
(5)停止通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至140mTorr，再同时通入流量为5000sccm氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为2000mTorr开启射频电源，并在15000W下电离8秒，再抽真空至100mTorr。
(6)同时向炉管内通入流量为750ccm的硅烷和5250sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:7，直至炉管内的压强为2000mTorr开启射频电源，并在功率为15000W的条件下电离270秒，以在第一氮化硅层上形成厚度为25纳米、折射率为2.15的第二氮化硅层。
(7)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至140Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为2000mTorr开启射频电源，并在15000W下电离8秒，再抽真空至100mTorr。
(8)在炉管内同时通入流量为650sccm的硅烷和流量为5850sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:9，直至压强为2000mTorr开启射频电源，并在功率为15000W的条件下电离300秒，以在第二氮化硅层上形成厚度为29纳米、折射率为2.00的第三氮化硅层。
(9)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至140mTorr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为2000mTorr开启射频电源，并在15000W下电离8秒，再抽真空至100mTorr。
(10)在炉管内同时通入流量为550sccm的硅烷和流量为6600sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:12，直至压强为12000mTorr开启射频电源，并在功率为15000W的条件下电离190秒，以在第三氮化硅层上形成厚度为18纳米、折射率为1.7的第四氮化硅层。
(11)将炉管抽真空至100mTorr，在430℃下保温退火1800秒，然后再充氮气吹扫，再抽真空，完成后充氮气使得炉管内达到常压，出舟，得到形成有钝化减反射结构的硅片。
(12)在形成有钝化减反射结构的硅片上制备电极，得到太阳能电池。
表1为实施例1～3的第一二氧化硅层、第二二氧化硅层、第一氮化硅层、第二氮化硅层、第三氮化硅层及第四氮化硅层的厚度及折射率。
表1
表2为实施例1～3的第一二氧化硅层、第二二氧化硅层、第一氮化硅层、第二氮化硅层、第三氮化硅层及第四氮化硅层的总厚度，以及第一二氧化硅层、第二二氧化硅层、第一氮化硅层、第二氮化硅层、第三氮化硅层及第四氮化硅层共同构成的钝化减反射结构的等效折射率。
表2
| 总厚度(nm) | 等效折射率(％/％) | |
| 实施例1 | 76.7 | 2.16 |
| 实施例2 | 81.5 | 2.09 |
| 实施例3 | 88.3 | 2.03 |
对比例1
对比例1的太阳能电池的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，对比例3没有进行实施例1的步骤(7)～步骤(10)，且无步骤(3)步骤，即对比例3的太阳能电池不具有第三氮化硅层和第四氮化硅层和第二二氧化硅层。
对比例2
对比例2的太阳能电池的制备过程与实施例1大致相同，区别在于，对比例2没有进行实施例1的步骤(7)～步骤(10)，即对比例2的太阳能电池不具有第三氮化硅层和第四氮化硅层并且对比例中步骤(5)与(6)所形成的折射率与膜厚分别为：第一氮化硅层膜厚为25nm，折射率为2.45，第二氮化硅膜厚为49nm，折射率为2.0，钝化减反射结构的膜厚和等效折射率与实施例1相同，分别为76.7nm和2.16。
电性能测试：
把P型原始多晶硅片分取相同晶粒片子四组，每组各400片，然后按照实施例1～3、对比例1和对比例2中的步骤(2)～(12)制备得到对应的太阳能电池，制备过程中都保证同一台机器或炉管进行制绒、扩散、边缘刻蚀与去除磷硅玻璃层，同一炉管制备钝化与减反射膜和同一条丝印线制备电极与烧结，最后统一在1000w/m2的光下照强度和25℃的温度环境下进行测试其电性能，表3为实施例1～实施例3、对比例1及对比例2的太阳能电池的电性能数据，如下表3。
表3
其中，在表3中，Uoc表示开路电压；Isc表示是短路电流；Eta表示电池转化效率；FF表示填充因子；Rs表示串联电阻；Rsh表示并联电阻，下同。
从表3中可以看出，实施例1～3的太阳能电池的电池转换效率较对比例1的太阳能电池高0.06％～0.09％，其中，实施例1～2的太阳能电池的开路电压Uoc比对比例1高1.4mV～1.5mV，短流电流Isc高15mA～30mA，而填充因子稍微下降0.07％～0.08％，虽然实施例3填充因子比对比例1上升0.06％，然而实施例3仍然具有比对比例1高的开路电压、短路电流和转换效率，这可能因为实施例3的热氧化的温度较低为550℃的原因。另外，对比例1与对比例2对比，增加了一步热氧步骤后，效率有0.04％的提升，主要体现在开压Uoc会有1.2mv提升，短流Isc提升了17mA，串阻Rs上升0.05mΩ，FF填充下降0.12％。
实施例4
本实施例的太阳能电池的制备过程如下：
(1)将经过金刚线切割的原始P型多晶硅片采用湿法黑硅制备技术(金属催化化学腐蚀法)制备绒面，然后进入扩散形成PN结，边缘刻蚀与去除磷硅玻璃后，清洗干净，得到硅衬底。
(2)步骤与实施例1的步骤(2)相同。
(3)步骤(2)得到的形成有第一二氧化硅层的硅衬底导入石英舟中，然后进入具有干净炉管的扩散炉中，关闭炉门，升温至700℃，通入的O2和N2，且O2和N2的流量比为1:3，管内压强控制在200mTorr，在700℃的条件下氧化反应15分钟，以在第一二氧化硅层的内表面上形成折射率为1.46、厚度为2纳米的第二二氧化硅层。
(4)将形成有第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的硅衬底插入石墨舟中，然后放入炉管内，关闭炉门，对炉管抽真空至100mTorr，然后通入氮气以使炉管内气压达到500mbar，然后加热炉管，直至硅衬底的温度达到480℃，对炉管漏率检测，合格后，先通入流量为2000sccm氨气20秒，使其炉管内充满氨气，并使炉管内的压强达到2000mTorr，然后同时通入流量为1000sccm的硅烷和流量为3500sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:3.5，当炉管内在压强稳定在2000mTorr后，开启射频电源，并在功率8500W的条件下电离175秒，以在第一二氧化硅层上生成厚度为17纳米、折射率为2.5的第一氮化硅层。
(5)停止通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为1700mTorr开启射频电源，并在8000W下电离30秒，再抽真空至5mTorr。
(6)在炉管内同时通入流量为800sccm的硅烷和流量为6400sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:8，直至压强为2000mTorrr开启射频电源，并在功率为8500W的条件下电离350秒，以在第一氮化硅层上形成厚度为32纳米、折射率为2.12的第二氮化硅层。
(7)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为1400mTorr开启射频电源，并在8500W下电离30秒，再抽真空至5mTorr。
(8)在炉管内同时通入流量为720sccm的硅烷和流量为7500sccm的氨气，硅烷与氨气流量比例为1:10.5，直至压强为1700mTorr开启射频电源，并在功率为8500W的条件下电离330秒，以在第二氮化硅层上形成厚度为32纳米、折射率为1.90的第三氮化硅层。
(9)将炉管抽真空至5mTorrr，在475℃下保温退火90秒，然后再充氮气吹扫，再抽真空，完成后充氮气使得炉管内达到常压，出舟，得到形成有钝化减反射结构的硅片。
(12)在形成有钝化减反射结构的硅片上制备电极，得到太阳能电池。
此时，第一二氧化硅层、第二二氧化硅层、第一氮化硅层及第二氮化硅层、第三氮化硅层共同构成的钝化减反射结构的等效折射率为2.11，整体膜厚为84.2nm。
对比例3
对比例3的太阳能电池的制备过程与实施例4大致相同，区别在于，对比例3没有进行实施例4的步骤(3)，即对比例3的太阳能电池不具有第二二氧化硅层。
电性能测试：
把P型原始多晶硅片分取相同晶粒片子两组，每组各400片，然后按照实施例4和对比例3中的步骤制备得到对应的太阳能电池，制备过程中都保证同一台机器或炉管进行制绒、扩散、边缘刻蚀与去除磷硅玻璃层，同一炉管制备钝化与减反射膜和同一条丝印线制备电极与烧结，最后统一在1000w/m2的光下照强度和25℃的温度环境下进行测试其电性能，表4为实施例4和对比例3测试的电性能情况，如下表4。
表4
从表4中可以看出，和对比例3对比，实施例4的太阳能电池的电池效率提升0.11％，开压能提升1.4mv，短流高32mA，填充因子变化不大。
实施例5
本实施例的太阳能电池的制备过程如下：
(1)将经过金刚线切割的原始P型单晶硅片经过常规碱添加制绒添加剂法一次清洗制绒形成绒面，然后对制绒后的硅片进行磷扩散处理以形成PN结，边缘刻蚀与去除磷硅玻璃后，清洗干净，得到硅衬底。
(2)利用臭氧发生器通过喷淋板对硅衬底进行喷淋以进行臭氧氧化处理，臭氧浓度为0.3ppm，喷淋的距离为4.5毫米，温度为25℃，以使硅衬底的表面能够被氧化生成折射率为1.43、厚度为0.5纳米的第一二氧化硅层。其中，通过臭氧发生器中通入流量为25slm的氧气，并通入流量为35slm的氮气作为保护气，以使氧气在臭氧发生器中反应生成浓度为6000ppm的臭氧。
(3)步骤(2)得到的形成有第一二氧化硅层的硅衬底导入石英舟中，然后进入具有干净炉管的扩散炉中，关闭炉门，升温至730℃，通入的O2和N2，且O2和N2的流量比为1:8，管内压强控制在2000mTorr，在730℃的条件下氧化反应15分钟，以在第一二氧化硅层的内表面上形成折射率为1.47、厚度为2纳米的第二二氧化硅层。
(4)将形成有第一二氧化硅层和第二二氧化硅层的硅衬底插入石墨舟中，然后放入炉管内，关闭炉门，对炉管抽真空至50mTorr，然后通入氮气以使炉管内气压达到600mbar，然后加热炉管，直至硅衬底的温度达到440℃，对炉管漏率检测，合格后，先通入5000sccm氨气15s，使其炉管内充满氨气，并使炉管内压强达到1850mTorr，然后同时通入流量为950sccm的硅烷和流量为3360sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:3.5，当炉管内在压强稳定在1850mTorr后，开启射频电源，并在功率7000W的条件下电离95秒，以在第一二氧化硅层上生成厚度为9纳米、折射率为2.5的第一氮化硅层。
(5)停止通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至70mTorr，再同时通入流量为5000sccm氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为1850mTorr开启射频电源，并在10000W下电离15秒，再抽真空至50mTorr。
(6)同时向炉管内通入流量为850sccm的硅烷和4250sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:5，直至炉管内的压强为1850mTorr开启射频电源，并在功率为1850W的条件下电离110秒，以在第一氮化硅层上形成厚度为10纳米、折射率为2.3的第二氮化硅层。
(7)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为1850mTorr开启射频电源，并在10000W下电离10秒，再抽真空至50mTorr。
(8)在炉管内同时通入流量为750sccm的硅烷和流量为5250sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:7，直至压强为1850mTorr开启射频电源，并在功率为8500W的条件下电离210秒，以在第二氮化硅层上形成厚度为20纳米、折射率为2.15的第三氮化硅层。
(9)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为1850mTorr开启射频电源，并在10000W下电离10秒，再抽真空50mTorr。
(10)在炉管内同时通入流量为650sccm的硅烷和流量为6500sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:10，直至压强为1850mTorr开启射频电源，并在功率为7200W的条件下电离300秒，以在第三氮化硅层上形成厚度为28纳米、折射率为1.90的第四氮化硅层。
(11)停止向炉管通入硅烷和氨气，然后对炉管抽真空至50Torr，再同时通入流量为5000sccm的氨气和5000sccm氮气，直至炉管内的压强为1850mTorr开启射频电源，并在7200W下电离10秒，再抽真空50mTorr。
(12)在炉管内同时通入流量为550sccm的硅烷和流量为6600sccm的氨气，即硅烷与氨气流量比例为1:12，直至压强为1850mTorr开启射频电源，并在功率为7200W的条件下电离130秒，以在第四氮化硅层上形成厚度为12纳米、折射率为1.70的第五氮化硅层。
(13)将炉管抽真空至50mTorr，在450℃下保温退火100s，然后再充氮气吹扫，再抽真空，完成后充氮气使得炉管内达到常压，出舟，得到形成有钝化减反射结构的硅片。
(14)在形成有钝化减反射结构的硅片上制备电极，得到太阳能电池。
此时，第一二氧化硅层、第二二氧化硅层、第一氮化硅层、第二氮化硅层、第三氮化硅层、第四氮化硅层及第五氮化硅层共同构成的钝化减反射结构的等效折射率为2.06，总膜厚为81.5nm。
对比例4
对比例4的太阳能电池的制备过程与实施例5大致相同，区别在于，对比例4的步骤(3)与实施例1的步骤(3)有所不同，对比例4的步骤(4)与实施例1的步骤(4)稍有不同：
对比例4的步骤(3)为：将步骤(2)得到的形成有第一二氧化硅层的硅衬底导入石墨舟中，抽真空，使腔体中的真空度维持在1700mTorr左右，采用N2吹扫形成有第一二氧化硅层的硅衬底，然后通入N2O，气流量为7000sccm，控制反应温度为450℃，溅射功率为5600W，镀膜时间约为100s，在第一二氧化硅层上沉积厚度为折射率为1.43、厚度为2nm的第二二氧化硅层，抽去腔体中的N2O。
此时，对比例4的步骤(4)区别在于：在第二二氧化硅层上形成第一氮化硅层，钝化减反射结构的等效折射率也控制为2.06，膜厚为81.5nm。
电性能测试：
把P型原始单晶硅片分奇偶分组，分两组各400片，然后按照实施例5和对比例4中的步骤(1)～(14)制备得到对应的太阳能电池，制备过程中都保证同一台机器或炉管进行制绒、扩散、边缘刻蚀与去除磷硅玻璃层，同一炉管制备钝化与减反射膜和同一条丝印线制备电极与烧结，最后统一在1000w/m2的光下照强度和25℃的温度环境下进行测试其电性能。表6为实施例5与对比例4的太阳能电池的的电性能数据。
表6
从表6中可以看出，对应P型单晶硅电池，采用实施例5制备得到的太阳能电池较对比例4制备得到的太阳能能电池效率增加0.09％，主要体现在开路电压Uoc会上升1.2mv，短流高42mA，串阻会上升，填充下降0.09％。
抗PID测试：
将实施例1～5和对比例1～4制备得到的太阳能电池分别封装制备成光伏组件，然后按照IEC62804测试标准对各光伏组件进行抗PID性能测试，先将各光伏组件在5.2kw/m2下进行光衰预处理，使得PID测试结果更准确，待光衰稳定后，于相对湿度为85％RH、温度为85℃及电压为-1000V的条件下测试96小时，得到实施例1～5和对比例1～4的太阳能电池制备的光伏组件测试前和测试96小时后的电性能数据，详见表7。
表7
其中，Uoc表示开路电压；Isc表示是短路电流；Pmax表示最大功率；FF表示填充因子；Rs表示串联电阻；Rsh表示并联电阻。
按照IEC61215标准，光伏组件的抗PID测试，功率(Pmax)衰减比例低于5％即为合格。从表7中可以看出，实施例1～5和对比例1～4的太阳能电池制作得到的光伏组件Pmax衰减比例都在IEC61215标准范围内，实施例1～5的太阳能电池制备的光伏组件的Pmax衰减比例都在1％内，其中，对比例1的太阳能电池所制备的光伏组件Pmax衰减比例为1.58％，虽然也在IEC61215标准抗PID衰减范围内，但是其抗PID性能明显比实施例1～5差；而对比例2中，其太阳能电池制备的光伏组件Pmax衰减比例在0.88％，衰减较实例1～3都稍大，但不明显，这是由于对比例2的钝化减反射结构也有两层二氧化硅层，其中一层为低温热氧化生成，热氧化后的二氧化硅层叠加高折射率的氮化硅层，会具有良好的抗PID性能。
将实施例4与对比例3对比可以看出，对应黑硅组件的实施例4的Pmax衰减比例为0.33％，对比例3的Pmax衰减比例为1.12％，也体现出了热氧化叠加臭氧后的多层钝化与减反射膜的抗PID优势。
对比单晶硅光伏组件，即将实施例5和对比例4进行对比分析，它们的Pmax衰减比例分别为0.69％和0.98％，都小于1％的衰减比例，其中对比例4对应的光伏组件采用的电池也有两层二氧化硅层，相对一层臭氧氧化生成二氧化硅层的光伏组件会具有更好的抗PID性能，但其仍然不能与热氧化的二氧化硅层的抗PID性能媲美，热氧化后的太阳能电池制作的光伏组件Pmax衰减比例为0.69％，显然较对比例4，实施例5的电池制备的光伏组件抗PID性能更良好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括硅基底层、第一二氧化硅层、第二二氧化硅层及N层氮化硅层，所述第二二氧化硅层、所述第一二氧化硅层及N层所述氮化硅层依次层叠在所述硅基底层上，所述N为3以上的整数，所述第二二氧化硅层的折射率大于所述第一二氧化硅层的折射率，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，N层所述氮化硅层的折射率依次减小，且N层所述氮化硅层中，最靠近所述第一二氧化硅层的一层所述氮化硅层的厚度最小。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一二氧化硅层的折射率为1.43～1.44，所述第二二氧化硅层的折射率为1.45～1.47；
及/或，所述第一二氧化硅层的厚度为0.1纳米～1.2纳米，所述第二二氧化硅层的厚度为1.2纳米～3纳米；
及/或，所述第二二氧化硅层、所述第一二氧化硅层与N层所述氮化硅层的厚度之和为76纳米～89纳米；
及/或，所述第二二氧化硅层、所述第一二氧化硅层与N层所述氮化硅层的等效折射率为2.03～2.16。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述N＝4，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，四层所述氮化硅层的折射率依次为2.3～2.5、2.15～2.3、2.0～2.12及1.7～2.0；
及/或，所述N＝4，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，四层所述氮化硅层的厚度依次为8纳米～15纳米、10纳米～25纳米、25纳米～35纳米及18纳米～30纳米。
4.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对硅衬底进行臭氧氧化处理，以使所述硅衬底的表面氧化形成第一二氧化硅层；
对形成有所述第一二氧化硅层的所述硅衬底进行热氧化处理，以使所述硅衬底被继续氧化而在所述第一二氧化硅层的内表面上形成第二二氧化硅层，其中，所述硅衬底未被氧化的部分为硅基底层，所述第二二氧化硅层位于所述第一二氧化硅层和所述硅基底层之间，且所述第二二氧化硅层的折射率大于所述第一二氧化硅层的折射率；及
在所述第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层，其中，所述N为3以上的整数，自靠近所述第一二氧化硅层到远离所述第一二氧化硅层，N层所述氮化硅层的折射率依次减小，且N层所述氮化硅层中，最靠近所述第一二氧化硅层的一层所述氮化硅层的厚度最小。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述对硅衬底进行臭氧氧化处理的步骤为：采用喷淋臭氧的方式对所述硅衬底进行臭氧氧化处理，其中，所述臭氧的浓度为0.1ppm～0.3ppm，喷淋的距离为1毫米～4.5毫米，温度为18℃～30℃。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述对形成有所述第一二氧化硅层的所述硅衬底进行热氧化处理的步骤包括：在同时通入氮气和氧气的条件下，将形成有所述第一二氧化硅层的所述硅衬底在压强为200mTorr～2000mTorr、温度为550℃～750℃的条件下热氧化处理10分钟～30分钟。
7.根据权利要求4所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层的步骤包括：在所述第一二氧化硅层上化学沉积形成第一层所述氮化硅层，然后在第一层所述氮化硅层上依次化学沉积形成其余的N-1层所述氮化硅层；
其中，形成第一层所述氮化硅层的步骤包括：在保护气体的气氛和压力为500mbar～800mbar的条件下，将层叠有所述第二二氧化硅层和所述第一二氧化硅层的所述硅基底层加热至430℃～480℃；然后通入氨气直至压强为1400mTorr～2000mTorr，再开启射频电源，以及同时通入硅烷和氨气，并在压强为1400mTorr～2000mTorr、功率为4000W～15000W的条件下进行电离，以形成第一层所述氮化硅层。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在形成第一层所述氮化硅层的步骤之后，在形成其余的N-1层中的每层所述氮化硅层的步骤之前，还包括电离氨气的步骤，所述电离氨气的步骤包括：停止通入所述硅烷和所述氨气，然后抽真空至50Torr～140mTorr，再同时通入氨气和氮气，直至压强为1400mTorr～2000mTorr开启射频电源，并在4000W～15000W下电离8秒～30秒，再抽真空至5mTorr～100mTorr。
9.根据权利要求4～8任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第一二氧化硅层上依次化学沉积形成N层氮化硅层的步骤之后，还包括在真空条件下于430℃～475℃下退火处理的步骤。
10.一种光伏组件，包括权利要求1～3任一项所述的太阳能电池或权利要求4～9任一项所述太阳能电池的制备方法制备得到的太阳能电池。
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