CN109494262A - 一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法，包括：晶硅电池和氧化物层，所述晶硅电池和所述氧化物层之间设有一层、二层、三层或四层以上氮化硅层；可以制备低折射率的氧化物‑氮化硅多层减反射膜，调节多层膜的光学匹配，降低表面反射率至5％以内，因此，含低折射率氧化物多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于晶硅电池对光线的利用率得到提升。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能晶硅电池技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法。
背景技术
晶硅太阳能电池发展早期阶段主要依靠经典半导体扩散技术提高其本身效率，到上世纪末，表面制绒、丝网印刷、背钝化及退火技术发挥了关键作用，其降低生产成本，促进了光伏产业化。进入21世纪，依托各类高效电池技术，晶硅电池的效率大幅提升，其在全球光伏发电市场占有率约为90％。其中，优秀的减反射层是高效晶硅太阳能电池效率提升的可靠技术，它可增加晶硅电池的光吸收，使更多的光能转换为电能。
目前，晶硅太阳能电池正面减反射层主要结构为折射率约2.08的多层氮化硅薄膜，其平均反射率约为6％(300～1100nm光谱范围)。其中，短波段的入射光较容易经电池正表面反射，所以进一步减少前表面的光学反射可以使电池对光线的利用率得到提升。许多晶硅太阳能电池厂家尝试着不同材料反射膜和更精尖的镀膜设备的膜层改良，这些改良技术或多或少存在着材料成本增加和设备整体更新的高投入风险。
现有技术缺点：平均反射率大于5％，新工艺所需设备成本高。因此，亟待一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法的出现，可以制备低折射率的氧化物-氮化硅多层减反射膜，调节多层膜的光学匹配，降低表面反射率至5％以内，因此，含低折射率氧化物多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于晶硅电池对光线的利用率得到提升。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法，可以制备低折射率的氧化物-氮化硅多层减反射膜，调节多层膜的光学匹配，降低表面反射率至5％以内，因此，含低折射率氧化物多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于晶硅电池对光线的利用率得到提升。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，包括：晶硅电池和氧化物层，所述晶硅电池和所述氧化物层之间设有一层、二层、三层或四层以上氮化硅层。
本发明提供的一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法，可以制备低折射率的氧化物-氮化硅多层减反射膜，调节多层膜的光学匹配，降低表面反射率至5％以内，因此，含低折射率氧化物多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于晶硅电池对光线的利用率得到提升。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，当氮化硅层为二层以上时，这二层呈垂直对称设置的氮化硅层为第一氮化硅层和第二氮化硅层。
作为优选的方案，所述晶硅电池和所述氧化物层之间设有第一氮化硅层，所述第一氮化硅层与所述氧化物层之间设有第二氮化硅层。
作为优选的方案，所述第一氮化硅层的折射率范围为2.30-2.45，所述第一氮化硅层厚度为15-20nm。
作为优选的方案，所述第二氮化硅层的折射率范围为2.00-2.10，所述第二氮化硅层厚度为40-45nm。
作为优选的方案，所述氧化物层的折射率范围为1.40-1.60，所述氧化物层厚度为15-20nm。
作为优选的方案，所述氧化物层为氧化硅薄膜、氧化铝薄膜或氧化钛薄膜中的任一种。
作为优选的方案，一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构沉积方法，包括以下步骤：
1)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应在晶硅电池上沉积第一氮化硅层；
2)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应在第一氮化硅层上沉积第二氮化硅层；
3)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带硅烷和一氧化二氮，通过射频产生等离子体反应在第二氮化硅层上沉积氧化物层。
作为优选的方案，步骤1)中的反应温度为500℃-520℃，反应气压为1550MTorr-1650MTorr，硅烷反应气体流量为960sccm-980sccm，氨气反应气体流量为5750-5850sccm，步骤2)中的反应温度为490℃-510℃，反应气压为1550MTorr-1650MTorr，硅烷反应气体流量为为650sccm-670sccm，氨气反应气体流量为6990sccm-7010sccm，步骤3)中的反应温度为490℃-510℃，反应气压为1490MTorr-1510MTorr，硅烷反应气体流量为为790sccm-810sccm，一氧化二氮反应气体流量为8490sccm-8510sccm。
作为优选的方案，步骤3)中的氧化物层为氧化硅薄膜。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构图；
图2为本发明的氧化硅多层膜电池与常规氮化硅多层膜电池正面反射率曲线；
其中：1.晶硅电池，2.第一氮化硅层，3.第二氮化硅层，4.第三氮化硅层，5.氧化物层。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图1至2所示，本实施例中的一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，包括：晶硅电池1和氧化物层5，所述晶硅电池1和所述氧化物层5之间设有一层、二层、三层或四层以上氮化硅层。
本发明提供的一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法，可以制备低折射率的氧化物-氮化硅多层减反射膜，调节多层膜的光学匹配，降低表面反射率至5％以内，因此，含低折射率氧化物多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于晶硅电池对光线的利用率得到提升。
在一些实施例中，当氮化硅层为二层以上时，这两层呈垂直对称设置的氮化硅层为第一氮化硅层2和第二氮化硅层3。
采用上述实施例，其结构简单，操作方便。
在一些实施例中，所述晶硅电池1和所述氧化物层5之间设有第一氮化硅层2，所述第一氮化硅层2与所述氧化物层5之间设有第二氮化硅层3。
采用上述实施例，其结构简单，操作方便。
在一些实施例中，所述第一氮化硅层2的折射率范围2.30-2.45，所述第一氮化硅层2厚度为15-20nm。
采用上述实施例，所述第一氮化硅层2和所述氧化硅层5折射率差大于0.3，更大的折射率差会减小满足全反射条件时的临界角，使得更多的由硅片表面反射回多层膜的光线二次反射回硅片中，提高了膜层的减反射效果，变向增加了硅中光的吸收。
在一些实施例中，所述第二氮化硅层3的折射率范围2.00-2.10，所述第二氮化硅层3厚度为40-45nm。
采用上述实施例，所述第一氮化硅层2和所述第二氮化硅层3折射率差大于或等于0.3，更大的折射率差会减小满足全反射条件时的临界角，使得更多的由硅片表面反射回多层膜的光线二次反射回硅片中，提高了膜层的减反射效果，变向增加了硅中光的吸收。
在一些实施例中，所述氧化物层5的折射率范围1.40-1.60，所述氧化物层5厚度为15-20nm。
采用上述实施例，所述第二氮化硅层3和所述氧化物层5折射率差大于0.3，更大的折射率差会减小满足全反射条件时的临界角，使得更多的由硅片表面反射回多层膜的光线二次反射回硅片中，提高了膜层的减反射效果，变向增加了硅中光的吸收。
利用PECVD设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应沉积第一层氮化硅2，折射率范围2.30～2.45，膜厚范围15～20nm；通过射频产生等离子体反应沉积第二层氮化硅3，折射率范围2.00～2.10，膜厚范围40～45nm；最后，利用氮气携带硅烷和笑气，通过射频产生沉积第三层低折射率氧化硅薄膜，折射率范围1.40～1.6，膜厚范围15～20nm。最终，多层膜结构的平均折射率为2.00±0.06，膜厚为79±8nm，该晶硅太阳能电池用多层减反射膜平均反射率为3.50～4.50％。
在一些实施例中，所述氧化物层5为氧化硅薄膜、氧化铝薄膜或氧化钛薄膜中的任一种。
采用上述实施例，低折射率氧化物薄膜折射率小于1.8，较低的折射率减少了光在膜层中传输时经过的光程，进一步减小光被减反射层吸收。
在一些实施例中，一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构沉积方法，包括以下步骤：
1)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应在晶硅电池1上沉积第一氮化硅层2；
2)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应在第一氮化硅层2上沉积第二氮化硅层3；
3)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带硅烷和一氧化二氮，通过射频产生等离子体反应在第二氮化硅层3上沉积氧化物层5。
采用上述实施例，晶硅太阳能电池用多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于高效晶硅电池效率的发展。
在一些实施例中，步骤1)中的反应温度为500℃-520℃，反应气压为1550MTorr-1650MTorr，硅烷反应气体流量为960sccm-980sccm，氨气反应气体流量为5750-5850sccm，步骤2)中的反应温度为490℃-510℃，反应气压为1550MTorr-1650MTorr，硅烷反应气体流量为为650sccm-670sccm，氨气反应气体流量为6990sccm-7010sccm，步骤3)中的反应温度为490℃-510℃，反应气压为1490MTorr-1510MTorr，硅烷反应气体流量为为790sccm-810sccm，一氧化二氮反应气体流量为8490sccm-8510sccm。
采用上述实施例，步骤1)中的反应温度为510℃，反应气压为1600MTorr，硅烷反应气体流量为970sccm，氨气反应气体流量为5800sccm，步骤2)中的反应温度为500℃，反应气压为1600MTorr，硅烷反应气体流量为为660sccm，氨气反应气体流量为7000sccm，步骤3)中的反应温度为500℃，反应气压为1500MTorr，硅烷反应气体流量为为800sccm，一氧化二氮反应气体流量为8500sccm。
在一些实施例中，步骤3)中的氧化物层为氧化硅薄膜。
采用上述实施例，晶硅太阳能电池用多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于高效晶硅电池效率的发展。
在晶硅电池1表面沉积第一层高折射率氮化硅层2，第二层低折射率氮化硅层3和第三层低折射率氧化物层5。光线经过折射率逐渐增加的多层膜时，不同结构所影响电池吸收光的因素主要有两个：一是多层膜的光学吸收，二是多层膜的投射效果及内反射。产业化的氮化硅膜层折射率范围在1.9～2.8，而低折射率氧化物薄膜折射率小于1.8，如氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化钛薄膜等，更小的折射率减少了光在膜层中传输时经过的光程，进一步减小光被减反射层吸收；普通多层氮化硅膜层结构中相邻层的折射率差范围0.1～0.2，而晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构的折射率差大于0.3，更大的折射率差会减小满足全反射条件时的临界角，使得更多的由硅片表面反射回多层膜的光线二次反射回硅片中，提高了膜层的减反射效果，变向增加了硅中光的吸收。
本发明提供的一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法，产生如下的有益效果：
本发明主要利用低折射率氧化物-高折射率氮化硅-低折射率氮化硅-低折射率氧化物多层减反射膜降低晶硅电池正面的光学反射。此含低折射率氧化物多层膜结构反射率小于5％，比普通氮化硅多层减反射膜反射率低。并且，低折射率氧化物多层减反射膜在短波段的反射极小，极大程度地降低了太阳能电池在短波段的光能损失。相同条件下，低折射率氧化物多层减反射膜电池具有比氮化硅多层减反射膜电池更高的短路电流，对太阳能电池的效率有所提升。这证明本发明晶硅太阳能电池用多层减反射膜较常规氮化硅多层减反射膜具有更好的减反射效果，并且有利于高效晶硅电池效率的发展。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。
Claims (10)
1.一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，包括：晶硅电池和氧化物层，所述晶硅电池和所述氧化物层之间设有一层、二层、三层或四层以上氮化硅层。
2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，当氮化硅层为二层以上时，这二层呈垂直对称设置的氮化硅层为第一氮化硅层和第二氮化硅层。
3.根据权利要求2所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，所述晶硅电池和所述氧化物层之间设有第一氮化硅层，所述第一氮化硅层与所述氧化物层之间设有第二氮化硅层。
4.根据权利要求3所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，所述第一氮化硅层的折射率范围为2.30-2.45，所述第一氮化硅层厚度为15-20nm。
5.根据权利要求4所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，所述第二氮化硅层的折射率范围为2.00-2.10，所述第二氮化硅层厚度为40-45nm。
6.根据权利要求5所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，所述氧化物层的折射率范围为1.40-1.60，所述氧化物层厚度为15-20nm。
7.根据权利要求6所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构，其特征在于，所述氧化物层为氧化硅薄膜、氧化铝薄膜或氧化钛薄膜中的任一种。
8.一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构沉积方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应在晶硅电池上沉积第一氮化硅层；
2)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带反应气体硅烷和氨气，通过射频产生等离子体反应在第一氮化硅层上沉积第二氮化硅层；
3)利用等离子体增强化学的气相沉积法设备，氮气携带硅烷和一氧化二氮，通过射频产生等离子体反应在第二氮化硅层上沉积氧化物层。
9.根据权利要求8所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构沉积方法，其特征在于，步骤1)中的反应温度为500℃-520℃，反应气压为1550MTorr-1650MTorr，硅烷反应气体流量为960sccm-980sccm，氨气反应气体流量为5750sccm-5850sccm，步骤2)中的反应温度为490℃-510℃，反应气压为1550MTorr-1650MTorr，硅烷反应气体流量为为650sccm-670sccm，氨气反应气体流量为6990sccm-7010sccm，步骤3)中的反应温度为490℃-510℃，反应气压为1490MTorr-1510MTorr，硅烷反应气体流量为为790sccm-810sccm，一氧化二氮反应气体流量为8490sccm-8510sccm。
10.根据权利要求9所述的晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构沉积方法，其特征在于，步骤3)中的氧化物层为氧化硅薄膜。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110148637A (zh) * | 2019-06-02 | 2019-08-20 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种太阳能电池减反射膜结构 |
| US11201306B2 (en) | 2017-02-20 | 2021-12-14 | Novaled Gmbh | Active OLED display, method for preparing an active OLED display and compound |
| US20230079826A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-16 | Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd. | Solar cell, method for manufacturing solar cell, and photovoltaic module |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202268353U (zh) * | 2011-06-27 | 2012-06-06 | 光为绿色新能源股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜 |
| CN202977429U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-06-05 | 海南英利新能源有限公司 | 一种太阳能电池及减反射膜 |
| CN203312325U (zh) * | 2013-05-27 | 2013-11-27 | 镇江大全太阳能有限公司 | 具有抗pid效应镀膜的晶体硅电池片 |
| CN104091839A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-08 | 内蒙古日月太阳能科技有限责任公司 | 一种用于太阳能电池片的减反射膜及其制造方法 |
| CN203895468U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-10-22 | 保利协鑫（苏州）新能源运营管理有限公司 | 一种抗pid 效应的太阳能电池片 |
| CN203983299U (zh) * | 2014-07-28 | 2014-12-03 | 浙江德西瑞光电科技有限公司 | 一种高折射率抗pid多晶电池 |
| CN204966513U (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-13 | 上海大族新能源科技有限公司 | N型双面电池 |
| CN105489697A (zh) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | 浙江鸿禧能源股份有限公司 | 一种抗pid膜系设计方法 |
| CN106653872A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 罗雷 | 一种抗pid效应的太阳能电池 |
-
2018
- 2018-12-28 CN CN201811620465.1A patent/CN109494262A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202268353U (zh) * | 2011-06-27 | 2012-06-06 | 光为绿色新能源股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜 |
| CN202977429U (zh) * | 2012-10-30 | 2013-06-05 | 海南英利新能源有限公司 | 一种太阳能电池及减反射膜 |
| CN203312325U (zh) * | 2013-05-27 | 2013-11-27 | 镇江大全太阳能有限公司 | 具有抗pid效应镀膜的晶体硅电池片 |
| CN203895468U (zh) * | 2014-04-23 | 2014-10-22 | 保利协鑫（苏州）新能源运营管理有限公司 | 一种抗pid 效应的太阳能电池片 |
| CN104091839A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-08 | 内蒙古日月太阳能科技有限责任公司 | 一种用于太阳能电池片的减反射膜及其制造方法 |
| CN203983299U (zh) * | 2014-07-28 | 2014-12-03 | 浙江德西瑞光电科技有限公司 | 一种高折射率抗pid多晶电池 |
| CN105489697A (zh) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | 浙江鸿禧能源股份有限公司 | 一种抗pid膜系设计方法 |
| CN204966513U (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-13 | 上海大族新能源科技有限公司 | N型双面电池 |
| CN106653872A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 罗雷 | 一种抗pid效应的太阳能电池 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11201306B2 (en) | 2017-02-20 | 2021-12-14 | Novaled Gmbh | Active OLED display, method for preparing an active OLED display and compound |
| US11239440B2 (en) | 2017-02-20 | 2022-02-01 | Novaled Gmbh | Electronic semiconducting device and method for preparing the electronic semiconducting device |
| US11322710B2 (en) | 2017-02-20 | 2022-05-03 | Novaled Gmbh | Electronic semiconducting device and method for preparing the electronic semiconducting device |
| US11522150B2 (en) | 2017-02-20 | 2022-12-06 | Novaled Gmbh | Electronic device, method for preparing the same and display device comprising the same |
| US11539014B2 (en) | 2017-02-20 | 2022-12-27 | Novaled Gmbh | Electronic semiconducting device, method for preparing the electronic semiconducting device and compound |
| US11825667B2 (en) | 2017-02-20 | 2023-11-21 | Novaled Gmbh | Electronic semiconducting device and method for preparing the electronic semiconducting device |
| US12022672B2 (en) | 2017-02-20 | 2024-06-25 | Novaled Gmbh | Electronic semiconducting device, method for preparing the electronic semiconducting device and compound |
| CN110148637A (zh) * | 2019-06-02 | 2019-08-20 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种太阳能电池减反射膜结构 |
| US20230079826A1 (en) * | 2021-09-14 | 2023-03-16 | Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd. | Solar cell, method for manufacturing solar cell, and photovoltaic module |
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