CN112768534A - 一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 - Google Patents
一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112768534A CN112768534A CN202011628235.7A CN202011628235A CN112768534A CN 112768534 A CN112768534 A CN 112768534A CN 202011628235 A CN202011628235 A CN 202011628235A CN 112768534 A CN112768534 A CN 112768534A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon
- dielectric layer
- silicon substrate
- layer
- preparing
- 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 117
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 title claims abstract description 45
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 title claims abstract description 45
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 194
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 194
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 194
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 155
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 30
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 39
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 23
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 21
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000651 laser trapping Methods 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 33
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 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
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020776 SixNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020781 SixOy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 1
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
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
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种氧化硅钝化PERC双面电池及其制备方法。包括硅衬底、设置在硅衬底正面的正面介电层、依次设置在背面的第一介电层和第二介电层;正面介电层包括二氧化硅层和氮化硅层;第一介电层为氧化硅层或氮氧化硅层;第二介电层包括至少一层氮化硅层;第一介电层厚10‑100nm;第二介电层厚60‑180nm。制备:S1硅衬底表面预清洗及制绒;S2磷扩散制备P‑N结;S3硅衬底边缘刻蚀及背面抛光;S4正面介电层中二氧化硅层制备;S5正面介电层中氮化硅层制备;S6背面第一介电层制备;S7背面第二介电层制备;S8背面激光开槽;S9电极制备。本发明的氧化硅钝化PERC双面电池,取代了常规的氧化铝钝化PERC电池,在保证效率的同时可有效降低产品的制造成本,极大实现了电池端降本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池生产制造技术领域,具体涉及一种氧化硅钝化PERC双面电池及其制备方法。
背景技术
目前太阳能电池发展的主要目标是降低成本,提高光电转换效率。PERC双面电池正背面均为受光面,可达到双面发电,最终提高单位面积的电量输出。但双面电池同时存在PID(Potential induce degradation,全称为电势诱导衰减)问题。PID通常是指电池组件在长期高压工作下,盖板玻璃封装材料与边框之间出现漏电,电池片表面钝化效果变差,最终导致电池组件性能衰减的现象。针对PERC电池的PID现象,电池端通常采用折射率较高的氮化硅薄膜并且搭配臭氧氧化法或热氧化法在正面形成一层二氧化硅薄膜的方法改善PID问题,同时组件端可使用普通EVA封装膜。
PERC电池的技术关键是实现电池背表面的良好钝化,减少背面悬挂键的复合对电池效率的影响。为了达到这一目标,通常的方法是对电池背面进行抛光,然后在背面依次沉积氧化铝和氮化硅薄膜。背面抛光的目的是提高硅表面的平整度,以减少表面悬挂键的密度;在背面沉积氧化铝的目的是利用氧化铝中存在的大量固定电荷负电荷,可以在硅表面感应生成正电荷层,从而阻止少数载流子在背表面产生复合;在氧化铝薄膜上沉积氮化硅薄膜的目的是用来保护氧化铝薄膜。这种背面氧化铝叠加氮化硅的膜层结构抗PID性能差,需要组件端采用特殊POE材料进行封装。但正面的EVA封装工艺与背面的POE封装工艺不同,两者不能兼容。目前为了解决PERC双面电池两面均在在的PID问题,组件端多采用两面均POE封装,这增加了电池制造成本,不符合光伏行业降本、平价上网的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化硅钝化PERC双面电池,本发明的氧化硅钝化PERC双面电池取代了市场上常规的氧化铝钝化PERC电池,在保证效率的同时可有效降低产品的制造成本,极大实现了电池端降本;本发明的另一目的在于提供一种简单、低成本的氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种氧化硅钝化PERC双面电池,其特征在于,包括硅衬底、设置在所述硅衬底正面的正面介电层、设置在所述硅衬底背面的第一介电层和设置在所述第一介电层上的第二介电层;所述的正面介电层包括二氧化硅层和氮化硅层;所述的第一介电层为氧化硅层或氮氧化硅层;所述的第二介电层包括至少一层氮化硅层;所述的第一介电层的厚度为10-100nm;所述的第二介电层的厚度为60-180nm。本发明的氧化硅钝化PERC双面电池与市场量产PERC电池的区别在于,背面介电层不同,本发明的电池未涉及到氧化铝介电层。本发明的氧化硅钝化PERC双面电池,其背面介电层采用氧化硅/氮氧化硅/氮化硅(SixOy/SixOyNz/SixNy)叠层膜结构,氮氧化硅薄膜(SixOyNz)是二氧化硅和氮化硅的中间相,具有优良的钝化增透特性,其折射率在一定范围内可调,使得氮氧化硅薄膜具有良好的光学特性。同时氮氧化硅也含有大量氢原子,可以实现良好的钝化效果。氧的存在又可以使氮氧化硅在硅表面获得较好的界面质量以及更快的生产速率。另一方面,氮氧化硅薄膜硬度高,具有优越的机械性能、热特性、抗腐蚀性、耐磨性及抗辐射性,化学性能更稳定;氮氧化硅/氮化硅叠层膜层相比常规氮化硅叠层膜,可有效解决背面PID问题,相比传统氧化铝/氮化硅叠层膜成本更低。
进一步地,所述的第一介电层的厚度为10-40nm;所述的第二介电层的厚度为90-110nm。
一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,包括如下步骤:
S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底置于碱溶液中腐蚀,在所述硅衬底表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌;
S2、P-N结制备:采用液态磷源通过高温扩散,在硅衬底中掺入磷原子,形成有效的P-N结;
S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底进行边缘刻蚀,然后进行背面抛光处理;
S4、硅衬底正面介电层中二氧化硅层制备:背面抛光处理后,采用管式热制程设备,通入氧气对所述硅衬底进行氧化,在所述硅衬底正面的表面氧化形成二氧化硅钝化膜;
S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:在所述二氧化硅钝化膜上沉积氮化硅形成氮化硅钝化层;
S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底的背面沉积形成所述第一介电层,且所述的第一介电层是由硅烷、氨气和笑气反应形成的氧化硅层或氮氧化硅层;
S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层上沉积形成所述第二介电层,且所述的第二介电层是由硅烷和氨气反应形成的氮化硅层;
S8、硅衬底背面激光开槽:利用激光相融的原理在所述硅衬底背面开槽;
S9、电极制备:在所述硅衬底的正面和背面印刷电极并烧结,即得到氧化硅钝化PERC双面电池。所述的第一介电层和所述的第二介电层主要包括两个部分,由等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方式沉积的氧化硅层或氮氧化硅钝化层和氮化硅钝化层。在沉积所述第一介电层之前,首先先通入氨气对所述硅衬底进行氢等离子体的预钝化处理,然后通入不同比例的硅烷、氨气和笑气,沉积氧化硅或氮氧化硅,通过不同硅烷、氨气和笑气的通入量比可实现对氧化硅或氮氧化硅(即第一介电层)折射率的控制。
进一步地,步骤S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底置于氢氧化钠或氢氧化钾溶液中腐蚀,在所述硅衬底表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌,降低所述硅衬底表面反射率,且反射率为10-15%。
进一步地,步骤S2、P-N结制备:采用三氯氧磷,在800-900℃下扩散,在硅衬底中掺入磷原子,形成有效的P-N结。
进一步地,步骤S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底进行等离子刻蚀,去除硅衬底周围的磷硅玻璃,然后再对所述硅衬底的背面进行抛光处理。
进一步地,步骤S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:采用PECVD方法在所述二氧化硅钝化膜上沉积氮化硅形成氮化硅层。
进一步地,步骤S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底的背面沉积形成所述第一介电层,所述的第一介电层是由硅烷、氨气和笑气反应形成的所述氧化硅层或所述氮氧化硅层,且所述硅烷(SiH4)、所述氨气(NH3)和所述笑气(N2O)按气体流量比1:(6-10):(6-15)反应形成氮氧化硅层;所述硅烷、所述氨气和所述笑气按气体流量比1:(1-5):(15-25)反应形成氧化硅层。本发明通过不同硅烷、氨气和笑气的通入量比可实现对氧化硅或氮氧化硅(即第一介电层)折射率在1.45-2.30区间控制。
进一步地,步骤S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层上沉积形成所述第二介电层,且所述的第二介电层是由硅烷和氨气反应形成的氮化硅层,且所述硅烷与所述氨气的气体流量比为1:(3-16)。
本发明的有益效果:
本发明的氧化硅钝化PERC双面电池,取代了市场上常规的氧化铝钝化PERC电池,在保证效率的同时可有效降低产品的制造成本,极大实现了电池端降本。本发明的氧化硅钝化PERC双面电池,其背面介电层采用氧化硅/氮氧化硅/氮化硅叠层膜结构,氮氧化硅薄膜是二氧化硅和氮化硅的中间相,具有优良的钝化增透特性,其折射率在一定范围内可调,使得氮氧化硅薄膜具有良好的光学特性。同时氮氧化硅也含有大量氢原子,可以实现良好的钝化效果。氧的存在又可以使氮氧化硅在硅表面获得较好的界面质量以及更快的生产速率。另一方面,氮氧化硅薄膜硬度高,具有优越的机械性能、热特性、抗腐蚀性、耐磨性及抗辐射性,化学性能更稳定;氮氧化硅/氮化硅叠层膜层相比常规氮化硅叠层膜,可有效解决背面PID问题,且相比传统氧化铝/氮化硅叠层膜成本更低。本发明所提供的氧化硅钝化PERC双面电池制备方法简单,且成本低。本发明的氧化硅钝化PERC双面电池能够达到与传统氧化铝电池持平甚至更优的电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明氧化硅钝化PERC双面电池的结构示意图。
图中:1硅衬底、2正面介电层、3第一介电层、4第二介电层、5正面电极、6背面电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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的一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
实施例1
一种氧化硅钝化PERC双面电池,包括硅衬底1、沉积在所述硅衬底1正面的正面介电层2、沉积在所述硅衬底1背面的第一介电层3和沉积在所述第一介电层3上的第二介电层4;所述的正面介电层2包括二氧化硅层和氮化硅层;所述的第一介电层3为氮氧化硅层,且氮氧化硅层的厚度为15nm;所述的第二介电层4包括两层氮化硅层,两层氮化硅层的综合厚度为90nm;第一层氮化硅层的厚度为40nm,第二层氮化硅层的厚度为50nm。
上述实施例1的氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,包括如下具体步骤:
S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底1表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底1置于氢氧化钠溶液中腐蚀,在所述硅衬底1表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌,降低所述硅衬底1表面反射率,且反射率为11%;
S2、磷扩散制备P-N结:采用三氯氧磷,在900℃下扩散,在所述硅衬底1中掺入磷原子,形成有效的P-N结;
S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底1进行等离子刻蚀,去除硅衬底1周围的磷硅玻璃,然后再对所述硅衬底1的背面进行抛光处理;
S4、硅衬底正面介电层中二氧化硅层制备:背面抛光处理后,采用管式热制程设备通入氧气对所述硅衬底1进行氧化,在所述硅衬底1正面的表面氧化形成二氧化硅钝化膜层;
S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:采用PECVD方法在所述二氧化硅钝化膜层上沉积氮化硅形成氮化硅钝化层,二氧化硅钝化膜层和氮化硅钝化层形成正面介电层2;
S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底1进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底1的背面沉积形成所述第一介电层3,且所述的第一介电层3是由硅烷、氨气和笑气反应形成的氮氧化硅层,且所述硅烷(SiH4)、所述氨气(NH3)和所述笑气(N2O)气体流量比1:6:9;
S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层3(即氮氧化硅层3)上沉积形成所述第二介电层4;所述的第二介电层4包括两层氮化硅层,且其中一层氮化硅的厚度为40nm、另一层的厚度50nm;厚度40nm的氮化硅层是由气体流量比1:8的硅烷与氨气反应生成;厚度50nm的氮化硅层是由气体流量比1:12的硅烷与氨气反应生成;
S8、硅衬底背面激光开槽:利用激光相融的原理在所述硅衬底背面开槽;
S9、电极制备:在所述硅衬底1的正面印刷正面电极5、在背面印刷背面电极6并烧结,即可得到如图1所示的,氧化硅钝化PERC双面电池。
实施例2
一种氧化硅钝化PERC双面电池,包括硅衬底1、沉积在所述硅衬底1正面的正面介电层2、沉积在所述硅衬底1背面的第一介电层3和沉积在所述第一介电层3上的第二介电层4;所述的正面介电层2包括二氧化硅层和氮化硅层;所述的第一介电层3为氮氧化硅层,且氮氧化硅层的厚度为30nm;所述的第二介电层4包括两层氮化硅层,两层氮化硅层的综合厚度为110nm;第一层氮化硅层的厚度为50nm,第二层氮化硅层的厚度为60nm。
上述实施例2的氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,包括如下具体步骤:
S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底1表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底1置于氢氧化钠溶液中腐蚀,在所述硅衬底1表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌,降低所述硅衬底1表面反射率,且反射率为11%;
S2、磷扩散制备P-N结:采用三氯氧磷,在900℃下扩散,在所述硅衬底1中掺入磷原子,形成有效的P-N结;
S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底1进行等离子刻蚀,去除硅衬底1周围的磷硅玻璃,然后再对所述硅衬底1的背面进行抛光处理;
S4、硅衬底正面介电层中二氧化硅层制备:背面抛光处理后,采用管式热制程设备通入氧气对所述硅衬底1进行氧化,在所述硅衬底1正面的表面氧化形成二氧化硅钝化膜层;
S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:采用PECVD方法在所述二氧化硅钝化膜层上沉积氮化硅形成氮化硅钝化层,二氧化硅钝化膜层和氮化硅钝化层形成正面介电层2;
S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底1进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底1的背面沉积形成所述第一介电层3,且所述的第一介电层3是由硅烷、氨气和笑气反应形成的氮氧化硅层,且所述硅烷(SiH4)、所述氨气(NH3)和所述笑气(N2O)气体流量比1:6.5:10;
S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层3(即氮氧化硅层3)上沉积形成所述第二介电层4;所述的第二介电层4包括两层氮化硅层,且其中一层氮化硅的厚度为50nm、另一层的厚度60nm;厚度50nm的氮化硅层是由气体流量比1:3的硅烷与氨气反应生成;厚度60nm的氮化硅层是由气体流量比1:10的硅烷与氨气反应生成;
S8、硅衬底背面激光开槽:利用激光相融的原理在所述硅衬底背面开槽;
S9、电极制备:在所述硅衬底1的正面印刷正面电极5、在背面印刷背面电极6并烧结,即可得到如图1所示的,氧化硅钝化PERC双面电池。
实施例3
一种氧化硅钝化PERC双面电池,包括硅衬底1、沉积在所述硅衬底1正面的正面介电层2、沉积在所述硅衬底1背面的第一介电层3和沉积在所述第一介电层3上的第二介电层4;所述的正面介电层2包括二氧化硅层和氮化硅层;所述的第一介电层3为氧化硅层,且氧化硅层的厚度为20nm;所述的第二介电层4为两层氮化硅层,且两层氮化硅层的综合厚度为80nm,第一层氮化硅层的厚度为40nm;第二层氮化硅层的厚度为40nm。
上述实施例3的氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,包括如下具体步骤:
S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底1表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底1置于氢氧化钾溶液中腐蚀,在所述硅衬底1表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌,降低所述硅衬底1表面反射率,且反射率为15%;
S2、磷扩散制备P-N结:采用三氯氧磷,在900℃下扩散,在所述硅衬底1中掺入磷原子,形成有效的P-N结;
S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底1进行等离子刻蚀,去除硅衬底1周围的磷硅玻璃,然后再对所述硅衬底1的背面进行抛光处理;
S4、硅衬底正面介电层中二氧化硅层制备:背面抛光处理后,采用管式热制程设备通入氧气对所述硅衬底1进行氧化,在所述硅衬底1正面的表面氧化形成二氧化硅钝化膜层;
S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:采用PECVD方法在所述二氧化硅钝化膜层上沉积氮化硅形成氮化硅钝化层,二氧化硅钝化膜层和氮化硅钝化层形成正面介电层2;
S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底1进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底1的背面沉积形成所述第一介电层3,且所述的第一介电层3是由硅烷、氨气和笑气反应形成的氧化硅层,且所述硅烷(SiH4)、所述氨气(NH3)和所述笑气(N2O)气体流量比1:2:20;笑气越多,氨气越少反应产物则越接近氧化硅;
S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层3(即氮氧化硅层3)上沉积形成所述第二介电层4;所述的第二介电层4为两层氮化硅层,且两层氮化硅层的综合厚度为80nm,第一层氮化硅层是由气体流量比1:5的硅烷与氨气反应生成,厚度40nm;第二层氮化硅层是由气体流量比1:16的硅烷与氨气反应生成,厚度40nm;
S8、硅衬底背面激光开槽:利用激光相融的原理在所述硅衬底背面开槽;
S9、电极制备:在所述硅衬底1的正面印刷正面电极5、在背面印刷背面电极6并烧结,即可得到如图1所示的,氧化硅钝化PERC双面电池。
对比例1
对比例1为传统的氧化铝/氮化硅膜电池,对比例1与实施例1的区别在于,对比例1是在硅衬底1的背面依次沉积氧化铝层和氮化硅层,且氧化铝层的厚度为30nm,氮化硅层的厚度为90nm,其余均与实施例1相同。
测试例1
测试上述实施例1-3的氧化硅钝化PERC双面电池以及对比例1的电池的电性能数据,结果如表1所示:
表1为实施例1-3及对比例所得电池的电性能测试结果
分组 | Voc | Isc | Rs | Rp | FF | Eta |
实施例1 | 0.6840 | 11.128 | 0.00088 | 1067 | 82.15 | 22.667 |
实施例2 | 0.6838 | 11.118 | 0.00130 | 1216 | 81.98 | 22.621 |
实施例3 | 0.6838 | 11.105 | 0.00132 | 1587 | 81.95 | 22.685 |
对比例1 | 0.6833 | 11.126 | 0.00096 | 1433 | 82.10 | 22.652 |
由表1的测试数据可以看出实施例1、实施例2和实施例3通过控制硅衬底背面介电层厚度,达到了不同效率,因此可以通过调整背面介电层厚度、折射率匹配得到理想电性能;且由表1的测试数据还可以看出本发明制得的氧化硅钝化PERC双面电池相比于传统(对比例1)的电池其电性能可达到持平甚至更优水平。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种氧化硅钝化PERC双面电池,其特征在于,包括硅衬底(1)、设置在所述硅衬底(1)正面的正面介电层(2)、设置在所述硅衬底(1)背面的第一介电层(3)和设置在所述第一介电层(3)上的第二介电层(4);所述的正面介电层(2)包括二氧化硅层和氮化硅层;所述的第一介电层(3)为氧化硅层或氮氧化硅层;所述的第二介电层(4)包括至少一层氮化硅层;所述的第一介电层(3)的厚度为10-100nm;所述的第二介电层(4)的厚度为60-180nm。
2.根据权利要求1所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池,其特征在于,所述的第一介电层(3)的厚度为10-40nm;所述的第二介电层(4)的厚度为90-110nm。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底置于碱溶液中腐蚀,在所述硅衬底表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌;
S2、P-N结制备:采用液态磷源通过高温扩散,在硅衬底中掺入磷原子,形成有效的P-N结;
S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底进行边缘刻蚀,然后进行背面抛光处理;
S4、硅衬底正面介电层中二氧化硅层制备:背面抛光处理后,通入氧气对所述硅衬底进行氧化,在所述硅衬底正面的表面氧化形成二氧化硅钝化膜;
S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:在所述二氧化硅钝化膜上沉积氮化硅形成氮化硅钝化层;
S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底的背面沉积形成所述第一介电层,且所述的第一介电层是由硅烷、氨气和笑气反应形成的氧化硅层或氮氧化硅层;
S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层上沉积形成所述第二介电层,且所述的第二介电层是由硅烷和氨气反应形成的氮化硅层;
S8、硅衬底背面激光开槽:利用激光相融的原理在所述硅衬底背面开槽;
S9、电极制备:在所述硅衬底的正面和背面印刷电极并烧结,即得到氧化硅钝化PERC双面电池。
4.根据权利要求3所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,步骤S1、硅衬底表面预清洗及制绒面:去除所述硅衬底表面脏污及机械损伤,然后将所述硅衬底置于氢氧化钠或氢氧化钾溶液中腐蚀,在所述硅衬底表面制备出具有光陷优势的金字塔形貌,降低所述硅衬底表面反射率,且反射率为10-15%。
5.根据权利要求3所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,步骤S2、P-N结制备:采用三氯氧磷,在800-900℃下扩散,在硅衬底中参入磷原子,形成有效的P-N结。
6.根据权利要求3所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,步骤S3、硅衬底边缘刻蚀及背面抛光:对S2扩散后的硅衬底进行等离子刻蚀,去除硅衬底周围的磷硅玻璃,然后再对所述硅衬底的背面进行抛光处理。
7.根据权利要求3所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,步骤S5、硅衬底正面介电层中氮化硅层制备:采用PECVD方法在所述二氧化硅钝化膜上沉积氮化硅形成氮化硅层。
8.根据权利要求3所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,步骤S6、硅衬底背面第一介电层制备:首先通入氨气,对所述硅衬底进行氢等离子体的预钝化处理,然后采用PECVD方法在所述硅衬底的背面沉积形成所述第一介电层,所述的第一介电层是由硅烷、氨气和笑气反应形成的所述氧化硅层或所述氮氧化硅层,且所述硅烷、所述氨气和所述笑气按气体流量比1:(6-10):(6-15)反应形成氮氧化硅层;所述硅烷、所述氨气和所述笑气按气体流量比1:(1-5):(15-25)反应形成氧化硅层。
9.根据权利要求3所述的一种氧化硅钝化PERC双面电池的制备方法,其特征在于,步骤S7、硅衬底背面第二介电层制备:采用PECVD方法在所述第一介电层上沉积形成所述第二介电层,且所述的第二介电层是由硅烷和氨气反应形成的氮化硅层,且所述硅烷与所述氨气的气体流量比为1:(3-16)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011628235.7A CN112768534A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011628235.7A CN112768534A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112768534A true CN112768534A (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=75698968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011628235.7A Pending CN112768534A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112768534A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113809184A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-17 | 东方日升(安徽)新能源有限公司 | 一种perc晶硅太阳能电池及其制备方法 |
US20230078580A1 (en) * | 2021-09-10 | 2023-03-16 | Shanghai Jinko Green Energy Enterprise Management Co., Ltd. | Solar cell, method for preparing same and solar cell module |
-
2020
- 2020-12-31 CN CN202011628235.7A patent/CN112768534A/zh active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113809184A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-12-17 | 东方日升(安徽)新能源有限公司 | 一种perc晶硅太阳能电池及其制备方法 |
US20230078580A1 (en) * | 2021-09-10 | 2023-03-16 | Shanghai Jinko Green Energy Enterprise Management Co., Ltd. | Solar cell, method for preparing same and solar cell module |
US11784266B2 (en) * | 2021-09-10 | 2023-10-10 | Shanghai Jinko Green Energy Enterprise Management Co., Ltd. | Solar cell, method for preparing same and solar cell module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230335658A1 (en) | Photovoltaic module, solar cell, and method for producing solar cell | |
CN111628052B (zh) | 一种钝化接触电池的制备方法 | |
CN101097969A (zh) | 包括所有背面接触结构的光电器件以及相关处理 | |
CN109004038B (zh) | 太阳能电池及其制备方法和光伏组件 | |
CN105355723B (zh) | 晶体硅太阳电池二氧化硅钝化膜的制备方法 | |
Balaji et al. | Surface passivation schemes for high-efficiency c-Si solar cells-A review | |
CN104600157A (zh) | 一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池 | |
WO2023216628A1 (zh) | 异质结太阳电池、其制备方法及发电装置 | |
CN103367467A (zh) | 一种太阳能电池 | |
CN115132851A (zh) | 太阳能电池及其制作方法、光伏组件 | |
WO2024066884A1 (zh) | 太阳电池及其制备方法 | |
WO2023036121A1 (zh) | 一种电池背钝化结构及其制作方法、太阳能电池 | |
CN112768534A (zh) | 一种氧化硅钝化perc双面电池及其制备方法 | |
CN117038744A (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
CN110571303B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
CN115176345A (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法 | |
CN117199186A (zh) | 一种N-TOPCon电池的制作方法 | |
CN110534614B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
CN218160392U (zh) | 一种太阳能电池 | |
TW201222851A (en) | Manufacturing method of bifacial solar cells | |
CN215220733U (zh) | 一种太阳能电池及其正面膜层结构、电池组件及光伏系统 | |
CN114597285A (zh) | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池和光伏组件 | |
CN112382680A (zh) | 基于激光诱导的hjt电池的制备方法及hjt电池 | |
CN106856214A (zh) | 一种太阳能电池制备方法 | |
CN214753783U (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |