CN113013267A - 太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件 - Google Patents

太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件 Download PDF

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Abstract

本发明适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件。太阳能电池包括依次层叠设置的电池基片、氧化硅钝化膜、氮氧化硅钝化膜和氮化硅钝化膜，氧化硅钝化膜的厚度范围为11‑100nm；氮氧化硅钝化膜的厚度范围为20‑110nm；氮化硅钝化膜的厚度范围为60‑160nm。如此，使得太阳能电池的钝化效果较好，而且可以降低成本，并规避AlOx钝化层。

Description

太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件。
背景技术
相关技术中的钝化发射极背面接触电池(PERC)的背面钝化技术，主要是在P型硅基体上沉积一层AlOx钝化层，然后在AlOx层外沉积若干层SiNx层。AlOx钝化层不仅能够降低电池背面复合，而且能改善长波响应，提高电池效率。
然而，单晶PERC电池钝化的主要辅材是TMA及N2O，且TMA价格昂贵，难以取代，导致成本较高。而且，现有的AlOx钝化层的钝化技术存在专利壁垒。
基于此，如何实现太阳能电池的钝化以降低成本并规避AlOx钝化层，成为了亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件，旨在解决如何实现太阳能电池的钝化以降低成本并规避AlOx钝化层的问题。
第一方面，本发明提供的太阳能电池包括依次层叠设置的：
电池基片；
氧化硅钝化膜，厚度范围为11-100nm；
氮氧化硅钝化膜，厚度范围为20-110nm；和
氮化硅钝化膜，厚度范围为60-160nm。
可选地，所述氧化硅钝化膜的折射率的范围为1.4-1.6，所述氮氧化硅钝化膜的折射率的范围为1.6-2.0，所述氮化硅钝化膜的折射率的范围为2.1-2.3。
可选地，所述氧化硅钝化膜包括多层氧化硅膜；和/或，
所述氮氧化硅钝化膜包括多层氮氧化硅膜；和/或，
所述氮化硅钝化膜包括多层氮化硅膜。
第二方面，本发明提供的电池钝化层的制作方法，包括：
在待沉积钝化膜的电池基片上沉积氧化硅钝化膜，所述氧化硅钝化膜的厚度范围为11-100nm；
在所述氧化硅钝化膜上沉积氮氧化硅钝化膜，所述氮氧化硅钝化膜的厚度范围为20-110nm；
在所述氮氧化硅钝化膜上沉积氮化硅钝化膜，所述氮化硅钝化膜的厚度范围为60-160nm。
可选地，所述在待沉积钝化膜的电池基片上沉积氧化硅钝化膜的步骤，包括：
在镀膜设备中通入SiH4和N2O，以形成所述氧化硅钝化膜；
所述在所述氧化硅钝化膜上沉积氮氧化硅钝化膜的步骤，包括：
在所述镀膜设备中通入SiH4、NH3和N2O，以形成所述氮氧化硅钝化膜；
所述在所述氮氧化硅钝化膜上沉积氮化硅钝化膜的步骤，包括：
在所述镀膜设备中通入SiH4和NH3，以形成所述氮化硅钝化膜。
可选地，在所述在镀膜设备中通入SiH4和N2O以形成所述氧化硅钝化膜的步骤中，按照SiH4和N2O的比例为1：(5-10)通入SiH4和N2O，并打开射频电源，以形成1-3层氧化硅膜，从而形成所述氧化硅钝化膜；其中，每层氧化硅膜对应的SiH4气体流量的范围为300sccm-2500sccm，N2O气体流量的范围为5slm-10slm，通入时间的范围为100s-500s；
在所述在所述镀膜设备中通入SiH4、NH3和N2O以形成所述氮氧化硅钝化膜的步骤中，按照SiH4、NH3和N2O的比例为1：(3-7)：(4-8)通入SiH4、NH3和N2O，并打开射频电源，以形成1-4层氮氧化硅膜，从而形成所述氮氧化硅钝化膜；其中，SiH4气体流量为500sccm-2500sccm，每层氮氧化硅膜对应的NH3气体流量的范围为2slm-5slm，N2O气体流量的范围为2slm-5slm，通入时间的范围为100s-800s；
在所述在所述镀膜设备中通入SiH4和NH3以形成所述氮化硅钝化膜的步骤中，按照SiH4和NH3的比例为1：(3-8)通入SiH4和NH3，并打开射频电源，以形成2-5层氮化硅膜，从而形成所述氮化硅钝化膜；其中，每层氮化硅膜对应的SiH4的气体流量范围为600sccm-2500sccm，NH3的气体流量范围为3slm-12slm，通入时间的范围为300s-800s。
可选地，在所述在镀膜设备中通入SiH4和N2O以形成所述氧化硅钝化膜的步骤前，所述方法包括：
将所述镀膜设备升温至预定温度，预定温度的范围为420℃-480℃；
在所述镀膜设备中通入反应气体；
在所述镀膜设备中通入N2O和NH3，并打开射频电源进行预处理，气体流量的范围为2slm-5slm，通入时间的范围为2min-5min；
抽空所述镀膜设备中通入的N2O和NH3；
在所述镀膜设备中通入N2O，并打开射频电源进行预处理，气体流量的范围为4slm-10slm，通入时间的范围为1min-3min；
抽空所述镀膜设备中通入的N2O。
可选地，包括：
在所述在所述镀膜设备中通入SiH4、NH3和N2O以形成所述氮氧化硅钝化膜的步骤前，抽空所述镀膜设备中通入的SiH4和N2O；
在所述在所述镀膜设备中通入SiH4和NH3以形成所述氮化硅钝化膜的步骤前，抽空所述镀膜设备中通入的SiH4、NH3和N2O。
第三方面，本发明提供的太阳能电池包括电池基片和设置在电池基片的钝化层，所述钝化层采用权利要求上述任一项的方法制作得到。
第四方面，本发明提供的太阳能组件包括上述任一项所述的太阳能电池。
本发明实施例的太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件中，通过依次层叠设置的氧化硅钝化膜、氮氧化硅钝化膜和氮化硅钝化膜，使得太阳能电池的钝化效果和抗潜在电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)效果较好，而且可以降低成本，并规避AlOx钝化层。
附图说明
图1是本发明实施例的太阳能电池的结构示意图；
图2是本发明实施例的太阳能电池中P型微晶硅结合层的形貌示意图；
图3是本发明实施例的太阳能电池的另一结构示意图；
图4是本发明实施例的太阳能电池制作方法的流程示意图；
图5是相关技术中的太阳能电池的钝化层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术通常通过AlOx钝化层对电池进行钝化。然而如此，成本较高且存在专利壁垒。本发明实施例提供的太阳能电池，通过依次层叠设置的氧化硅钝化膜、氮氧化硅钝化膜和氮化硅钝化膜，可以降低成本，并规避AlOx钝化层。
请参阅图1，本发明实施例提供的太阳能电池10包括依次层叠设置的电池基片12、氧化硅(SiOx)钝化膜14、氮氧化硅(SiOxNy)钝化膜16和氮化硅(SiNx)钝化膜18，氧化硅钝化膜14的厚度范围为11-100nm；氮氧化硅钝化膜16的厚度范围为20-110nm；氮化硅钝化膜18的厚度范围为60-160nm。
本发明实施例的太阳能电池10，通过依次层叠设置的氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18，使得太阳能电池10的钝化效果和抗潜在电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)效果较好，而且可以降低成本，并规避AlOx钝化层。
具体地，在本发明实施例中，太阳能电池为钝化发射极背面接触电池(PERC)。氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18均位于电池基片12的背面。
具体地，氧化硅钝化膜14的厚度例如为11nm、12nm、20nm、22nm、25nm、28nm、35nm、42nm、59nm、60nm、72nm、85nm、97nm、100nm。氮氧化硅钝化膜16的厚度例如为20nm、32nm、45nm、58nm、60nm、61nm、65nm、68nm、70nm、73nm、80nm、86nm、92nm、95nm、99nm、100nm、101nm、102nm、105nm、110nm。氮化硅钝化膜18的厚度例如为60nm、68nm、79nm、80nm、88nm、93nm、102nm、115nm、121nm、128nm、132nm、141nm、149nm、150nm、152nm、155nm、157nm、160nm。
优选地，氧化硅钝化膜14的厚度范围为[20nm，100nm]；氮氧化硅钝化膜16的厚度范围为(20nm，100nm]；氮化硅钝化膜18的厚度范围为(75nm，160nm]。如此，使得钝化效果更好。
具体地，氧化硅钝化膜14的厚度例如为20nm、22nm、25nm、28nm、35nm、42nm、59nm、60nm、72nm、85nm、97nm、100nm。氮氧化硅钝化膜16的厚度例如为20.1nm、20.2nm、25nm、38nm、40nm、53nm、60nm、86nm、92nm、95nm、99nm、100nm。氮化硅钝化膜18的厚度例如为75.1nm、75.2nm、78nm、93nm、102nm、115nm、121nm、128nm、132nm、141nm、149nm、150nm、159nm、160nm。在此不对氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18的具体厚度进行限定，只要满足上述范围即可。
可选地，氧化硅钝化膜14的折射率的范围为1.4-1.6，氮氧化硅钝化膜16的折射率的范围为1.6-2.0，氮化硅钝化膜18的折射率的范围为2.1-2.3。如此，有利于保障钝化效果，也有利于保障太阳能电池10的转换效率。
具体地，氧化硅钝化膜14的折射率例如为1.4、1.41、1.43、1.45、1.4、1.48、1.5、1.52、1.57、1.59、1.6。氮氧化硅钝化膜16的折射率的范围为1.6、1.61、1.63、1.65、1.72、1.76、1.8、1.83、1.91、1.99、2.0。氮化硅钝化膜18的折射率例如为2.1、2.12、2.18、2.25、2.29、2.3。
可选地，氧化硅钝化膜14包括氧化硅膜，氧化硅膜的层数的范围为1-3层。例如为1层、2层、3层。在氧化硅膜的层数为多层的情况下，多层氧化硅膜的厚度可以不同，折射率也可以不同。如此，可以钝化太阳能电池的背面缺陷，提高太阳能电池的开路电压和短路电流。
可选地，氮氧化硅钝化膜16包括氮氧化硅膜，氮氧化硅膜的层数的范围为1-4层。例如为1层、2层、3层、4层。在氮氧化硅膜的层数为多层的情况下，多层氮氧化硅膜的厚度可以不同，折射率也可以不同。如此，可以辅助钝化太阳能电池，提高太阳能电池的效率。
可选地，氮化硅钝化膜18包括氮化硅膜，氮化硅膜的层数的范围为2-5层。例如为2层、3层、4层、5层。在氮化硅膜的层数为多层的情况下，多层氮化硅膜的厚度可以不同，折射率也可以不同。如此，可以保护太阳能电池的钝化层并起到减反射作用，增强长波吸收，提高太阳能电池的效率。
请参阅图2，本发明实施例提供的电池钝化层的制作方法，包括：
步骤S12，在待沉积钝化膜的电池基片12上沉积氧化硅钝化膜14，氧化硅钝化膜14的厚度范围为11-100nm；
步骤S14，在氧化硅钝化膜14上沉积氮氧化硅钝化膜16，氮氧化硅钝化膜16的厚度范围为20-110nm；
步骤S16，在氮氧化硅钝化膜16上沉积氮化硅钝化膜18，氮化硅钝化膜18的厚度范围为60-160nm。
本发明实施例的电池钝化层的制作方法，通过依次层叠设置的氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18，使得太阳能电池10的钝化效果和抗PID效果较好，而且可以降低成本，并规避AlOx钝化层。
具体地，在本实施例中，在待沉积钝化膜的电池基片12的背面依次沉积氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18。
在本实施例中，在步骤S12前，可对P型单晶硅片进行制绒、硼扩散、SE激光、刻蚀、退火处理，从而制成待沉积钝化膜的电池基片12。然后可将待沉积钝化膜的电池基片12放入镀膜设备中沉积钝化膜。在其他实施例中，可对N型硅片或多晶硅片进行前述处理，以制成待沉积钝化膜的电池基片12。在此不进行限定。
具体地，在衬底为多晶硅片的情况下，可通过酸性药液制成孔状绒面；在衬底为单晶硅片的情况下，可通过碱性药液制成金字塔状绒面。
在本实施例中，可使用体积比为2％的KOH溶液配合制绒添加剂，在温度为80℃和时间为400s的条件下，在硅片正面和背面形成金字塔状绒面。可使用HF和HNO3混合液，将硅片背面进行粗抛光，其中HF体积浓度为10％，HNO3体积浓度为40％。可使用温度为80℃的KOH药液将硅片背面抛光。可使用HF和HCL混合液清洗以中和硅片表面残留的碱液，其中HF的体积浓度为5％，HCL的体积浓度为10％。可使用RCA2#液清洗硅片，去除硅片表面的金属离子。
在本实施例中，镀膜设备可通过等离子体增强化学气相沉积法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)在待沉积钝化膜的电池基片12上沉积氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18。
如此，镀膜时所需的基本温度较低，沉积的速率较快，效率较高，形成的钝化膜针孔较少，不易龟裂，质量较好，有利于提高生产效率和电池性能。
在本实施例中，在步骤S16后，可将沉积了氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18的电池基片12从镀膜设备中取出。在步骤S16后，可将可将沉积了氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18的电池基片12进行正面镀膜、背面激光和丝网印刷，以制成太阳能电池10。
在其他的一些实施例中，可在待沉积钝化膜的电池基片12的正面依次沉积氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18。在其他的另一些实施例中，可在待沉积钝化膜的电池基片12的正面和背面依次沉积氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18。另外，也可采用PECVD进行正面镀膜。
在本实施例中，可采用丝网印刷银浆和铝浆以形成太阳能电池10的电极。在其他的实施例中，可通过利用掩膜沉积金属来制作电极。在此不对制作电极的具体方式进行限定。
另外，可对制成的太阳能电池10进行电性能测试。如此，可以检测太阳能电池10的性能，有利于及时发现问题并改进。
请参阅图3，可选地，步骤S12包括：
步骤S122：在镀膜设备中通入SiH4和N2O，以形成氧化硅钝化膜14；
步骤S14包括：
步骤S142：在镀膜设备中通入SiH4、NH3和N2O，以形成氮氧化硅钝化膜16；
步骤S16包括：
步骤S162：在镀膜设备中通入SiH4和NH3，以形成氮化硅钝化膜18。
如此，通过气相沉积形成钝化膜，沉积的速率较快，效率较高，形成的钝化膜针孔较少，不易龟裂，质量较好，有利于提高生产效率和电池性能。
可选地，在步骤S122中，按照SiH4和N2O的比例为1：(5-10)通入SiH4和N2O，并打开射频电源，以形成1-3层氧化硅膜，从而形成氧化硅钝化膜14；其中，每层氧化硅膜对应的SiH4气体流量的范围为300sccm-2500sccm，N2O气体流量的范围为5slm-10slm，通入时间的范围为100s-500s。
如此，实现氧化硅钝化膜14的制作，使得氧化硅钝化膜14包括1-3层氧化硅膜。进一步地，可以每次按照不同的比例通入SiH4和N2O，从而分别形成多层氧化硅膜，避免了多层氧化硅膜的制作过程互相干扰。
具体地，SiH4和N2O的比例为1：(5-10)，例如为1:5、1:5.1、1:5.5、1:5.8、1:6、1:6.2、1:6.5、1:6.9、1:7、1:7、1:7.1、1:7.5、1:8、1:8.2、1:8.9、1:9、1:9.3、1:9.7、1:10。在此不对比例的具体数值进行限定，只要满足前述范围即可。
具体地，可分别按照SiH4和N2O的比例为1：(5-7)和1：(7-10)通入SiH4和N2O。如此，按照两种不同的比例通入SiH4和N2O，从而形成多层氧化硅膜，避免了多层氧化硅膜的制作过程互相干扰。进一步地，可先按照SiH4和N2O的比例为1：(5-7)通入SiH4和N2O，再按照SiH4和N2O的比例为1：(7-10)通入SiH4和N2O；也可先按照SiH4和N2O的比例为1：(7-10)通入SiH4和N2O，再按照1：(5-7)通入SiH4和N2O。在此不对SiH4和N2O两种比例的通入顺序进行限定。
在本实施例中，按照SiH4和N2O的比例为1：(5-7)通入SiH4和N2O，可形成一层氧化硅膜，按照SiH4和N2O的比例为1：(7-10)通入SiH4和N2O，可形成另一层氧化硅膜。这样，按照两种不同的比例分别通入SiH4和N2O，能够分别形成两层氧化硅膜，避免了两层氧化硅膜的制作过程互相干扰。
在其他的实施例中，可先按照SiH4和N2O的比例为1：5通入SiH4和N2O，形成第一层氧化硅膜，再按照SiH4和N2O的比例为1：6通入SiH4和N2O，形成第二层氧化硅膜，再按照SiH4和N2O的比例为1：8通入SiH4和N2O，形成第三层氧化硅膜。
在此不对按照SiH4和N2O的比例为1：(5-10)通入SiH4和N2O，以形成氧化硅钝化膜14的具体方式和氧化硅钝化膜14的具体层数进行限定。
具体地，每层氧化硅膜对应的SiH4气体流量例如为300sccm、302sccm、460sccm、820sccm、1000sccm、1200sccm、1800sccm、2500sccm。N2O气体流量例如为5slm、5.2slm、5.7slm、6.3slm、7.5slm、8.2slm、9.3slm、10slm。通入时间例如为100s、105s、125s、136s、147s、212s、350s、433s、469s、500s。在此不对具体数值进行限定，只要满足上述范围即可。
可选地，在步骤S142中，按照SiH4、NH3和N2O的比例为1：(3-7)：(4-8)通入SiH4、NH3和N2O，并打开射频电源，以形成1-4层氮氧化硅膜，从而形成氮氧化硅钝化膜16；其中，每层氮氧化硅膜对应的SiH4气体流量为500sccm-2500sccm，NH3气体流量的范围为2slm-5slm，N2O气体流量的范围为2slm-5slm，通入时间的范围为100s-800s。
如此，实现氮氧化硅钝化膜16的制作，使得氮氧化硅钝化膜16包括1-4层氮氧化硅膜。进一步地，可以每次按照不同的比例分别通入SiH4、NH3和N2O，所以能够分别形成多层氮氧化硅膜，避免了多层氮氧化硅膜的制作过程互相干扰。
关于该部分的解释和说明可参照前文，为避免冗余，在此不再赘述。
可选地，在步骤S162中，按照SiH4和NH3的比例为1：(3-8)通入SiH4和NH3，并打开射频电源，以形成2-5层氮化硅膜，从而形成氮化硅钝化膜18；其中，每层氮化硅膜对应的SiH4的气体流量范围为600sccm-2500sccm，NH3的气体流量范围为3slm-12slm，通入时间的范围为300s-800s。
如此，实现氮化硅钝化膜18的制作，使得氮化硅钝化膜18包括多层氮化硅膜。进一步地，可以每次按照不同的比例分别通入SiH4和NH3，所以能够分别形成多层氮化硅膜，避免了多层氮化硅膜的制作过程互相干扰。
关于该部分的解释和说明可参照前文，为避免冗余，在此不再赘述。
请参阅图4，可选地，在步骤S122前，方法包括：
步骤S111：将镀膜设备升温至预定温度，预定温度的范围为420℃-480℃；
步骤S112：在镀膜设备中通入反应气体；
步骤S113：在镀膜设备中通入N2O和NH3，并打开射频电源进行预处理，气体流量的范围为2slm-5slm，通入时间的范围为2min-5min；
步骤S114：抽空镀膜设备中通入的N2O和NH3；
步骤S115：在镀膜设备中通入N2O，并打开射频电源进行预处理，气体流量的范围为4slm-10slm，通入时间的范围为1min-3min；
步骤S116：抽空镀膜设备中通入的N2O。
如此，在沉积钝化膜之前进行预处理，可以提高沉积钝化膜的效果。而且，在通入的气体使用完毕后，先抽空使用完毕的气体，再通入后续需要使用的气体，可以避免先前的气体对后续过程产生影响。
具体地，预定温度例如为420℃、421℃、432℃、443℃、450℃、456℃、462℃、478℃、480℃。N2O和NH3气体流量例如为2slm、2.1slm、2.5slm、3slm、3.5slm、4.2slm、5slm，通入时间例如为2min、2.1min、2.5min、3min、3.5min、4.2min、5min。N2O气体流量的范围为4slm、4.2slm、5.5slm、6.6slm、7slm、8.2slm、9.6slm、10slm，通入时间例如为1min、1.1min、2min、2.5min、3min。在此不对具体数值进行限定，只要满足上述范围即可。
可选地，方法包括：
在步骤S142前，抽空镀膜设备中通入的SiH4和N2O；
在步骤S162前，抽空镀膜设备中通入的SiH4、NH3和N2O。
如此，在步骤S122中的SiH4和N2O使用完毕后，先抽空SiH4和N2O，再通入步骤S142中的SiH4、NH3和N2O，可以避免SiH4和N2O对步骤S142产生影响，能够更加准确地形成氮氧化硅钝化膜16。
类似地，在步骤S142中的SiH4、NH3和N2O使用完毕后，先抽空SiH4、NH3和N2O，再通入步骤S162中的SiH4和NH3，可以避免SiH4、NH3和N2O对步骤S162产生影响，能够更加准确地形成氮化硅钝化膜18。
本发明实施例提供的太阳能电池10包括电池基片12和设置在电池基片12的钝化层，钝化层采用权利要求上述任一项的方法制作得到。
本发明实施例的太阳能电池10，通过依次层叠设置的氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18，使得太阳能电池10的钝化效果和抗潜在电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)效果较好，而且可以降低成本，并规避AlOx钝化层。
本发明实施例提供的太阳能组件包括上述任一项的太阳能电池10。
本发明实施例的太阳能组件，太阳能电池10通过依次层叠设置的氧化硅钝化膜14、氮氧化硅钝化膜16和氮化硅钝化膜18，使得太阳能电池10的钝化效果和抗潜在电势诱导衰减(Potential Induced Degradation，PID)效果较好，而且可以降低成本，并规避AlOx钝化层。
请参阅图5，相关技术中的太阳能电池的钝化层20包括氧化铝(AlOx)钝化层21、氧化硅(SiOx)钝化层22和氮化硅(SixNy)钝化层23。
选取2000片P型单晶硅片，P型单晶硅片掺镓，平均分为两组，即对比组和实验组。对比组的硅片经过制绒、扩散、SE激光、刻蚀、退火、正膜、丝网印刷制备成太阳能电池。实验组的硅片经过制绒、扩散、SE激光、刻蚀和退火后，采用本实施例的电池钝化层的制作方法钝化背面，然后经过正膜、背面激光、丝网印刷制备成太阳能电池。对比组和实验组的太阳能电池的电性能数据如下：
Figure BDA0003037477990000121
显然，相较于通过现有技术中的AlOx钝化方法制成的太阳能电池，采用本申请中的电池钝化层的制作方法制成的太阳能电池10，开路电压、短路电流、填充因子和光电转换效率均更高。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的：
电池基片；
氧化硅钝化膜，厚度范围为11-100nm；
氮氧化硅钝化膜，厚度范围为20-110nm；和，
氮化硅钝化膜，厚度范围为60-160nm。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化硅钝化膜的折射率的范围为1.4-1.6，所述氮氧化硅钝化膜的折射率的范围为1.6-2.0，所述氮化硅钝化膜的折射率的范围为2.1-2.3。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化硅钝化膜包括氧化硅膜，所述氧化硅膜的层数的范围为1-3层。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮氧化硅钝化膜包括氮氧化硅膜，所述氮氧化硅膜的层数的范围为1-4层。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅钝化膜包括氮化硅膜，所述氮化硅膜的层数的范围为2-5层。
6.一种电池钝化层的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
在待沉积钝化膜的电池基片上沉积氧化硅钝化膜，所述氧化硅钝化膜的厚度范围为11-100nm；
在所述氧化硅钝化膜上沉积氮氧化硅钝化膜，所述氮氧化硅钝化膜的厚度范围为20-110nm；
在所述氮氧化硅钝化膜上沉积氮化硅钝化膜，所述氮化硅钝化膜的厚度范围为60-160nm。
7.根据权利要求6所述的电池钝化层的制作方法，其特征在于，所述在待沉积钝化膜的电池基片上沉积氧化硅钝化膜的步骤，包括：
在镀膜设备中通入SiH4和N2O，以形成所述氧化硅钝化膜；
所述在所述氧化硅钝化膜上沉积氮氧化硅钝化膜的步骤，包括：
在所述镀膜设备中通入SiH4、NH3和N2O，以形成所述氮氧化硅钝化膜；
所述在所述氮氧化硅钝化膜上沉积氮化硅钝化膜的步骤，包括：
在所述镀膜设备中通入SiH4和NH3，以形成所述氮化硅钝化膜。
8.根据权利要求7所述的电池钝化层的制作方法，其特征在于，在所述在镀膜设备中通入SiH4和N2O以形成所述氧化硅钝化膜的步骤中，按照SiH4和N2O的比例为1：(5-10)通入SiH4和N2O，并打开射频电源，以形成1-3层氧化硅膜，从而形成所述氧化硅钝化膜；其中，每层氧化硅膜对应的SiH4气体流量的范围为300sccm-2500sccm，N2O气体流量的范围为5slm-10slm，通入时间的范围为100s-500s；
在所述在所述镀膜设备中通入SiH4、NH3和N2O以形成所述氮氧化硅钝化膜的步骤中，按照SiH4、NH3和N2O的比例为1：(3-7)：(4-8)通入SiH4、NH3和N2O，并打开射频电源，以形成1-4层氮氧化硅膜，从而形成所述氮氧化硅钝化膜；其中，每层氮氧化硅膜对应的SiH4气体流量为500sccm-2500sccm，NH3气体流量的范围为2slm-5slm，N2O气体流量的范围为2slm-5slm，通入时间的范围为100s-800s；
在所述在所述镀膜设备中通入SiH4和NH3以形成所述氮化硅钝化膜的步骤中，按照SiH4和NH3的比例为1：(3-8)通入SiH4和NH3，并打开射频电源，以形成2-5层氮化硅膜，从而形成所述氮化硅钝化膜；其中，每层氮化硅膜对应的SiH4的气体流量范围为600sccm-2500sccm，NH3的气体流量范围为3slm-12slm，通入时间的范围为300s-800s。
9.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括电池基片和设置在电池基片的钝化层，所述钝化层采用权利要求6-8任一项所述的方法制作得到。
10.一种太阳能组件，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项或权利要求9所述的太阳能电池。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113659032A (zh) * 2021-07-02 2021-11-16 广东爱旭科技有限公司 避开氧化铝钝化的perc电池和电池钝化层的制作方法
CN113793876A (zh) * 2021-10-08 2021-12-14 平煤隆基新能源科技有限公司 一种高效太阳能电池叠层钝化膜结构及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130186464A1 (en) * 2012-01-03 2013-07-25 Shuran Sheng Buffer layer for improving the performance and stability of surface passivation of silicon solar cells
CN104091838A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 镇江大全太阳能有限公司 高转化效率抗pid晶体硅太阳能电池及其制造方法
CN107256894A (zh) * 2017-05-18 2017-10-17 广东爱康太阳能科技有限公司 管式perc单面太阳能电池及其制备方法和专用设备
CN107706246A (zh) * 2017-08-21 2018-02-16 无锡嘉瑞光伏有限公司 一种背面浆料直接烧穿的背钝化太阳能电池及其制造方法
CN110112243A (zh) * 2019-06-02 2019-08-09 苏州腾晖光伏技术有限公司 太阳能电池的背面钝化结构及其制备方法
CN110459615A (zh) * 2019-08-19 2019-11-15 通威太阳能（成都）有限公司 一种复合介电钝化层结构太阳电池及其制备工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130186464A1 (en) * 2012-01-03 2013-07-25 Shuran Sheng Buffer layer for improving the performance and stability of surface passivation of silicon solar cells
CN104091838A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 镇江大全太阳能有限公司 高转化效率抗pid晶体硅太阳能电池及其制造方法
CN107256894A (zh) * 2017-05-18 2017-10-17 广东爱康太阳能科技有限公司 管式perc单面太阳能电池及其制备方法和专用设备
CN107706246A (zh) * 2017-08-21 2018-02-16 无锡嘉瑞光伏有限公司 一种背面浆料直接烧穿的背钝化太阳能电池及其制造方法
CN110112243A (zh) * 2019-06-02 2019-08-09 苏州腾晖光伏技术有限公司 太阳能电池的背面钝化结构及其制备方法
CN110459615A (zh) * 2019-08-19 2019-11-15 通威太阳能（成都）有限公司 一种复合介电钝化层结构太阳电池及其制备工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113659032A (zh) * 2021-07-02 2021-11-16 广东爱旭科技有限公司 避开氧化铝钝化的perc电池和电池钝化层的制作方法
CN113793876A (zh) * 2021-10-08 2021-12-14 平煤隆基新能源科技有限公司 一种高效太阳能电池叠层钝化膜结构及制备方法

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