CN114005887A - 一种抗pid双面perc电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗PID双面PERC电池的背面减反钝化膜，包括依次接触的背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层；1≤x≤1.5；n为正整数；从里指向外，所述n层背面SiNx层的折射率递减，厚度递增。本发明引入了相对较为致密的SiO2介质层，可以有效地阻挡Na+等金属离子和水汽进入电池片形成PID衰减，同时本发明创造性的设置了一种夹心结构，利用两层SiO2与氮化硅层形成夹心结构，最终构成了背面的Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2的叠层钝化结构，提升背面电池效率提升双面率的同时，也大大降低了金属离子和水汽的通过率，降低了相应电池、组件产品的PID衰减。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种抗PID双面PERC电池及其制备方法。
背景技术
近年来，随着PERC电池产能不断的扩张，其中由于双面电池具有较高的转化效率及双面率，可有效降低电站的LCOE，双面PERC电池组件越来越受到市场终端的青睐。但是目前双面PERC电池可靠性方面仍存在一些问题，尤其为双面PERC电池背面抗PID能力及背面发电能力。另外，目前的PERC电池的双面率也难以达到市场需求。
现有双面PERC电池减反钝化膜层结构只在电池正面制作了致密的SiO2和渐变折射率的多层SiNx来达到正面抗PID效果，使得正面的PID均可达到4％以内。电池背面采用Al2O3/SiOxNy/SiNx钝化膜结构，增加SiOxNy膜层阻挡水汽、金属离子进入电池内部造成效率衰减。但因SiOxNy的折射率高于氧化铝的折射率会导致一定的光学失配从而造成一定的光学损失，且SiOxNy的致密性对水汽的阻挡有一定的局限性，需进一步优化；另一方面双面PERC电池背面放弃了Al-BSF的印刷，双面PERC电池在制作成组件后增大了金属离子由电池背部进入电池内部的可能性，进而影响到电池正面的抗PID性能。所以开发高效且具有优异抗PID能力的双面电池显得尤为迫切。图2为现有技术中双面PERC电池的减反钝化膜的结构示意图；图2中，1为正面顶层SiNx层，2为正面底层SiNx层，3为SiO2层，4为硅片，5为背面氧化铝层，6为背面SiOxNy层，7为背面底层SiNx层，8为背面顶层SiNx层。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种抗PID双面PERC电池及其制备方法，制备的双面PERC电池具有优异的双面抗PID能力。
为达到上述目的，本发明提供了一种抗PID双面PERC电池的背面减反钝化膜，包括依次接触的背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层；
1≤x≤1.5；
n为正整数；
从里指向外，所述n层背面SiNx层的折射率递减，厚度递增。
本发明中，上述从里指向外，指由背面底层SiO2层指向背面顶层SiO2层的方向。
本发明在背面减反钝化膜中引入了相对较为致密的SiO2介质层，可以有效地阻挡Na+等金属离子和水汽进入电池片形成PID衰减，同时本发明创造性的设置了一种夹心结构，包括背面底层SiO2层和背面顶层SiO2层，背面底层SiO2层和背面顶层SiO2层之间设置了若干层折射率及厚度不一致的氮化硅层，形成了Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2的叠层钝化结构，用于P型PERC电池背面，大大降低了金属离子和水汽的通过率，降低了相应电池、组件产品的PID衰减，背膜由于低折射率的二氧化硅陷光效应降低了背反射率及折射率，增加了背光学响应，提升了电池的双面率。背膜的折射率越低，背吸光系数更强，双面率提升越高。
背面顶层SiO2层结构折射率较低，能明显降低背反射率，提高背光学响应，提升背面效率，提升双面率。
本发明提供了一种抗PID双面PERC电池，包括硅片，设置在硅片正面的正面减反钝化膜和设置在硅片背面的上述背面减反钝化膜；其中，所述背面减反钝化膜的背面氧化铝层与硅片背面接触。
优选的，本发明提供的抗PID双面PERC电池包括硅片；
所述硅片的正面依次设置有正面SiO2层、正面底层SiNx层和正面顶层SiNx层；
所述硅片的背面依次设置有背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层和背面顶层SiO2层；
1≤x≤1.5；
所述n为1～7的整数；
从里指向外，所述n层背面SiNx层的折射率递减，厚度递增。
本发明中，上述从里指向外，指由背面底层SiO2层指向背面顶层SiO2层的方向。
参见图1，图1是本发明提供的抗PID双面PERC电池的结构示意图。其中，11为正面顶层SiNx层，12为正面底层SiNx层，13为正面SiO2层，14为硅片，15为背面氧化铝层，16为背面底层SiO2层，17为n层背面SiNx层，18为背面顶层SiO2层。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括硅片14。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括设置在硅片14背面的上述方案所述的背面减反钝化膜。
所述背面减反钝化膜包括与硅片14背面接触的背面氧化铝层15。所述背面氧化铝层15的厚度优选为5～10nm，折射率优选为1.6～1.8。所述背面氧化铝层15优选采用TMA和N2O进行沉积。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括与所述背面氧化铝层15接触的背面底层SiO2层16。所述背面底层SiO2层16的厚度优选为8～15nm，折射率优选为1.4～1.6。所述背面底层SiO2层16的沉积条件优选为：压力800-1200mtorr，N2O的流量8.0-10.0slm，SiH4的流量200-400sccm。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括与所述背面底层SiO2层16接触的n层背面SiNx层17。
其中，优选的，1≤x≤1.5；
n为正整数，优选的，所述n为1～7的整数，更优选为3～7的整数，进一步优选为3～5的整数，具体可以为1、2、3、4、5、6、7，或上述任意值为上限或下限的范围值，尤其优选为3或5。
所述n层背面SiNx层17，从里指向外，折射率递减，厚度递增。
在本发明的一些具体实施例中，所述n层背面SiNx层为一层SiNx层；
所述SiNx层的厚度为45～65nm，折射率为2.15～2.3。
所述SiNx层的沉积条件优选为：压力1500-2000mtorr，SiH4的流量为1500-2000sccm，NH3的流量为6-9slm。
在本发明的一些具体实施例中，所述n层背面SiNx层为三层SiNx层，分别记为第一层SiNx层、第二层SiNx层、第三层SiNx层。
本发明优选的，所述第一层SiNx层的厚度为10～15nm，折射率为2.2～2.3。
所述第一层SiNx层的沉积条件优选为：压力1500-2000mtorr，SiH4的流量为1500-2000sccm，NH3的流量为6-9slm。
本发明优选的，所述第二层SiNx层的厚度为15～20nm，折射率为2.1～2.2。
所述第二层SiNx层的沉积条件优选为：压力1500-2000mtorr，SiH4的流量1500-2000sccm，NH3的流量为9-12slm。
本发明优选的，所述第三层SiNx层的厚度为20～25nm，折射率为2.05～2.1。
所述第三层SiNx层的沉积条件优选为：压力1500-2000mtorr，SiH4的流量为1500-2000sccm，NH3的流量为12-15slm。
所述第一层SiNx层与背面底层SiO2层16接触，所述第三层SiNx层与背面顶层SiO2层18接触。
在本发明的一些具体实施例中，所述n层背面SiNx层为五层SiNx层，分别记为第一层SiNx层、第二层SiNx层、第三层SiNx层、第四层SiNx层、第五层SiNx层。
本发明优选的，所述第一层SiNx层的厚度为5～10nm，折射率为2.25～2.35。
所述第一层SiNx层的沉积条件优选为：压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为6-8slm。
本发明优选的，所述第二层SiNx层的厚度为5～10nm，折射率为2.20～2.25。
所述第二层SiNx层的沉积条件优选为：压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为8-10slm。
本发明优选的，所述第三层SiNx层的厚度为10～15nm，折射率为2.15～2.20。
所述第三层SiNx层的沉积条件优选为：压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为10-12slm。
本发明优选的，所述第四层SiNx层的厚度为10～15nm，折射率为2.10～2.15。
所述第四层SiNx层的沉积条件优选为：压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为12-14slm。
本发明优选的，所述第五层SiNx层的厚度为15～20nm，折射率为2.05～2.10。
所述第五层SiNx层的沉积条件优选为：压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为14-16slm。
所述第一层SiNx层与背面底层SiO2层16接触，所述第五层SiNx层与背面顶层SiO2层18接触。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括与所述n层背面SiNx层17接触的背面顶层SiO2层18。
所述背面顶层SiO2层18的厚度优选为3～7nm，折射率优选为1.4～1.6。
所述背面顶层SiO2层18的沉积条件优选为：压力800-1200mtorr，N2O的流量为8.0-10.0slm，SiH4的流量为200-400sccm。
本发明优选的，所述背面氧化铝层15、背面底层SiO2层16、n层背面SiNx层17、背面顶层SiO2层18的总厚度为70～90nm，总折射率为2.05～2.25。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括设置在硅片14正面的正面SiO2层13。
本发明优选的，所述正面SiO2层13的厚度为1～2nm，折射率为1.4～1.6。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括与所述正面SiO2层13接触的正面底层SiNx层12。
本发明优选的，所述正面底层SiNx层12的厚度为15～25nm，折射率为2.2～2.3。
本发明提供的抗PID双面PERC电池包括与所述正面底层SiNx层12接触的正面顶层SiNx层11。
本发明优选的，所述正面顶层SiNx层11的厚度为50～60nm，折射率为2.05～2.15。
本发明优选的，所述正面底层SiNx层12、正面顶层SiNx层11采用PECVD沉积炉进行沉积。
本发明优选的，所述正面底层SiNx层12、正面顶层SiNx层11的总厚度为68～76nm，以获得最好的减反射效果。
本发明提供了上述抗PID双面PERC电池的制备方法，包括以下步骤：
A)将原硅片碱绒、刻蚀和清洗，得到预处理硅片；
B)将所述预处理硅片的正面依次沉积正面SiO2层、正面底层SiNx层、正面顶层SiNx层；
将所述预处理硅片的背面依次沉积背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层；
C)采用激光对背面进行开槽，然后在前表面印刷Ag电极，背表面印刷Al栅线和Ag电极，制得抗PID双面PERC电池。
本发明首先进行制绒，将原硅片碱绒、刻蚀和清洗，得到预处理硅片。
然后进行扩散操作：将上述预处理硅片使用管式扩散炉对基体硅(P型)进行掺杂，利用POCl3为掺杂剂，磷原子在高温条件下扩散进入硅片内部，在硅片表面形成0.3μm左右厚度的N型硅。
然后进行背面刻蚀：利用HF/HNO3体系对扩散后的硅片的侧边及背部进行腐蚀，去除侧边及四周的N型硅，保证电池的单向导通性，避免电池漏电。
然后在上述预处理硅片的正面沉积正面SiO2层，具体的，将清洗刻蚀后的硅片，以背靠背的方式装舟，使用退火炉在基体硅前表面生长SiO2。
然后依次沉积正面底层SiNx层、正面顶层SiNx层。优选的，使用PECVD沉积炉进行正面氮化硅膜的沉积。
然后在硅片的背面依次沉积氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层。
然后使用激光对背表面进行开槽处理，具体地，控制激光功率的大小刚好能够消融钝化电介质层的Al2O3和SiNx，不损伤到基体硅，处理的图形与背面铝栅线和背电极的图案进行匹配开槽。
最后在前表面印刷Ag电极，背表面印刷Al栅线和Ag电极，即得到上述抗PID双面PERC电池。
本发明中，上述各层的沉积方法可以为本领域技术人员熟知的适用方法，包括但不限于PECVD、ALD等沉积方法。
本发明优选的，所述二氧化硅折射率为1.45，多层氮化硅的折射率在2.05-2.3左右，为了保证此光学介质膜折射率的渐变性，减少因光学失配带来的损失，在优化的实施例中，减少背面第一层二氧化硅厚度，且控制在5-10nm，这样既可以得到较好的抗PID衰减性能，又可以改善背面叠层膜的光学特性，提高背面的双面率。
当所述n层背面SiNx层为一层SiNx层时，所述背面减反钝化膜优选按照以下方法制备：
由硅片到表面方向，依次沉积Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2，具体的，所述的背面减反钝化膜采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度控制在5～10nm；沉积背面第一层氧化硅层时，压力控制在800～1200mtorr，N2O的流量控制在8.0～10.0slm，SiH4的流量控制在200～400sccm，时间控制在170～270s；沉积背面第一层氮化硅时，压力控制在1500～2000mtorr，SiH4的流量控制在1500～2000sccm，NH3的流量为9～15slm，时间控制在450～550s；沉积背面第二层氧化硅层时，压力控制在800～1200mtorr，N2O的流量控制在8.0～10.0slm，SiH4的流量控制在200～400sccm，时间控制在80～120s。叠层总膜厚控制在70～90nm，折射率控制在2.05～2.25。
在上述叠层钝化结构中，顶层二氧化硅层折射率为1.45，氮化硅层的折射率为2.05-2.3左右，为了保证此光学介质膜折射率的渐变性，减少因光学失配带来的损失，在优化的实施例中，减少背面顶层二氧化硅厚度，且控制在3-7nm，这样既可以得到较好的抗PID衰减性能，又可以改善背面叠层膜的光学特性，提高背面的效率，提升电池的双面率。
当所述n层背面SiNx层为三层SiNx层时，所述背面减反钝化膜优选按照以下方法制备：
背面由硅片到表面方向，依次沉积Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2，形成背面叠层钝化膜，具体的，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度控制在5-10nm；沉积背面第一层氧化硅层时，压力控制在800-1200mtorr，N2O的流量控制在8.0-10.0slm，SiH4的流量控制在200-400sccm，时间控制在170-270s，厚度8～15nm；沉积背面第一层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为6-9slm，时间控制在100-200s，厚度10-15nm；沉积背面第二层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为9-12slm，时间控制在150-250s，厚度15～20nm；沉积背面第三层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为12-15slm，时间控制在200-250s，厚度20～25nm；沉积背面第二层氧化硅层时，压力控制在800-1200mtorr，N2O的流量控制在8.0-10.0slm，SiH4的流量控制在200-400sccm，时间控制在80-120s，厚度3～7nm。叠层总膜厚控制在70-90nm，折射率控制在2.05-2.25。
在上述叠层钝化结构中，二氧化硅折射率为1.45，多层氮化硅的折射率在2.05-2.3左右，为了保证此光学介质膜折射率的渐变性，减少因光学失配带来的损失，在优化的实施例中，减少背面顶层二氧化硅厚度，且控制在3-7nm，这样既可以得到较好的抗PID衰减性能，又可以改善背面叠层膜的光学特性，提高背面的效率，提升电池的双面率。
当所述n层背面SiNx层为五层SiNx层时，所述背面减反钝化膜优选按照以下方法制备：
由硅片到表面方向，依次沉积Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2，具体的，所述的背面减反钝化膜采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度控制在5-10nm；沉积背面第一层氧化硅层时，压力控制在800-1200mtorr，N2O的流量控制在8.0-10.0slm，SiH4的流量控制在200-400sccm，时间控制在170-270s，厚度8～15nm；沉积背面第一层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为6-8slm，时间控制在60-120s，厚度5～10nm；沉积背面第二层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为8-10slm，时间控制在60-120s，厚度5～10nm；沉积背面第三层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为10-12slm，时间控制在100-150s，厚度10～15nm；沉积背面第四层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为12-14slm，时间控制在100-150s，厚度10～15nm；沉积背面第五层氮化硅时，压力控制在1500-2000mtorr，SiH4的流量控制在1500-2000sccm，NH3的流量为14-16slm，时间控制在150-200s，厚度15～20nm；沉积背面第二层氧化硅层时，压力控制在800-1200mtorr，N2O的流量控制在8.0-10.0slm，SiH4的流量控制在200-400sccm，时间控制在80-120s，厚度3～7nm。叠层总膜厚控制在70-90nm，折射率控制在2.05-2.25。
在上述叠层钝化结构中，二氧化硅折射率为1.45，多层氮化硅的折射率在2.05-2.3左右，为了保证此光学介质膜折射率的渐变性，减少因光学失配带来的损失，在优化的实施例中，减少背面顶层二氧化硅厚度，且控制在3-7nm，这样既可以得到较好的抗PID衰减性能，又可以改善背面叠层膜的光学特性，提高背面的效率，提升电池的双面率。
与现有技术相比，本发明提供了一种抗PID双面PERC电池的背面减反钝化膜，包括依次接触的背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层；1≤x≤1.5；n为正整数；从里指向外，所述n层背面SiNx层的折射率递减，厚度递增。
本发明一方面引入了相对较为致密的SiO2介质层，可以有效地阻挡Na+等金属离子和水汽进入电池片形成PID衰减，同时本发明创造性的设置了一种夹心结构，利用两层SiO2与氮化硅层形成夹心结构，最终构成了背面的Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2的叠层钝化结构，大大降低了金属离子和水汽的通过率，降低了相应电池、组件产品的PID衰减。同时Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2的叠层钝化结构可以改善原有钝化结构的光学特性，降低原本较厚的钝化膜层，增加电池片的光学吸收，提高背面双面率。上述叠层钝化结构，制备简单易于量产适合大规模推广。
术语解释：
PERC：Passivation Emitter Rear Contact(背面局部接触钝化)；
LCOE：
Dit:表面态密度；
ALD：Atom Layer Deposition(原子层状沉积)；
PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(等离子增强化学气相沉积)；
PID：Potential Induced Degradation(电势诱导衰减)；
TMA：三甲基铝；
Anti-LID(抗光衰)；
Ag/Al Finger：银铝细栅线。
附图说明
图1是本发明提供的抗PID双面PERC电池的结构示意图；其中，11为正面顶层SiNx层，12为正面底层SiNx层，13为正面SiO2层，14为硅片，15为背面氧化铝层，16为背面底层SiO2层，17为n层背面SiNx层，18为背面顶层SiO2层；
图2是本发明比较例提供的双面PERC电池的结构示意图；其中，1为正面顶层SiNx层，2为正面底层SiNx层，3为正面SiO2层，4为硅片，5为背面氧化铝层，6为背面氮氧化硅层，7为背面底层氮化硅层，8为背面顶层氮化硅层。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的抗PID双面PERC电池及其制备方法进行详细描述。
实施例1
a)原硅片利用碱制绒出金字塔绒面，达到去损伤层和减反射的目的；
b)硅片正面掺杂0.2～0.3μm厚度的N型硅；
c)刻蚀边缘及背部局域的PN结及PSG的清洗；
d)正面热氧SiO2钝化层；热氧沉积过程中，N2浓度为12～18slm；O2浓度为3～5slm；温度为680～730℃；厚度1.8nm，折射率1.52；
e)沉积正面SiNx减反钝化膜，包括底层SiNx层,膜厚控制在19nm，折射率2.28；和顶层SiNx层，膜厚控制在53nm，折射率2.10；等离子体增强型化学气相沉积过程中，SiH4流量为1000～2000Sccm，NH3流量为6～10slm，温度为480～530℃，得到的SiNx层总厚72nm，折射率2.15；
f)背面由硅基体到表面方向，依次沉积Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2，形成背面三层氮化硅叠层钝化膜，具体的，所述的背面叠层钝化膜采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度在7nm；沉积背面第一层氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，沉积时间220s，膜厚控制在14nm，折射率1.45；沉积背面第一层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为6.7slm，沉积时间180s，膜厚控制在12nm，折射率2.3；沉积背面第二层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为10.5slm，沉积时间200s，膜厚在15nm，折射率2.2；沉积背面第三层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为13.2slm，时间220s，膜厚在25nm，折射率2.1；沉积背面第二层氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，沉积时间100s，膜厚7nm，折射率1.45；总膜厚80nm，折射率2.15。
g)激光对背面进行开槽(使用特定的图形)；
h)背面栅线制作、正面栅线制作；
i)烧结，得到抗PID双面PERC电池。
实施例2
a)原硅片利用碱制绒出金字塔绒面，达到去损伤层和减反射的目的；
b)硅片正面掺杂0.2～0.3μm厚度的N型硅；
c)刻蚀边缘及背部局域的PN结及PSG的清洗；
d)正面热氧SiO2钝化层；热氧沉积过程中，N2浓度为12～18slm；O2浓度为3～5slm；温度为680～730℃；厚度1.8nm，折射率1.52；
e)沉积正面SiNx减反钝化膜，包括底层SiNx层,膜厚控制在19nm，折射率2.28；和顶层SiNx层，膜厚控制在53nm，折射率2.10；等离子体增强型化学气相沉积过程中，SiH4流量为1000～2000Sccm，NH3流量为6～10slm，温度为480～530℃，得到的SiNx层总厚72nm，折射率2.15；
f)背面由硅基体到表面方向，依次沉积Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2，形成背面一层氮化硅叠层钝化膜，具体的，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度在7nm；沉积背面第一层氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，沉积时间220s，膜厚控制在14nm，折射率1.45；沉积背面氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为10.1slm，沉积时间500s，膜厚控制在54nm，折射率2.25；沉积背面第二层氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，沉积时间100s，膜厚5nm，折射率1.45；总膜厚80nm，折射率2.20。
g)激光对背面进行开槽(使用特定的图形)；
h)背面栅线制作、正面栅线制作；
i)烧结，得到抗PID双面PERC电池。
实施例3
a)原硅片利用碱制绒出金字塔绒面，达到去损伤层和减反射的目的；
b)硅片正面掺杂0.2～0.3μm厚度的N型硅；
c)刻蚀边缘及背部局域的PN结及PSG的清洗；
d)正面热氧SiO2钝化层；热氧沉积过程中，N2浓度为12～18slm；O2浓度为3～5slm；温度为680～730℃；厚度1.8nm，折射率1.52；
e)沉积正面SiNx减反钝化膜，包括底层SiNx层,膜厚控制在19nm，折射率2.28；和顶层SiNx层，膜厚控制在53nm，折射率2.10；等离子体增强型化学气相沉积过程中，SiH4流量为1000～2000Sccm，NH3流量为6～10slm，温度为480～530℃，得到的SiNx层总厚72nm，折射率2.15；
f)背面由硅基体到表面方向，依次沉积Al2O3/SiO2/SiNx/SiO2，形成背面五层氮化硅叠层钝化膜，具体的，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度在7nm；沉积背面第一层氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，沉积时间200s，膜厚控制在14nm，折射率1.45；沉积背面第一层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为6.7slm，沉积时间100s，膜厚控制在7nm，折射率2.3；沉积背面第二层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为8.5slm，沉积时间100s，膜厚在9nm，折射率2.25；沉积背面第三层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为10.5slm，时间100s，膜厚在10nm，折射率2.15；沉积背面第四层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为13.1slm，时间110s，膜厚在12nm，折射率2.10；沉积背面第五层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为15.2slm，时间150s，膜厚在15nm，折射率2.05；沉积背面第二层氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，沉积时间100s，膜厚7nm，折射率1.45；总膜厚80nm，折射率2.10。
g)激光对背面进行开槽(使用特定的图形)；
h)背面栅线制作、正面栅线制作；
i)烧结，得到抗PID双面PERC电池。
对比例1
a)原硅片利用碱制绒出金字塔绒面，达到去损伤层和减反射的目的；
b)硅片正面掺杂0.2～0.3μm厚度的N型硅；
c)刻蚀边缘及背部局域的PN结及PSG的清洗；
d)正面热氧SiO2钝化层；热氧沉积过程中，N2浓度为12～18slm；O2浓度为3～5slm；温度为680～730℃；厚度1.8nm，折射率1.52；
e)沉积正面SiNx减反钝化膜，包括底层SiNx层,膜厚控制在19nm，折射率2.28；和顶层SiNx层，膜厚控制在53nm，折射率2.10；等离子体增强型化学气相沉积过程中，SiH4流量为1000～2000Sccm，NH3流量为6～10slm，温度为480～530℃，得到的SiNx层总厚72nm，折射率2.15；
f)背面由硅基体到表面方向，依次沉积Al2O3/SiNx，形成背面叠层钝化膜，具体的，所述的背面叠层钝化膜采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备进行沉积，Al2O3使用TMA和N2O进行沉积，厚度在7nm；沉积背面氮氧化硅层时，压力控制在1000mtorr，N2O的流量控制在8.6slm，SiH4的流量控制在260sccm，氨气流量控制在600sccm，沉积时间256s，膜厚控制在20nm，折射率1.82；沉积背面底层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1900sccm，NH3的流量为6.7slm，沉积时间220s，膜厚控制在20nm，折射率2.3；沉积背面顶层氮化硅时，压力控制在1650mtorr，SiH4的流量控制在1800sccm，NH3的流量为13.5slm，时间300s，膜厚在33nm，折射率2.05；总膜厚80nm，折射率2.12。
g)激光对背面进行开槽(使用特定的图形)；
h)背面栅线制作、正面栅线制作；
i)烧结，得到抗PID双面PERC电池。
测试例
双面PERC电池在-1500V，85％湿度，85℃测试条件下进行测试，结果如表1～表2所示。
表1抗PID双面PERC电池正面测试结果
表2抗PID双面PERC电池背面测试结果
注：测试例1和测试例2是平行两组实验。
由表1和表2可以看出，实验组三组电池96h后正背面衰减比与192h后正背面衰减比均小于5％，均比对比组明显改善；其中氮化硅一层膜组衰减比例最低，主要是因为同时具备顶层及底层氧化硅下，一层氮化硅膜致密性更好，挡水汽能力相对更强；实验组比对比组正背面衰减均低，主要是背面的氧化硅钝化的致密性比常规的氮化硅钝化的致密性更好，提高了背面抗水汽能力下，进而保护了氧化铝对正面的钝化效率贡献，进而提高了正面的抗衰减能力。
双面率：实验组三组双面率均相对对比组改善明显，其中五层氮化硅组因折射率最低，陷光效果最好，双面率最高达到73％；一层氮化硅组因折射率偏高，双面率最低且只有68％未达标；三层氮化硅组折射率居中，双面率71％达标，双面率低于五层氮化硅组；
综上，考虑PID效应及双面率均达标的情况下，顶层二氧化硅加上三层氮化硅组最优，且完全达标。
PID标准：双面PERC电池在-1500V，85％湿度，85℃测试条件下，经过192小时，正面功率衰减小于5％，背面功率衰减小于5％；
双面率标准：≥70％；(双面率：即背面效率与正面效率的比值)
由上述实施例及比较例可知，本发明提供的双面PERC电池具有更高的双面率。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗PID双面PERC电池的背面减反钝化膜，其特征在于，包括依次接触的背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层；
1≤x≤1.5；
n为正整数；
从里指向外，所述n层背面SiNx层的折射率递减，厚度递增。
2.一种抗PID双面PERC电池，其特征在于，包括硅片，设置在硅片正面的正面减反钝化膜和设置在硅片背面的权利要求1所述的背面减反钝化膜；其中，所述背面减反钝化膜的背面氧化铝层与硅片背面接触。
3.一种抗PID双面PERC电池，其特征在于，包括硅片；
所述硅片的正面依次设置有正面SiO2层、正面底层SiNx层和正面顶层SiNx层；
所述硅片的背面依次设置有背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层和背面顶层SiO2层；
1≤x≤1.5；
所述n为1～7的整数；
从里指向外，所述n层背面SiNx层的折射率递减，厚度递增。
4.根据权利要求3所述的抗PID双面PERC电池，其特征在于，所述正面SiO2层的厚度为1～2nm，折射率为1.4～1.6；
所述正面底层SiNx层的厚度为15～25nm，折射率为2.2～2.3；
所述正面顶层SiNx层的厚度为50～60nm，折射率为2.05～2.15。
5.根据权利要求3所述的抗PID双面PERC电池，其特征在于，所述背面氧化铝层的厚度为5～10nm，折射率为1.6～1.8；
所述背面底层SiO2层的厚度为8～15nm，折射率为1.4～1.6；
所述背面顶层SiO2层的厚度为3～7nm，折射率为1.4～1.6。
6.根据权利要求3所述的抗PID双面PERC电池，其特征在于，所述n层背面SiNx层为一层SiNx层；
所述SiNx层的厚度为45～65nm，折射率为2.15～2.3。
7.根据权利要求3所述的抗PID双面PERC电池，其特征在于，所述n层背面SiNx层包括：第一层SiNx层、第二层SiNx层、第三层SiNx层；
所述第一层SiNx层的厚度为10～15nm，折射率为2.2～2.3；
所述第二层SiNx层的厚度为15～20nm，折射率为2.1～2.2；
所述第三层SiNx层的厚度为20～25nm，折射率为2.05～2.1。
8.根据权利要求3所述的抗PID双面PERC电池，其特征在于，所述n层背面SiNx层包括：第一层SiNx层、第二层SiNx层、第三层SiNx层、第四层SiNx层、第五层SiNx层；
所述第一层SiNx层的厚度为5～10nm，折射率为2.25～2.35；
所述第二层SiNx层的厚度为5～10nm，折射率为2.20～2.25；
所述第三层SiNx层的厚度为10～15nm，折射率为2.15～2.20；
所述第四层SiNx层的厚度为10～15nm，折射率为2.10～2.15；
所述第五层SiNx层的厚度为15～20nm，折射率为2.05～2.10。
9.根据权利要求3所述的抗PID双面PERC电池，其特征在于，所述背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层的总厚度为70～90nm，总折射率为2.05～2.25。
10.权利要求2～9任一项所述的抗PID双面PERC电池的制备方法，包括以下步骤：
A)将原硅片碱绒、刻蚀和清洗，得到预处理硅片；
B)将所述预处理硅片的正面依次沉积正面SiO2层、正面底层SiNx层、正面顶层SiNx层；
将所述预处理硅片的背面依次沉积背面氧化铝层、背面底层SiO2层、n层背面SiNx层、背面顶层SiO2层；
C)采用激光对背面进行开槽，然后在前表面印刷Ag电极，背表面印刷Al栅线和Ag电极，制得抗PID双面PERC电池。
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