CN209747525U - 光伏电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光伏电池，设有硅衬底、形成在硅衬底表面的第一膜层、覆盖于第一膜层表面的第二膜层以及形成于第二膜层表面的第三膜层，所述第一膜层含氧化硅且直接与硅衬底接触，所述第二膜层含氧化铝且直接与第一膜层接触，所述第三膜层含氢且直接与第二膜层接触。本实用新型通过含氧化硅(SiO2)的第一膜层、含氧化铝(Al2O3)的第二膜层、以及含氢(H)的第三膜层，通过这三层的共同作用实现更好的表面钝化效果，氧化硅(SiO2)本身的致密性优于氧化铝(Al2O3)，一定程度上可以降低PID风险，氧化铝(Al2O3)的界面钝化可借助氧化硅(SiO2)来共同完成，实现更好的钝化效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏领域，尤其涉及一种光伏电池。
背景技术
太阳能电池实现高效率的关键是有效地抑制表面重组损失。为此，应尽可能有效地钝化太阳能电池的表面，在太阳能电池的生产过程中，少子寿命越高，其相应的光电转化效率也越高，一般要求单晶少子寿命超过10us，多晶少子寿命超过2us，这样制备的电池片效率相对较高。在晶体硅太阳能电池生产过程中，一般通过氢离子的钝化作用，可以明显减少硅片表面的悬挂键和缺陷，提高硅片的少子寿命，最终提高光伏电池片的光电转化效率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种光伏电池，以改善光伏电池的钝化效果。
具体地，本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种光伏电池，设有硅衬底、形成在硅衬底表面的第一膜层、覆盖于第一膜层表面的第二膜层以及形成于第二膜层表面的第三膜层，所述第一膜层含氧化硅且直接与硅衬底接触，所述第二膜层含氧化铝且直接与第一膜层接触，所述第三膜层含氢且直接与第二膜层接触。
进一步地，所述第一膜层的厚度为1-20nm，其通过PECVD方式沉积在所述硅衬底的表面。
进一步地，所述第二膜层的厚度大于所述第一膜层的厚度，且第二膜层通过PECVD或ALD方式沉积在所述第一膜层的表面。
进一步地，所述第三膜层的厚度大于第二膜层的厚度，且第三膜层内还含有氮化硅或碳化硅。
进一步地，所述第三膜层通过PECVD方式沉积在所述第二膜层的表面。
本实用新型通过在硅衬底上依次形成含氧化硅(SiO2)的第一膜层、含氧化铝(Al2O3)的第二膜层、以及含氢(H)的第三膜层，通过这三层的共同作用实现更好的表面钝化效果，氧化硅(SiO2)本身的致密性优于氧化铝
(Al2O3)，一定程度上可以降低PID风险，氧化铝(Al2O3)的界面钝化可借助氧化硅(SiO2)来共同完成，实现更好的钝化效果。
附图说明
图1为本实用新型所述光伏电池的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
请参图1所示，本实用新型提供一种光伏电池片，其设有硅衬底(Siliconsubstrate)100、覆盖在硅衬底100表面的第一膜层10、覆盖在第一膜层10上的第二膜层20以及形成于第二膜层20上的第三膜层30。
所述第一膜层10优选为氧化硅(SiO2)膜层，其厚度为1-20nm，并通过多种方法形成在所述硅衬底100表面，并与所述硅衬底100直接接触。由于氧化硅(SiO2)具有非常优异的界面钝化效果，氧原子可以与硅Si的悬挂键形成稳定的Si-O键，因此硅衬底100表面的复合速率可以大幅度下降。
值得一提的是，所述第一膜层10可以通过多种方法制备，简单列举如下，这几种方法都可以在硅衬底100上形成所述第一膜层10，即氧化硅(SiO2)膜层。
方法一：通过O3气体对硅衬底100表面进行氧化，即采用O3发生器产生的O3气体喷淋到硅片(硅衬底100)的表面，便可形成厚度为1～5nm的氧化硅(SiO2)膜层。具体来说，可将O3气体喷淋装置集成到背刻设备中，硅片(硅衬底100)在背刻工艺完成烘干后，经过O3气体喷淋，即可在硅衬底100的表面形成所述第一膜层10，即氧化硅(SiO2)膜层，且O3的浓度需要控制，其浓度范围可控制为10-40ppm。
方法二：将O3气体溶解到氯化氢HCl溶液中，并对硅衬底100进行清洗，从而在硅衬底100的表面生成氧化硅(SiO2)膜层，且氧化硅(SiO2)膜层的厚度优选为1～5nm。具体来说，可将O3/HCl溶液槽集成槽背刻设备中，在最后的工艺槽中配此溶液，浓度控制10-40ppm，清洗时间为5-30min，温度采用室温，然后用此溶液对所述硅衬底100进行清洗，最后烘干即可得到所述氧化硅(SiO2)膜层。
方法三：通过热氧化工艺在所述硅衬底100表面形成氧化硅(SiO2)膜层。具体来说，硅片在经过背刻工艺之后，将硅片放入高温炉管中，通入氧气O2，氧气O2的流量为1-20slm，时间1-30min，温度范围500℃～1200℃，不同温度下生长出的氧化硅(SiO2)膜层的厚度是不同的，在本实用新型较佳实施例中，所述氧化硅(SiO2)膜层的厚度范围优选为2～10nm。
方法四：通过PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)方法在硅衬底100的表面沉积所述氧化硅(SiO2)膜层，沉积过程中的温度控制为450℃，厚度可根据需要灵活调节。具体来说，硅片在经过背刻工艺之后，将硅片放入PECVD炉管中，并通入气体SiH4和N2O，温度控制在400℃-600℃，时间为1-30min，最后得到所述氧化硅(SiO2)膜层。
所述第二膜层20内含有氧化铝(Al2O3)，且所述第二膜层20通过PECVD或ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)的方式形成在所述第一膜层10的表面，并且与第一膜层10直接接触。
所述第三膜层30为内含氢(H)的氮化硅(Si3N4)膜层或碳化硅(SiC)膜层，其可通过PECVD方式，由硅烷(SiH4)和氨(NH4)气体形成的含氮化硅的薄层，或由硅烷(SiH4)和甲烷(CH4)气体形成的含碳化硅(SiC)的薄层。而且，这种方式形成的第三膜层30内含有较高的含氢(H)量。
本实用新型通过在硅衬底100上依次形成含氧化硅(SiO2)的第一膜层10、含氧化铝(Al2O3)的第二膜层20、以及含氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)的第三膜层30，通过这三层的共同作用实现更好的表面钝化效果，氧化硅(SiO2)本身的致密性优于氧化铝(Al2O3)，一定程度上可以降低PID风险，而且氧化铝(Al2O3)是通过界面钝化和场钝化来对硅片(硅衬底100)表面进行钝化的，由于硅衬底100(Si)/氧化硅(SiO2)的界面复合速率是最低的，因此，氧化铝(Al2O3)的界面钝化可借助氧化硅(SiO2)来共同完成，实现更好的钝化效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种光伏电池，其特征在于，设有硅衬底、形成在硅衬底表面的第一膜层、覆盖于第一膜层表面的第二膜层以及形成于第二膜层表面的第三膜层，所述第一膜层含氧化硅且直接与硅衬底接触，所述第二膜层含氧化铝且直接与第一膜层接触，所述第三膜层含氢且直接与第二膜层接触。
2.如权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述第一膜层的厚度为1-20nm，其通过PECVD方式沉积在所述硅衬底的表面。
3.如权利要求2所述的光伏电池，其特征在于，所述第二膜层的厚度大于所述第一膜层的厚度，且第二膜层通过PECVD或ALD方式沉积在所述第一膜层的表面。
4.如权利要求3所述的光伏电池，其特征在于，所述第三膜层的厚度大于第二膜层的厚度，且第三膜层内还含有氮化硅或碳化硅。
5.如权利要求4所述的光伏电池，其特征在于，所述第三膜层通过PECVD方式沉积在所述第二膜层的表面。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111628044A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-09-04 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种硅太阳能电池的表面钝化处理方法和系统 |
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2019
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