CN209804666U - 太阳能电池芯片 - Google Patents

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黄亮
谢新雷
李刚
姜广增
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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池芯片。该太阳能电池芯片包括基板、第一电极层、依次形成于所述基板表面的SiO2膜层、形成于所述SiO2膜层表面的SiONx膜层，其中x大于或等于0.2，且小于或等于1.1，以及形成于所述SiONx层表面的Si3N4膜层，所述第一电极层形成于所述Si3N4膜层表面。该太阳能电池芯片各膜层结合力强，厚度均匀，因而具有较长的使用寿命。

Description

太阳能电池芯片
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及太阳能电池芯片。
背景技术
太阳能电池是吸收太阳辐射并将太阳能直接转换为电能的装置，包括多个由P型半导体材料和N型半导体材料形成的PN结。在太阳光的照射下，在PN结界面处将会出现电子和空穴的浓度差，N型半导体的空穴往P区移动，P区中的电子往N区移动，从而形成从N区到P区的电流，然后在PN结中形成电势差，如果有外电路连接负载，就形成了由P到N极的电流，这就是太阳能电池的基本工作原理。
现有的太阳能电池芯片的制作通常包括在玻璃基板上形成充当电池芯片正极的金属膜层例如Mo膜层，然后在金属膜层表面形成半导体层，再在半导体层表面形成充当电池芯片负极的金属氧化物膜层。该制作方法存在以下弊端：1.直接将金属膜层形成在玻璃基板表面，金属膜层与玻璃基板之间的附着力较弱，容易从玻璃基板表面脱落；2.玻璃基板表面平整度较差，不同区域的金属膜层厚度不同，会导致金属膜层的导电均匀性较差，对电荷的收集能力不均匀，影响发电效率；3.金属膜层厚度不均匀，在凸起点位置将汇集较多电荷，长久使用会导致膜层被击穿。
实用新型内容
因此，有必要提供一种膜层稳定性好、可靠性高的太阳能电池芯片及其制作方法。
本技术方案提供的太阳能电池芯片包括基板、第一电极层，和依次形成于所述基板表面的SiO2膜层，形成于所述SiO2膜层表面的SiONx膜层，其中x大于或等于0.2，且小于或等于1.1，以及形成于所述SiONx层表面的Si3N4膜层。所述第一电极层形成于所述Si3N4膜层表面。
在本技术方案的一实施例中，所述SiONx膜层包括SiO2和Si3N4的混合物，所述SiONx膜层的厚度为
在本技术方案的一实施例中，所述SiO2膜层的厚度为
在本技术方案的一实施例中，所述Si3N4膜层的厚度为
在本技术方案的一实施例中，所述太阳能电池芯片还包括形成于所述第一电极层表面的半导体层，和形成于所述半导体层表面的透光的第二电极层。所述太阳能电池芯片具有多个贯通所述半导体层的P2刻划槽，每个P2刻划槽的一端由所述第一电极层封闭，每个P3刻划槽由所述第二电极层填充。
在本技术方案的一实施例中，所述第一电极层具有多个贯通的P1刻划槽，每个P1刻划槽的一端由所述半导体层封闭，另一端由所述Si3N4层封闭。
与现有技术相比，本技术方案提供的太阳能芯片包括设在基板和半导体层之间的SiO2膜层,SiONx膜层和Si3N4膜层。SiO2膜层与基板之间的结合力、SiONx膜层与Si3N4膜层之间的结合力，以及Si3N4膜层与半导体膜层的结合力都较强，避免了半导体层容易从基板脱落，且这些膜层的存在提高了形成在Si3N4膜层表面的第一电极膜层的厚度均匀性和导电均匀性，从而使得该太阳能电池芯片具有较长的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型一实施例提供的太阳能电池芯片的结构示意图；
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
参见图1，本实用新型一实施例提供的太阳能电池芯片，包括基板1，SiO2膜层2，SiONx膜层3，Si3N4膜层4，第一电极层5，半导体层(P型半导体层61，和N型半导体层62)，和透光的第二电极层7。其中，沿靠近基板1到远离基板1的方向，SiO2膜层2，SiONx膜层3，Si3N4膜层4，第一电极层5，半导体层(P型半导体层61，和N型半导体层62)，和透光的第二电极层7依次叠层，且所述SiO2膜层2位于所述基板1的一表面。
所述基板可为玻璃或者钢片、铝片等金属基板。所述第一电极层5可为金属Mo层或其他导电金属层。所述P型半导体层61可为CIGS(铜铟镓硒)层，所述N型半导体层62可为CdS(硫化镉)层，所述第二电极层7为透光金属氧化物膜层。所述金属氧化物膜层可为ZnO(氧化锌)、ITO(氧化铟锡)、AZO(偶氮化合物)、IZO(氧化铟锌)、SnO2(氧化锡)膜层中的一种或几种。在本实用新型其他实施例中，所述半导体层还可为本领域其他常见材质，只要能形成PN结即可。
所述SiONx膜层3为SiO2和Si3N4的混合物，其中x大于或等于0.2，且小于或等于1.1。所述SiONx膜层3的厚度可以介于所述SiO2膜层2的厚度可以介于所述Si3N4膜层4的厚度可以介于
第一电极层5设有多条贯通其自身的P1刻划槽51，由此具有多个第一电极。P型半导体层61遮盖该多条P1刻划槽51，即每条P1刻划槽的两端分别由Si3N4膜层和P型半导体层61封闭。P型半导体层61和N型半导体层62具有多条贯穿该两半导体层且对准第一电极5的P2刻划槽31，每个P2刻划槽31与P1刻划槽51错开。每个P2刻划槽31的一端由第一电极层5封闭，每个P2刻划槽31内由第二电极层7的材料填充，由此实现第二电极层7与第一电极层5之间的电导通。第一电极层5在本实施例中是正极，第二电极层7是负极。在本实用新型其他实施例中，第一电极层5可以是负极，第二电极层7可以是正极。
SiO2膜层2不但可以防止基板尤其是玻璃基板中的Na+、K+、Ca+等扩散到后续镀制的第一电极层5中，还可以与基板1形成Si-O键，由此膜层2与基板1结合更加紧密，膜层2更加牢固。SiO2与Si3N4的混合物组成的SiONx膜层含Si-O键、Si-N键、O-Si-N键，该膜层内各化学键之间相互结合形成共价键，Si-O键还可以与SiO2膜层中的Si-O键结合形成共价键。Si3N4膜层内存在Si-N键，该膜层内部的Si-N键可以与SiONx膜层内的Si-O键、Si-N键、O-Si-N键相结合，形成共价键，因此各膜层间的结合力较强，由此使得基板1和第一电极层5之间的结合力较强，两者不易相互脱落。另外，SiO2和Si3N4是以共价键为主的化合物，即使在高温下，其缺陷扩散系数也很低，膜层致密性和平整度更好，这样就使后续的第一电极层5，半导体膜层和第二电极层7都非常均匀，提高了这些膜层的导电均匀性，避免电荷在凸起点聚集，引起电荷击穿，从而使得该太阳能芯片具有较高发光效率。并且，SiONx薄膜与SiO2、MO薄膜的热膨胀系数基本一致，后续使用过程中温差的变化对膜系的影响很小，从而使得该太阳能芯片具有较长的使用寿命。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种太阳能电池芯片，包括基板和第一电极层，其特征在于，所述太阳能电池芯片还包括依次形成于所述基板表面的SiO2膜层，形成于所述SiO2膜层表面的SiONx膜层，其中x大于或等于0.2，且小于或等于1.1，以及形成于所述SiONx膜层表面的Si3N4膜层，所述第一电极层形成于所述Si3N4膜层表面。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片，其特征在于，所述SiONx膜层为SiO2和Si3N4的混合物，所述SiONx膜层的厚度为
3.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片，其特征在于，所述SiO2膜层的厚度为
4.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片，其特征在于，所述Si3N4膜层的厚度为
5.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片，其特征在于，所述太阳能电池芯片还包括形成于所述第一电极层表面的半导体层，和形成于所述半导体层表面的透光的第二电极层，所述太阳能电池芯片具有多个贯通所述半导体层的P2刻划槽，每个P2刻划槽的一端由所述第一电极层封闭，每个P2刻划槽由所述第二电极层填充。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池芯片，其特征在于，所述第一电极层具有多个贯通所述第一电极层的P1刻划槽，每个P1刻划槽的一端由所述半导体层封闭，另一端由所述Si3N4膜层封闭。
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