雙面吸光n型晶體硅太陽電池的表面鈍化結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及多晶娃太陽電池制備技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種高效雙面吸光N型 晶體娃太陽電池的表面純化結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏行業(yè)發(fā)展初期，太陽電池主要應用于航天領(lǐng)域，在選擇基體時必須考慮材料 的抗福射能力。隨后太陽電池轉(zhuǎn)向地面應用的過程中，P型晶體娃太陽電池結(jié)構(gòu)得到沿用， 并成為主流，約占到整個行業(yè)的90 %。傳統(tǒng)的P-Si太陽電池表面處理是，僅在正表面沉積雙 層氮化娃減反射薄膜，無氧化娃純化薄膜。該類電池在近兩年的光伏電站應用中，或多或少 都出現(xiàn)了 PID(電勢誘導衰減)現(xiàn)象，嚴重減緩電池使用壽命。
[0003] 近幾年來，隨著光伏電池制造行業(yè)工藝、設(shè)備等技術(shù)的更新遞進，逐低的度電成本 趨勢，和區(qū)別于太空應用的福射威脅，研究人員們對N型晶體娃電池用于地面電站重新進行 了研究。近年來的研究成果證實:① P型晶體娃在地面應用中仍然存在衰減，而N型晶體娃的 性能則更為穩(wěn)定，幾乎無光致衰減;②在太陽能級娃材料中，低注入情況下，N型娃比P型娃 具有更長的少子壽命;③N型娃電池用于地面電站中，相同環(huán)境條件下，比P型娃電池在發(fā)電 量上會多出6-10%。基于W上優(yōu)點，N型晶體娃太陽電池得了到快速發(fā)展，根據(jù)國際光伏技 術(shù)路線圖預測，到2020年N-Si電池的市場份額將提高至50%。
[0004] 為減少光生載流子的復合，同時增加電池對入射光波的吸收，目前效率較高的N型 Si太陽電池均采用了良好的表面處理技術(shù)，主要包括：1、雙面沉積氮化娃薄膜;2、單面沉積 氧化娃薄膜后再雙面沉積氮化娃減反射膜;3、正面沉積氧化侶或ZnS/M評2純化膜，背面沉 積氧化娃層后再雙面沉積氮化娃薄膜。如中國英利公司生產(chǎn)的N型PANDA太陽電池正面和背 面均采用PECV的去沉積了氮化娃薄膜;美國SunPower公司的點接觸及絲網(wǎng)印刷技術(shù)新一代 背面點接觸太陽電池，前后表面利用熱氧純化技術(shù)生成一層Si化純化層;趙建華博±設(shè)計 的發(fā)射結(jié)純化-全背場擴散太陽電池（PERT),兩面生長高質(zhì)量的Si化純化層，且前面沉積 ZnS/M評2雙層減反射薄;J. Benick，B. Hoex等人研制的N-陽化結(jié)構(gòu)，正面P+層采用Ah〇3作為 純化層，其上面沉積SixNy減反射膜，背面采用Si化純化層。但上述結(jié)構(gòu)中，第一類也會存在 PID隱患；第二、Ξ類沉積氧化娃薄膜采用的都是熱氧化法，其溫度基本均在1000°C的高溫 W上，會對電池基體材料少子壽命產(chǎn)生影響，降低電池效率；同時第Ξ類沉積氧化侶薄膜技 術(shù)要求和材料成本價格都比較高。
[0005] 因此形成能夠解決電池的PID隱患、并能降低生產(chǎn)成本的表面純化結(jié)構(gòu)顯得尤為 重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種有效、簡潔的雙面 吸光N型晶體娃太陽電池的表面純化結(jié)構(gòu)。
[0007] 本實用新型的目的可W通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0008] -種雙面吸光N型晶體娃太陽電池的表面純化結(jié)構(gòu)，所述雙面吸光N型晶體娃太陽 電池具有一娃片，所述表面純化結(jié)構(gòu)包括：
[0009] 第一 Si化層，覆蓋于所述娃片的上表面；
[0010] 第一氮化娃疊層，覆蓋于所述第一 Si化層的上表面；
[0011] 第二Si化層，覆蓋于所述娃片的下表面；
[0012] 第二氮化娃疊層，覆蓋于所述第二Si化層的下表面，
[0013] 其中，所述第一氮化娃疊層和所述第二氮化娃疊層各自包含至少兩層厚度與折射 率均不相同的氮化娃層。
[0014] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的一個實施方式中，所述第一Si化層和所述第二 Si化層的厚度為2-10皿，折射率為1.45-1.50。
[0015] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第一氮化娃疊層包括第 一氮化娃層和第二氮化娃層，所述第一氮化娃層覆蓋于所述第一 Si化層的上表面，所述第 二氮化娃層覆蓋于所述第一氮化娃層的上表面。
[0016] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第一氮化娃層的厚度為 21-26nm，折射率為2.79-2.92，所述第二氮化娃層的厚度為56-60nm，折射率為1.9-2.0。
[0017] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第一氮化娃疊層還包括 第五氮化娃層，所述第五氮化娃層覆蓋于所述第二氮化娃層的上表面，所述第一氮化娃層 的厚度為27-3化m，折射率為2.6-2.8，所述第二氮化娃層的厚度為21-2化m，折射率為2.1-2.5，所述第五氮化娃層的厚度為47-56nm，折射率為2.0-2.2。
[0018] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第二氮化娃疊層包括第 Ξ氮化娃層和第四氮化娃層，所述第Ξ氮化娃層覆蓋于所述第二Si化層的下表面，所述第 四氮化娃層覆蓋于所述第Ξ氮化娃層的下表面。
[0019] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第Ξ氮化娃層的厚度為 21-26nm，折射率為2.79-2.92，所述第四氮化娃層的厚度為56-60nm，折射率為1.9-2.0。
[0020] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第二氮化娃疊層還包括 第六氮化娃層，所述第六氮化娃層覆蓋于所述第四氮化娃層的下表面，所述第Ξ氮化娃層 的厚度為27-3化m，折射率為2.6-2.8，所述第四氮化娃層的厚度為21-2化m，折射率為2.1-2.5，所述第六氮化娃層的厚度為47-56nm，折射率為2.0-2.2。
[0021] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第一Si化層和所述第一 氮化娃疊層的等效膜厚為75-88nm，總折射率為1.95-2.20。
[0022] 在本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)的另一個實施方式中，所述第二Si化層和所述第二 氮化娃疊層的等效膜厚為75-88nm，總折射率為1.95-2.20。
[0023] 本實用新型的雙面吸光N型晶體娃太陽電池的表面純化結(jié)構(gòu)，能夠解決電池的PID 隱患，提高電池的光吸收能力，同時使電池表面具有更低的表面狀態(tài)密度，確保了電池具有 更高的開路電壓，并且增強減反射薄膜與娃片之間的附著力。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本實用新型的一個實施方式的表面純化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖2為本實用新型的另一個實施方式的表面純化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖3為本實用新型的另一個實施方式的表面純化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 其中，附圖標記說明如下：
[002引 1 娃片；
[0029] 2 第一 Si〇2 層；
[0030] 3 第一氮化娃層；
[0031] 4 第二氮化娃層；
[0032] 5 第二 Si〇2 層；
[0033] 6 第Ξ氮化娃層；
[0034] 7 第四氮化娃層；
[00巧]8 第五氮化娃層；
[0036] 9 第六氮化娃層。
【具體實施方式】
[0037] 下面根據(jù)具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步說明。本實用新型的保護 范圍不限于W下實施例，列舉運些實例僅出于示例性目的而不W任何方式限制本實用新 型。
[0038] 下面具體介紹本實用新型優(yōu)選實施例的表面純化結(jié)構(gòu)。
[0039] 圖1為本實用新型的一個實施方式的表面純化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，雙 面吸光N型晶體娃太陽電池具有一娃片1，娃片1的上表面(正面)具有第一 Si化層2,第一氮 化娃層3覆蓋于第一 Si化層2的上表面，第二氮化娃層4覆蓋于第一氮化娃層3的上表面;娃 片1的下表面(背面)具有第二Si化層5,第Ξ氮化娃層6覆蓋于第二Si化層5的下表面，第四氮 化娃層7覆蓋于第Ξ氮化娃層6的下表面。
[0040] 第一氮化娃層3和第二氮化娃層4構(gòu)成第一氮化娃疊層，第Ξ氮化娃層6W及第四 氮化娃層7構(gòu)成第二氮化娃疊層。第一 Si化層2、第一氮化娃層3、第二氮化娃層4、第二Si化層 5、第Ξ氮化娃層6W及第四氮化娃層7共同構(gòu)成本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)。
[0041 ]娃片1為正面經(jīng)棚擴散的N型晶體娃片。
[0042]第一 Si化層2和第二Si化層5分別沉積在雙面吸光晶體娃太陽電池的兩個表面上， 其折射率均為1.45-1.50,厚度均為2-lOnm，可通過在熱硝酸液體中生長形成。由于Si化層 較SixNy層有優(yōu)良的導電性，底層引入Si化層，可W將一部分富集的外來電荷引走，防止因電 荷堆積而導致表面純化結(jié)構(gòu)失效，而且Si化純化層也可W提高電池的Voc，明顯降低電池反 向漏電流，提高電池性能和轉(zhuǎn)換效率，降低電池組件發(fā)生PID的風險。
[0043] 第一氮化娃層3、第二氮化娃層4、第Ξ氮化娃層6W及第四氮化娃層7均為氮化娃 (SixNy)層，其中，SixNy可有多種不同的形式，例如y = 4，x = 3，或者其他的比例。
[0044] 當僅有SixNy層時，SixNy-Si結(jié)構(gòu)較高的界面態(tài)密度和較大的界面應力，影響氮化 娃薄膜與娃表面的附著能力。本實用新型的表面純化結(jié)構(gòu)中，Si〇2-Si界面態(tài)密度要比 SixNy-Si界面態(tài)密度低，使Si〇2-SixNy疊層既具有SixNy層的氨純化效果，又具有較低的Si化-Si界面態(tài)密度，綜合了兩者之間的優(yōu)勢，表現(xiàn)出更好的純化與減反射效果。此外，Si〇2的熱 膨脹系數(shù)比娃小，SixNy-Si〇2界面的應力要比SixNy-Si界面小，SixNy-Si〇2下面的Si〇2層還可 改善SixNy的附著力，形成一個連續(xù)的界面，運種界面在高溫下有更好的熱穩(wěn)定性。
[0045] 在電池表面的Si化氧化膜上淀積氮化娃層，一方面阻止了外界的鋼離子