专利名称：一种实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺。
背景技术：
随着国际光伏市场形式的变化，客户对电池片的品质要求越来越高，为了满足客户的需求，提高公司产品的竞争力，对电池片PID (PID,Potential Induced Degradation,电位诱发衰减)测试要求的工艺条件进行了优化。在太阳能电池制造行业中，沉积具有钝化性能的减反射膜起到了举足轻重的作用。目前使用最多的是沉积SiNx，常规的主要研究方向是通过提高SiNx膜的折射率，来提高SiNx膜的介电性能，进而降低组件的PID衰减幅度，组件的PID可以控制在5%以内。但·是当SiNx折射率增加时，消光效应增强，会造成电池的短路电流和效率有一定程度下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，该工艺通过Si02/SiNx叠层复合膜的设计，在实现光路的优化的同时，还可以利用SiO2的钝化性能提高电池表面的钝化效果，提升电池片品质，提高电池片的转化效率，并实现组件的PID Free。根据IEC 61215、IEC 61730-2 和 IEC 60068-2-78 标准，组件在-1000V DC+850C +RH85%的条件下连续处理48h和96h后，组件的电致发光测试图像无发黑失效现象，且功率损失< 5%的认定合格，称为PID Free。本发明的上述技术问题是通过如下技术方案来是实现的一种实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，通过在晶体硅基体正面形成叠层复合膜的方式，实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格，具体步骤是选取经过前处理的晶体硅基体，先采用管式PECVD工艺先在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜SiO2，接着在第一介质膜SiO2上沉积SiNx膜形成Si02/SiNx叠层复合膜，晶体硅基体再经后续常规工序，获得电位诱发衰减合格的晶体硅电池。本发明所述第一介质膜SO2的膜厚优选控制在5nnT35nm。本发明叠层复合膜的总膜厚优选控制在60nm 90nm,折射率控制为2. 00 2. 20。本发明优选采用管式PECVD工艺优选在SiH4和N2O气氛中反应，从而在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜Si02。本发明在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜SiO2后，接着优选在SiH4和NH3气氛中反应，从而在第一介质膜SiO2上沉积SiNx膜形成Si02/SiNx叠层复合膜。本发明晶体硅基体的前处理优选包括去除损伤层、制绒、清洗、扩散、刻蚀去除周边PN结、去除磷硅玻璃和去除硼硅玻璃中的一种或几种。
本发明所述后续常规工序优选包括印刷晶体硅基体背面电极、印刷铝背场、印刷正面电极和烧结工序。本发明所述晶体硅基体优选为单晶硅或多晶硅。本发明具有如下优点本发明通过在原有SiNx工艺基础上增加SiO2镀膜工艺，采用管式PECVD先在晶体硅基体上沉积了一层SiO2，接着在第一介质膜SiO2上沉积形成Si02/SiNx叠层复合膜，使SiO2与SiNx进行匹配设计，在实现光路的优化的同时，还可以利用SiO2的钝化性能提高电池表面的钝化效果。提高电池片的转化效率，并实现组件的PIDFree ;并且本发明工艺简单，与现有产线兼容性好，工业化可行性强，适合大规模推广使用。
图I为本发明实施例I中所用工艺的组件PID测试图像。
具体实施例方式实施例I
本实施例提供的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，含以下步骤
A、选取电阻率在O.Γ6 Ω *cm的轻掺杂的ρ型单晶硅片，将硅片基体置于制绒槽中进行损伤层去除和绒面制备，在重量百分含量为O. 5^5%的氢氧化钠去离子水溶液中，在温度 为75 9(TC的条件下进行表面织构化形成减反射绒面结构；
B、对硅片表面进行清洗，采用化学溶液进行清洗，化学溶液为氢氟酸、盐酸或含有其他添加剂的一种或多种混合水溶液，清洗时间为O. 5 10min，温度为2(T30°C ；
C、将硅片置于80(Tl00(rC的炉管中进行P(磷)扩散，在硅片表面形成η型扩散层，扩散后娃片方块电阻为6(Γ90 Ω /sq ；
D、将扩散后的硅片置于刻蚀机中，采用等离子刻蚀方法去除周边PN结；
E、将硅片至于清洗槽中去除磷硅玻璃；
F、采用等离子增强化学气相沉积法使SiH4和N2O反应在硅片正面(η型面)上先沉积一层SiO2膜，SiO2膜的厚度在5nnT35nm之间，然后再通过SiH4和NH3反应沉积SiNx膜，叠层复合膜的总厚度控制在60nnT90nm之间，折射率控制在2. 00^2. 20之间；
G、背面电极印刷在硅片背面(P型面)采用丝网印刷方法印刷金属背电极，所采用的金属为银招(Ag/Al)合金；
H、Al背场印刷在硅片背面(P型面)采用丝网印刷方法印刷Al背场；
I、正面电极印刷在硅片磷扩散面上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极所采用的金属为银(Ag)；
J、高温快速烧结将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结，优化烧结温度为40(T90(TC，经烧结后金属银穿过Si02/SiNx钝化减反膜与发射极形成欧姆接触。表I PID Free工艺与正常工艺的电性能对比
权利要求
1.一种实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是通过在晶体硅基体正面形成叠层复合膜的方式，实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格，具体步骤是选取经过前处理的晶体硅基体，先采用管式PECVD工艺先在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜SiO2,接着在第一介质膜SiO2上沉积SiNx膜形成Si02/SiNx叠层复合膜，晶体硅基体再经后续常规工序，获得电位诱发衰减合格的晶体硅电池。
2.根据权利要求I所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是第一介质膜SO2的膜厚控制在5nnT35nm。
3.根据权利要求I所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是叠层复合膜的总膜厚控制在60nm 90nm，折射率控制为2. 00 2. 20。
4.根据权利要求I所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是采用管式PECVD工艺在SiH4和N2O气氛中反应，从而在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜 SiO2。
5.根据权利要求I或3所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜SiO2后，接着在SiH4和NH3气氛中反应，从而在第一介质膜SiO2上沉积SiNx膜形成Si02/SiNx叠层复合膜。
6.根据权利要求I或2所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是晶体硅基体的前处理包括去除损伤层、制绒、清洗、扩散、刻蚀去除周边PN结、去除磷硅玻璃和去除硼硅玻璃中的一种或几种。
7.根据权利要求I所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是所述后续常规工序包括印刷晶体硅基体背面电极、印刷铝背场、印刷正面电极和烧结工序。
8.根据权利要求I所述的实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，其特征是所述晶体娃基体为单晶娃或多晶娃。
全文摘要
本发明公开了一种实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格的工艺，通过在晶体硅基体正面形成叠层复合膜的方式，实现晶体硅电池组件电位诱发衰减合格，具体步骤是选取经过前处理的晶体硅基体，先采用管式PECVD工艺先在晶体硅基体正面沉积形成第一介质膜SiO2，接着在第一介质膜SiO2上沉积SiNx膜形成SiO2/SiNx叠层复合膜，晶体硅基体再经后续常规工序，获得电位诱发衰减合格的晶体硅电池。本发明通过在原有SiNx工艺基础上增加SiO2镀膜工艺，提高了硅片表面的钝化效果，同时优化了光路，提升了电池片品质，实现了电池组件PID合格，并且本发明工艺简单，与现有产线兼容性好，工业化可行性强，适合大规模推广使用。
文档编号H01L31/18GK102945890SQ20121041163
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者李吉, 魏红军, 严金梅, 杨伟强, 靳迎松 申请人:晶澳太阳能有限公司