一种高折射率抗pid多晶电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种高折射率抗PID多晶电池，属于太阳能利用【技术领域】。它解决了现有的多晶电池片低折射率不抗PID的问题。本高折射率抗PID多晶电池包括多晶硅片，多晶硅片的上表面从下至上依次沉积有氮化硅钝化膜、氮化硅减反射膜和氧化硅减反射膜，在氧化硅减反射膜上沉积氧化铋栅线层，氧化铋栅线层上设有与氧化铋栅线层垂直交叉的主电极，多晶硅片的背面设有背电极。本实用新型采用氮化硅钝化膜、氮化硅减反射膜和氧化硅减反射膜三层具有高折射率抗PID的功能。
【专利说明】—种高折射率抗PID多晶电池
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能利用【技术领域】，涉及一种高折射率抗PID多晶电池。
【背景技术】
[0002]对于高新技术光伏产业的可持续良性发展，研发低成本、环境友好的生产技术极为重要。冶金法提纯多晶硅的工艺因具有提纯技术产能大、生产工艺简单、提纯工艺不涉及化学过程、与环境友好等优点，采用冶金法提纯的多晶硅太阳电池材料最有可能取代改良西门子法生产的高纯硅太阳电池材料，它有着巨大的市场潜力和发展空间。目前，国际、国内用冶金法提纯多晶硅及制作高效太阳能电池技术，都未形成规模化。因此针对冶金多晶硅电池生产中的关键环节进行探索，研制高效太阳电池，以期达到光伏发电低成本产业化的目标，成为一个重要课题。
[0003]如中国实用新型专利申请(申请号:201220125387.X)公开了一种双层减反射膜冶金多晶硅太阳能电池片及一种太阳能电池板，所述双层减反射膜冶金多晶硅太阳能电池片的硅片为冶金法提纯的多晶硅硅片，所述硅片正面涂覆有双层减反射膜，所述双层减反射膜均为氮化硅膜，包括第一层膜和第二层膜；所述第一层膜，覆盖于所述太阳能电池片正面，具有第一折射率和第一厚度；所述第二层膜，覆盖于所述第一层膜上表面，具有第二折射率和第二厚度；所述第一层膜和所述第二层膜的总折射率介于1.98-2.03之间，且第一折射率大于第二折射率，第二厚度大于两倍的第一厚度，第一厚度和第二厚度之和介于78-85纳米之间。该实用新型解决了太阳能电池片色差问题显著及短路电流低的技术问题，但是该实用新型光电转化效率一般，折射率一般，且无抗PID性能。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高折射率抗PID多晶电池，该多晶电池实际拥有三层膜，电转化效率高，折射率抗PID高。
[0005]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种高折射率抗PID多晶电池，包括多晶硅片，其特征在于，所述多晶硅片的上表面从下至上依次沉积有氮化硅钝化膜、氮化硅减反射膜和氧化硅减反射膜，在氧化硅减反射膜上沉积氧化铋栅线层，所述氧化铋栅线层上设有与氧化铋栅线层垂直交叉的主电极，所述多晶硅片的背面设有背电极。
[0006]高折射率抗PID技术要求单一，难度在于有效控制生产成本。在实验过程中尝试过增加工艺气体的流量比、增加工艺时间、加大设备的射频电源输出功率等方法，基本都达到了增加折射率的目的，但以上方法最后都被剔除，原因是不利于生产成本的降耗。本一种高折射率抗PID多晶电池增加工艺压强的方法，既能不增加气体流量，又减少了工艺时间并保持设备输出功率。
[0007]所述的氮化硅钝化膜的厚度为35?45nm，折射率为2.33?2.37。将多晶硅片利用管式PECVD沉积第一层钝化膜，其沉积膜的主要工艺有温度:460-480°C，功率:6200-6500W,时间:140-150s,硅烷浓度:1000-1 10sccm,氨气浓度:2.0-2.5slm,压强:2000-2200mtoro
[0008]所述的氮化硅减反射膜的厚度为40?50nm，折射率为2.08?2.12。利用管式PECVD继续沉积第二层减反射膜，其沉积膜的主要工艺有温度:460-480°C，功率:6200-6500ff,时间:530-650s,硅烷浓度:800-900sccm,氨气浓度:7-7.5slm，压强:2000-2200mtoro
[0009]所述的氧化硅减反射膜的厚度为20?30nm，折射率为1.85?1.98。
[0010]所述的第一层氮化硅钝化膜和第二层氮化硅减反射膜的总厚度为80?85nm，总折射率为2.12?2.16。
[0011]所述氧化铋栅线层的栅线线宽为2?15 μ m，氧化铋栅线层的厚度为I?5 μ m。在氧化硅减反射膜表面覆盖一层金属掩膜，金属掩膜的镂空处形状与向光面电极栅线的形状相同；然后采用磁控溅射法在减反射膜上沉积氧化铋，溅射完成后去除金属掩膜，得到氧化铋栅线层。
[0012]与现有技术相比，本闻折射率抗PID多晶电池具有以下优点:
[0013]1.双层氮化硅膜不但具有更佳的减反射效果，且增强了表面的钝化效果。常规的提升折射率的方法一般为增加硅烷在气体流量中的比例，不利于成本的控制与转换效率的稳定，采用双层减反射膜的设计，在第一层沉积2.35左右的的钝化膜，达到钝化效果，表层辅助1.85?1.98左右的氧化硅减反射膜减少折射率，以达到2.12-2.16左右折射率的要求。
[0014]2.氧化硅减反射膜表面电极栅线细密，遮盖面积小，电池的串联电阻小，填充因子增大，光电转化效率高，成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]图2是本实用新型的剖视图。
[0017]图中，1、多晶硅片；2、氮化硅钝化膜；3、氮化硅减反射膜；4、氧化硅减反射膜；5、氧化铋栅线层；6、主电极；7、背电极。
【具体实施方式】
[0018]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0019]如图1、图2所示，本一种高折射率抗PID多晶电池，包括多晶硅片1，多晶硅片I的上表面从下至上依次沉积有氮化硅钝化膜2、氮化硅减反射膜3和氧化硅减反射膜4，在氧化硅减反射膜4上沉积氧化铋栅线层5，氧化铋栅线层5上设有与氧化铋栅线层5垂直交叉的主电极6，多晶硅片I的背面设有背电极7。
[0020]高折射率抗PID技术要求单一，难度在于有效控制生产成本。在实验过程中尝试过增加工艺气体的流量比、增加工艺时间、加大设备的射频电源输出功率等方法，基本都达到了增加折射率的目的，但以上方法最后都被剔除，原因是不利于生产成本的降耗。本一种高折射率抗PID多晶电池增加工艺压强的方法，既能不增加气体流量，又减少了工艺时间并保持设备输出功率。
[0021]氮化硅钝化膜2的厚度为35?45nm，折射率为2.33?2.37。将多晶硅片I利用管式PECVD沉积第一层钝化膜，其沉积膜的主要工艺有温度:460-480°C，功率:6200-6500W，时间:140-150s，硅烷浓度:1000-1 lOOsccm，氨气浓度:2.0-2.5slm，压强:2000-2200mtoro
[0022]氮化硅减反射膜3的厚度为40?50nm，折射率为2.08?2.12。利用管式PECVD继续沉积第二层减反射膜，其沉积膜的主要工艺有温度:460-480°C，功率:6200-6500W，时间:530-650s，硅烷浓度:800-900sccm，氨气浓度:7-7.5slm，压强:2000-2200mtor。
[0023]氧化硅减反射膜4的厚度为20?30nm，折射率为1.85?1.98。
[0024]第一层氮化娃钝化膜2和第二层氮化娃减反射膜3的总厚度为80?85nm,总折射率为2.12?2.16。
[0025]氧化铋栅线层5的栅线线宽为2?15 μ m，氧化铋栅线层5的厚度为I?5 μ m。在氧化硅减反射膜4表面覆盖一层金属掩膜，金属掩膜的镂空处形状与向光面电极栅线的形状相同；然后采用磁控溅射法在减反射膜上沉积氧化铋，溅射完成后去除金属掩膜，得到氧化铋栅线层5。
[0026]本高折射率抗PID多晶电池，使电池片折射率规格达到抗PID的要求。通过将多晶太阳电池减反射膜的折射率由常规值2.08提高到产品的2.12-2.16，确保使用本产品生产的组件具有抗“电位诱发衰减”效应(PID)的性能。双层膜的减反射膜工艺设计，在确保产线正常的情况下具有明显的优势:双层氮化硅膜不但具有更佳的减反射效果，且增强了表面的钝化效果。常规的提升折射率的方法一般为增加硅烷在气体流量中的比例，不利于成本的控制与转换效率的稳定，采用双层减反射膜的设计，在第一层沉积2.35左右的的底层反射膜，达到钝化效果，表层辅助2.10左右的减反射膜减少折射率，以达到2.12-2.16左右折射率的要求。使用此工艺制作的双层氮化硅减反射膜3折射率稳定在2.12?2.16，且由于创新使用增大压强的工艺技术，工艺时间减少4分钟左右，提升了产线的产能.，在大量数据的对比跟踪中稳定电池片转换效率不低于0.05%
[0027]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0028]尽管本文较多地使用了多晶硅片1、氮化硅钝化膜2、氮化硅减反射膜3、氧化硅减反射膜4、氧化铋栅线层5、主电极6、背电极7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种高折射率抗PID多晶电池，包括多晶硅片(I)，其特征在于，所述多晶硅片(I)的上表面从下至上依次沉积有氮化硅钝化膜(2)、氮化硅减反射膜(3)和氧化硅减反射膜(4)，在氧化硅减反射膜(4)上沉积氧化铋栅线层(5)，所述氧化铋栅线层(5)上设有与氧化铋栅线层(5)垂直交叉的主电极(6)，所述多晶硅片(I)的背面设有背电极(7)。
2.根据权利要求1所述的一种高折射率抗PID多晶电池，其特征在于，所述的氮化硅钝化膜(2)的厚度为35?45nm，折射率为2.33?2.37。
3.根据权利要求2所述的一种高折射率抗PID多晶电池，其特征在于，所述的氮化硅减反射膜(3)的厚度为40?50nm，折射率为2.08?2.12。
4.根据权利要求3所述的一种高折射率抗PID多晶电池，其特征在于，所述的氧化硅减反射膜(4)的厚度为20?30nm，折射率为1.85?1.98。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种高折射率抗PID多晶电池，其特征在于，所述的第一层氮化硅钝化膜(2)和第二层氮化硅减反射膜(3)的总厚度为80?85nm，总折射率为2.12 ?2.16。
6.根据权利要求1或4所述的一种高折射率抗PID多晶电池，其特征在于，所述氧化铋栅线层(5)的栅线线宽为2?15 μ m，氧化铋栅线层(5)的厚度为I?5 μ m。
【文档编号】H01L31/0224GK203983299SQ201420418461
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】侯飞 申请人:浙江德西瑞光电科技有限公司