一种抗PID效应的太阳能电池片的制作方法

本实用新型涉及光伏太阳能电池制造技术领域，更具体地说，涉及一种抗PID效应的太阳能电池片。

背景技术：

在光伏发电系统运行过程中，潮湿高温的环境容易产生水蒸气，如果水蒸气进入组件内部，那么封装材料的导电率上升，相应组件的泄漏电流增大，会造成组件表面极化现象，即PID效应(Potential Induced Degradation，电势诱导衰减)，PID效应主要是指在高的偏压且高温高湿度的条件下，组件表面封装材料碱石灰玻璃中的金属离子移动至电池片表面，在电池片表面形成局部聚集，使得电池片失效的一种效应。因此，在高湿或高温环境中的光伏系统，尤其是渔光互补光伏系统、沿海光伏系统、赤道附近的光伏系统中，PID效应导致的功率损失更为严重。这些极端条件结合在一起就形成了PID测试条件，即电池片对外框的偏压1000V，85℃和85％的相对湿度，测试时间一般为96h。

现有技术中的一种抗PID效应的太阳能电池片如图1所示，图1为现有技术中的一种抗PID效应的太阳能电池片的示意图。该电池片包括硅片101、以及设置其上的绒面、扩散发射结和电极(图中未示出)，在硅片101的扩散发射结表面从上至下有三层钝化减反射膜，第一层为折射率为2.2-2.4的SiN_x102，厚度为5-10nm，主要作用是钝化，第二层为折射率为1.9-2.1的SiNx103，厚度为50-80nm，主要作用为减少反射，第三层为氧化铝104，厚度为2-10nm，这种氧化铝是一层致密的氧化膜，能够阻挡在电池表面聚集的金属离子，从而防止其对PN结产生破坏。

然而，上述氧化铝是通过原子层沉积法制备而成，与产线普通电池工艺所需工艺相比，增加了一道工序，使工序变得更复杂，而且测试时间长于96小时之后，会有金属离子穿透氧化铝，对PN结造成破坏，产生失效风险。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抗PID效应的太阳能电池片，能够简化制造工序，且减少PID测试的失效风险。

本实用新型提供的一种抗PID效应的太阳能电池片，包括衬底，所述衬底的表面具有扩散发射结，所述扩散发射结的表面设置有第一金属离子阻挡层，所述第一金属离子阻挡层的表面设置有减反射层，所述减反射层的表面设置有第二金属离子阻挡层。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述第一金属离子阻挡层为二氧化硅层。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述第二金属离子阻挡层为二氧化硅和碳氧化硅层。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述减反射层为氮化硅层。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述第一金属离子阻挡层的厚度范围为3纳米至8纳米。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述第二金属离子阻挡层的厚度范围为5纳米至10纳米。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述减反射层的厚度范围为50纳米至70纳米。

优选的，在上述抗PID效应的太阳能电池片中，所述衬底为多晶硅衬底或单晶硅衬底。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述抗PID效应的太阳能电池片，由于所述扩散发射结的表面设置有第一金属离子阻挡层，所述第一金属离子阻挡层的表面设置有减反射层，所述减反射层的表面设置有第二金属离子阻挡层，因此能够简化制造工序，且减少PID测试的失效风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种抗PID效应的太阳能电池片的示意图；

图2为本申请实施例提供的第一种抗PID效应的太阳能电池片的示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想在于提供一种抗PID效应的太阳能电池片，能够简化制造工序，且减少PID测试的失效风险。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请实施例提供的第一种抗PID效应的太阳能电池片如图2所示，图2为本申请实施例提供的第一种抗PID效应的太阳能电池片的示意图。该太阳能电池片包括衬底201，所述衬底201的表面具有扩散发射结(图中未示出)，除此之外，该太阳能电池片还包括在衬底表面设置的绒面，在背面的电极以及背接触层等等，此处不再赘述。

所述扩散发射结的表面设置有第一金属离子阻挡层202，所述第一金属离子阻挡层202的表面设置有减反射层203，所述减反射层203的表面设置有第二金属离子阻挡层204，这里的第一金属离子阻挡层和第二金属离子阻挡层均可以是二氧化硅和碳氧化硅层，或者氧化铝层，此处并不限制，利用上下两层金属离子阻挡层，可以更好的保护PN结，延长抗PID的时间。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例所提供的上述抗PID效应的太阳能电池片，由于所述扩散发射结的表面设置有第一金属离子阻挡层，所述第一金属离子阻挡层的表面设置有减反射层，所述减反射层的表面设置有第二金属离子阻挡层，因此能够简化制造工序，且减少PID测试的失效风险。

本申请实施例提供的第二种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第一种抗PID效应的太阳能电池片的基础上，还包括如下技术特征：

所述第一金属离子阻挡层为二氧化硅层。

具体的，可以是折射率为1.3至1.6的二氧化硅层，可采用臭氧在刻蚀后的硅片上表面钝化制备得到，具体的，刻蚀后的硅片通过臭氧喷淋设备，刻蚀下料带速可以是1.45m/min，臭氧发生器的氧气流量可以为2slm至10slm，氮气流量可以为30slm至40slm，臭氧喷淋设备中臭氧浓度为200ppm至800ppm。

本申请实施例提供的第三种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第二种抗PID效应的太阳能电池片的基础上，还包括如下技术特征：

所述第二金属离子阻挡层为二氧化硅和碳氧化硅层。

具体的，可以是折射率为1.3至1.6的二氧化硅和碳氧化硅层，可采用管式等离子化学气相沉积方法制备得到的膜，反应气体为CO₂和SiH₄，CO₂流量200sccm/min至500sccm/min，SiH₄流量为3000sccm/min至5000sccm/min，镀膜时间为50s至150s。

本申请实施例提供的第四种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第三种抗PID效应的太阳能电池片的基础上，还包括如下技术特征：

所述减反射层为氮化硅层。

具体的，可以是折射率为1.9至2.1的氮化硅层，可采用管式等离子化学气相沉积方法，反应气体为NH₃和SiH₄，SiH₄的流量为500sccm/min至1000sccm/min，NH₃流量为4000sccm/min至7000sccm/min，镀膜时间为500s至800s。

本申请实施例提供的第五种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第四种抗PID效应的太阳能电池片的基础上，还包括如下技术特征：

所述第一金属离子阻挡层的厚度范围为3纳米至8纳米。

本申请实施例提供的第六种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第五种抗PID效应的太阳能电池片的基础上，还包括如下技术特征：

所述第二金属离子阻挡层的厚度范围为5纳米至10纳米。

本申请实施例提供的第七种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第六种抗PID效应的太阳能电池片的基础上，还包括如下技术特征：

所述减反射层的厚度范围为50纳米至70纳米，利用这种厚度范围的减反射层，能够与上述第一金属离子阻挡层和第二金属离子阻挡层形成配合，使得整体的层厚范围为75nm至85nm，满足减反射的厚度要求。

本申请实施例提供的第八种抗PID效应的太阳能电池片，是在上述第一种至第六种抗PID效应的太阳能电池片中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述衬底为多晶硅衬底或单晶硅衬底，利用上述三层结构，能够对多晶硅或者单晶硅形成有效的保护，在更长的时间内避免PID效应的产生。

综上所述，上述抗PID效应的太阳能电池片，能够在传统氮化硅镀膜管式PECVD设备基础上进行生产，新使用的化学气体如氧气，二氧化碳等，使用方便且成本低，由于具有前后两层金属离子阻挡层来抗PID效应，因此可通过在-1000V的偏压下进行长达192小时甚至更久的抗PID测试。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。