抗pid效应的太阳能电池结构及生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及太阳能电池制造领域，尤其设及光伏太阳能电池制造领域，具体是指 一种抗PID效应的太阳能电池结构及生产方法。
【背景技术】
[0002] 近年来倍受关注的由于组件的电位诱发衰减（PotentialInducedDegradation, 简记为PID)现象引起的光伏系统发电量下降的问题越来越多的收到人们的关注。该现 象最早是由Sunpower公司在2005年发现，PID是指组件长期在高电压作用下使得玻璃、 封装材料之间存在漏电流，导致组件性能低于设计标准。2010年，美国可再生能源实验室 (NREL)和Solon公司研究发现采用P型晶体娃电池片所制备的组件在负偏压下都有潜在的 PID现象。PID现象严重时候它可W引起一块组件功率衰减50%W上，从而影响整个电站的 功率输出，因此组件的PID现象越来越受到光伏行业的重视。安装在美国Florida户外的 组件在经过十个月的~1500V的偏压下组件功率已衰减到初始功率的35%。上述的组件 PID现象，不仅降低了系统的发电量，而且还会对光伏系统的安全可靠运行造成了较大的影 响。
[0003] 大量研究表明在高溫、高湿、高盐碱地区和沿海地区组件的功率衰减最为严重，除 了外部环境因素外，造成组件PID现象的原因主要有W下=个方面：系统方面，组成光伏阵 列的组件其边框通常是接地的，造成在单个组件和边框之间形成偏压，组件所处偏压越高 则发生PID现象越严重；组件方面，高溫、高湿的外界环境使得电池片和接地边框之间形成 漏电流，封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。通过使用改变的EVA是实现 组件抗PID的方式之一，在使用不同EVA封装胶膜条件下，组件的抗PID性能会存在差异； 电池片方面，电池片方块电阻的均匀性、减反射层的厚度和折射率，氧化层等对PID性能都 有着不同的影响。
[0004] 如图1所示，现有的抗PID的太阳能电池结构从下到上依次为：Ag电极1A、阳CVD Si化膜2A、N型扩散层4A、P型娃基体5A、P+层、侣背场7A。现阶段的抗PID电池（抗PID 的关键是隔绝玻璃中的化离子迁移形成导电通路，因此高折射率Si化也是运个作用，隔绝 化离子通过水解的EVA中的离子在Si化表层形成电荷聚集，而低折射率Si化的电荷隔绝 或者说绝缘作用较差，容易使得电池端的电子逸出和Si化表面正电荷复合）生产方法技术 中，如图2所示有如下几种电池制造工艺方案： 阳0化]如专利号CN103337525A中所描述，采用高折射率的SiNx方案，即在生长SiNx薄膜 时，采用双层高折射率的SiNJ莫，其生长的抗PID效应膜层具有厚度较薄，电导率较高的性 质，电导率较高可W将从巧钢玻璃里面移动至电池片表面的金属离子均匀分布，从而消除 PID效应；
[0006] 如专利号CN103872184A中所描述，采用臭氧氧化的工艺方案，即通过臭氧氧化的 工艺，在娃基底与氮化娃之间制作一层氧化娃层。由于臭氧的氧化能力极强，能够在娃基底 表面迅速的生成一层致密氧化娃层。该氧化娃层，能够在非常薄的情况下，满足抗PID的需 求；
[0007] 如专利号CN103311337A中所描述，采用HN03溶液进行湿氧氧化，即采用质量浓度 69%HN03,在70°C下，用时lOmins，在P型晶娃基片的表面生长一层3~8皿的氧化层，来 阻止光生载流子在P型晶娃基片表面被快速复合，达到抗PID的效应；
[0008]如专利号CN103943718A中所描述，采用UV紫外氧化的方式，即在经过常规制绒 和扩散后的P型晶娃基片的受光面上，采用UV设备（CDA流量5slm、灯管功率20%、溫度： 25°C)在P型晶娃基片表面制备厚度为2nm和折射率为1. 46的氧化娃薄膜，来满足抗PID 的要求；
[0009] 如专利号CN102864439A中所描述，采用笑气（NzO)在高频辉光放电的离子态下沉 积氧化层，即对P型晶娃基片进行预处理，要采用PEVCD生长减反射膜，溫度420°C，一氧化 二氮流量为3. 8~5. 2slm，压力为1700mTorr，预处理3分钟，获得较薄的氧化层，W达到后 期的抗PID效应；
[0010] 上述几种抗PID的工艺方案中，存在如下缺点：
[0011] 采用高折射率的SiNx方案，会降低表层光谱吸收的效果，从而影响光生载流子的 产生，导致短路电流的下降，最终会降低太阳能电池的转换效率；
[0012] 采用臭氧氧化的工艺方案，由于臭氧属于有害气体，它强烈刺激人的呼吸道，造成 咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿；造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记 忆力衰退；对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；破坏人 体的免疫机能，诱发淋己细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生崎形儿；
[0013] 采用hn〇3溶液进行湿氧氧化，由于湿法化学生长的氧化层并不十分致密，并且不 容易控制氧化层的生长，因此在实际生产中不容易控制
[0014] 采用UV紫外氧化的方式和采用笑气佈0)在高频辉光放电的离子态下沉积氧化 层，会增加额外的设备采购和设备气路改造等大量资金投入。
[0015]二氧化娃用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶拉、 娃铁、型砂、单质娃、水泥等，在古代，二氧化娃也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头 主要由二氧化娃、碳酸巧构成。二氧化娃中，娃原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共 价键，娃原子位于正四面体的中屯、，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上。其Si-O键的键 能很高，高溫热生长的SiOx,其表面致密性较高，并且物理结构较稳定。只要扩散好的晶P 型晶娃基片在刻蚀完去除PSG后，是放置在高溫环境中，并且通入其他强氧化性气体，例如 氯乙酷氯，纯氧等，进行高溫环境下的化学氧化反应，生长Si化氧化层的路线都可W实现 抗PID的效果。
[0016] 一些研究已经表明，在溫湿条件下，组件EVA水解产生醋酸，醋酸腐蚀玻璃析出钢 离子，在电池片同玻璃间具有较强的负偏压条件下，钢离子从玻璃迁移到电池片表面从而 造成电池片性能衰减是PID产生的主要原因，因此阻止钢离子的迁移是抗PID的主要途径 之一。氧化娃层的引入，就如同在娃基底前设置了一堵墙，有效的阻止了钢离子侵入到娃基 底中，因此对于抗PID的太阳能电池来说，该层氧化娃层决定了抗PID的能力。
【发明内容】
[0017] 本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，在现有的设备基础上，不增加任何 的资金投入，同时考虑安全性的前提下，提供了一种能够实现的抗PID效应的太阳能电池 结构及生产方法。
[0018] 为了实现上述目的，本发明具有如下构成：
[0019] 该抗PID效应的太阳能电池结构，其主要特点是，所述的太阳能电池结构包括从 下到上依次设置的基层、P+层、娃基体、扩散层和热氧化Si化层，所述的Si化层上还设置有 双层PECVDSi化膜，用于提高太阳能电池对光谱的吸收率，在所述的扩散层上还分布着电 极
[0020] 优选地，所述的娃基体为P型晶娃基片。
[0021] 更优选地，所述的扩散层为N型扩散层。
[0022] 进一步地，所述的双层阳CVDSi化膜的第一层膜的厚度为20皿，折射率为2. 25。
[0023] 更进一步地，所述的双层阳CVDSi化膜的第二层膜的厚度为50皿，折射率为 2. 05。
[0024] 优选地，所述的热氧化Si化层为热氧化Si化层。 阳0巧]进一步地，所述的双层阳CVDSi化膜均为SIsNa膜。
[00%] 更优选地，所述的基层为侣背场。
[0027] 最优选地，所述的电极为Ag电极。
[0028] 一种生产基于所述的抗PID效应的太阳能电池结构的生产方法，其主要特点是， 所述的步骤包括：
[0029] (1)前处理步骤：碱性制绒，酸洗杂质，制备N型层并进行刻蚀工序；
[0030] 似高溫石英管清洗饱和步骤：在石英扩散炉中进行饱和清洗；
[0031](3)高溫氧化步骤：石英管升溫后通入成进行气氛保护，通入02进行高溫氧化； 阳03引 （4)双层阳CVDSi化膜的生长步骤：在阳CVD管中抽真空进行两次Si化膜的生 长过程；
[003引 妨后处理步骤：完成所述的双层PECVDSi化膜后进行锻膜、丝网印刷和烧结步 骤。
[0034] 优选地，所述的