一种抗电势诱导衰减的太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种抗电势诱导衰减的太阳能电池。
【背景技术】
[0002]电位诱发衰减PID (Potential Induced Degradat1n)或称 HVS (High VoltageStress)是指光伏发电系统在高伏偏压下，高温高湿环境导致漏电流而引起输出功率衰减的现象。一些电站实际使用表明，系统电压似乎存在对晶体硅电池组件有持续的“电位诱发衰减”效应，通过封装材料(通常是EVA和玻璃的上表面)对组件边框形成的回路所导致的漏电流，被确认为是引起上述效应的主要原因。它可以引起一块组件功率衰减50%以上，从而影响整个电站的功率输出。
[0003]电势诱导衰减的原因主要归结于在高电压作用下，电池组件的封装材料-玻璃以及上表面层与下表面层所出现的钠离子迁移现象:玻璃内部的钠离子往太阳能电池方向迁移，破坏电池的p-n结，从而导致功率的衰减。目前抗电势诱导衰减技术的热点是氧化硅/氮化硅叠层复合膜技术，但是，现有的氧化硅/氮化硅叠层复合膜中，氧化硅层折射率为
1.4-1.6，氮化硅层的折射率为1.9-2.1。由于低折射率的氧化硅层和氮化硅层较厚，使得电池的抗电势诱导衰减性能不是很理想。
[0004]现有技术中也有出现折射率高于2.0的氧化硅膜，但是，氧化硅层与其他减反射膜的光学匹配性不是很好，对于阻挡钠离子的效果不甚理想，电池的抗电势诱导衰减性能也不是很理想。
[0005]例如:CN 103296094A公开的《一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法》，包括三层膜，第一层为二氧化硅膜，第二层为在二氧化硅膜上沉积的氮氧化硅膜，第三层为在氮氧化硅膜上沉积的第二层氮氧化硅膜。其中，所述的二氧化硅厚度度为8-12nm，折射率为
2.1-2.3，所述的第一层氮氧化硅厚度度为15-25nm，折射率为1.9-2.0，所述的第二层氮氧化硅厚度度为30-50nm，折射率为1.7-1.9。
[0006]又如:CN 102916058 A公开的《多晶硅太阳能电池用叠层减折射膜》，该叠层减折射膜从内至外依次为二氧化硅层和氮氧化硅层，其中，二氧化硅层为二氧化硅空心球薄膜，二氧化硅空心球薄膜的折射率为2.05，厚度为18-20nm，氮氧化硅薄膜的折射率为1.5-1.8,厚度为 36-40nm。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种可以大幅提高电池的抗电势诱导衰减性能的太阳能电池。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池，从下到上依次包括背面电极、背面电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面电极，所述氧化硅层的折射率为2.35-2.45，厚度为l-5nm ；
[0009]所述氮化硅层的折射率为2.10-2.15，厚度为75_85nm。
[0010]作为上述方案的改进，所述氧化硅层的折射率为2.40-2.45。
[0011]作为上述方案的改进，所述氮化硅层的折射率为2.125-2.15。
[0012]作为上述方案的改进，所述氧化硅层的厚度为l_3nm。
[0013]作为上述方案的改进，所述氮化硅层的厚度为75_80nm。
[0014]作为上述方案的改进，所述氮化硅层由PECVD设备制得。
[0015]作为上述方案的改进，所述背面电极为背面Ag电极，所述正面电极为正面Ag电极。
[0016]作为上述方案的改进，所述背面电场为背面Al电场。
[0017]实施本实用新型，具有如下有益效果:
[0018]本实用新型提供了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池，从下到上依次包括背面Ag电极、背面Al电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面Ag电极，氧化硅层的折射率为2.35-2.45，厚度为l-5nm ;氮化硅层的折射率为2.10-2.15，厚度为75_85nm。本实用新型采用二层薄膜(高折射率氧化硅，高折射率氮化硅)的叠加结构，当组件进行PID测试时，Na+离子穿透玻璃和EVA向电池片正面运动；由于高折射率氧化硅厚度较薄，发射结电子可以隧穿高折射率氧化硅，往高折射率氮化硅(Si3N4)减反膜移动；电子和Na+在Si3N4薄膜中和，从而消除Na+离子。高折射率氧化硅中残留的OH-离子也可中和Na+离子，高折射率氧化硅对电池正面反射率影响较小，具有一定的表面钝化作用，同时能使得电池效率稍有提闻。
[0019]因此，本实用新型在提高电池转换效率的前提下，大幅提高了电池的抗电势诱导衰减性能。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型抗电势诱导衰减的太阳能电池的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0022]参见图1，本实用新型提供了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池，从下到上依次包括背面Ag电极1、背面Al电场2、P型娃3、N型发射极4、氧化娃层5、氮化娃层6、正面Ag电极7。其中，氧化硅层5、氮化硅层6均设置为高折射率，氧化硅层5的折射率为2.35-2.45，氮化硅层6的折射率为2.10-2.15。
[0023]具体的，所述氧化硅层5 的折射率为 2.35,2.36,2.37,2.38,2.39,2.40,2.41、2.42,2.43,2.44,2.45，但不限于此；更佳的，所述氧化硅层5的折射率为2.40-2.45。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面，因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化，才能达到最佳减反射作用，经仿真分析与实验结果显示，氧化硅层5的折射率大于2.45或小于2.35均会影响减反射效果。
[0024]所述氮化硅层6的折射率为2.10,2.11,2.12,2.13,2.14,2.15，但不限于此。更佳的，所述氮化硅层6的折射率为2.125-2.15。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面，因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化，才能达到最佳减反射作用，经仿真分析与实验结果显示，氮化硅层6的折射率大于2.15或小于2.10均会影响减反射效果。
[0025]所述氧化娃层5的厚度为l_5nm。具体的,所述氧化娃层5的厚度为I nm、2 nm、3 nm、4 nm、5nm,但不限于此。更佳的,所述氧化娃层5的厚度为l_3nm。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面，因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化，才能达到最佳减反射作用，经仿真分析与实验结果显示，氧化硅层5的厚度大于5nm或小于Inm均会影响减反射效果。
[0026]所述氮化娃层6的厚度为75-85nm。具体的，所述氮化娃层6的厚度为75 nm、76 nm、77 nm、78 nm、79 nm、80 nm、82 nm、85nm,但不限于此。所述氮化娃层6的厚度为75-80nm。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面，因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化，才能达到最佳减反射作用，经仿真分析与实验结果显示，氮化硅层6的厚度大于85nm或小于75nm均会影响减反射效果。
[0027]进一步，所述高折射率的氧化硅层5通过在硅片表面上，使用短波长的UV紫外线辐射，通入氧气与氮气来实现，反应温度为50-60°C，氧气流量为15-25L/min，氮气流量为10-20L/min，沉积时间 8_12s。
[0028]所述高折射率氮化硅层由PECVD设备制得，氮化硅层6通过在硅片表面上，使用PECVD方式，通入NH3和SiH4气体，再与硅片表面形成氮化硅来实现。
[0029]具体的，所述氮化硅层的制备在温度为400-450°C、压强为1600-2000 mTor、等离子功率为6000-7000 Watt的反应腔内进行，包括:通入反应气体NH3 3.5-4.5 slm和SiH4900-1100 sccm,反应时间200-230 s形成第一层氮化硅薄膜；改变NH3和SiH4流量，将NH3流量设定为4.5-6.5 slm、将SiH4流量设定为500-800 sccm,反应时间390_410s，形成第二层氮化娃薄膜。
[0030]需要说明的是，PECVD( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n )是指等离子体增强化学气相沉积。PECVD设备是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。
[0031]本实用新型采用二层薄膜(高折射率氧化硅，高折射率氮化硅)的叠加结构，当组件进行PID测试时，Na+离子穿透玻璃和EVA向电池片正面运动；由于高折射率氧化硅厚度较薄，发射结电子可以隧穿高折射率氧化硅，往高折射率氮化硅(Si3N4)减反膜移动；电子和Na+在Si3N4薄膜中和，从而消除Na+离子。高折射率氧化硅中残留的OH-离子也可中和Na+离子，高折射率氧化硅对电池正面反射率影响较小，具有一定的表面钝化作用，同时能使得电池效率稍有提闻。
[0032]因此，本实用新型在提高电池转换效率的前提下，大幅提高了电池的抗电势诱导衰减性能。
[0033]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种抗电势诱导衰减的太阳能电池，从下到上依次包括背面电极、背面电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面电极，其特征在于，所述氧化硅层的折射率为2.35-2.45，厚度为 l-5nm ； 所述氮化硅层的折射率为2.10-2.15，厚度为75-85nm。
2.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述氧化硅层的折射率为2.40-2.45。
3.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅层的折射率为2.125-2.15。
4.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述氧化硅层的厚度为l_3nm。
5.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅层的厚度为75-80nm。
6.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅层由PECVD设备制得。
7.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述背面电极为背面Ag电极，所述正面电极为正面Ag电极。
8.如权利要求1所述的抗电势诱导衰减的太阳能电池，其特征在于，所述背面电场为背面Al电场。
【专利摘要】本实用新型公开了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池，从下到上依次包括背面Ag电极、背面Al电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面Ag电极，所述氧化硅层的折射率为2.35-2.45，厚度为1-5nm；所述氮化硅层的折射率为2.10-2.15，厚度为75-85nm。采用本实用新型，高折射率氧化硅-高折射率氮化硅的叠加结构可以在提高电池转换效率的前提下，大幅提高了电池的抗电势诱导衰减性能。
【IPC分类】H01L31-04, H01L31-0216
【公开号】CN204391123
【申请号】CN201420636908
【发明人】秦崇德, 方结彬, 石强, 黄玉平, 何达能
【申请人】广东爱康太阳能科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年10月30日