一种制备抗pid薄膜的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备抗PID薄膜的方法，含以下步骤：选取晶体硅片，经制绒和扩散后，在晶体硅片的受光面上依次生成氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜，其中氧化硅膜采用紫外线光敏氧化或者PECVD的方式沉积，氮化硅或氮氧化硅采用PECVD的方式沉积，位于底层的氧化硅或氮氧化硅对杂质离子具有阻挡作用且钝化效果好，结合位于顶层的氮化硅薄膜，能减少太阳能电池片光电转换效率的损失且能增强太阳能电池片的抗PID性能。
【专利说明】—种制备抗PID薄膜的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池制造【技术领域】，具体涉及一种制备抗PID薄膜的方法。
【背景技术】
[0002]晶体硅太阳能电池在使用过程中不排放和发射任何有害物质；没有运动部件、无噪声、重量轻、体积小、具有模块化特征，可分散就地设置，建设周期短，工作寿命长20-25年，维护简便，运行可靠等优点，是一种十分理想的可再生洁净能源。在实际应用中由于单个晶体硅太阳能组件输出电压和功率偏低，不能满足生活或者生产需要，所以需要将多个组件串接。在外框接地的条件下，多个组件串接将导致外框与电池片表面存在高的反偏压。而在长期使用中，湿热的环境是不可避免的，这些极端条件结合在一起就形成了 PID(Potential Induced Degradation),这种现象最早是Sunpower在2005年发现的，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，大量电荷聚集在电池片表面，这样电池片正表面钝化效果减弱，导致电池片Uoc、FF等降低，电池、组件功率衰减。
[0003]以欧洲为首的区域由于电站系统配置等原因，会导致潜在可诱导功率降等(Potential Induced Degradation, PID),希望能够从电池产品方面进行改进，以增强抗PID性能。客户SunEdison电站系统使用不到一年，部分组件功率输出低于80%，抱怨PID性能不佳；现在较常用的抗PID的制备方法主要是采用同质氮化硅膜，利用高低不同的折射率来实现，在电池制备过程中由于较高的折射率机台控制难度增大，电池的失效比例增力口，同时太阳能电池光电转化效率降低0.3%左右。
[0004]由此可见，如何制作具有良好钝化效果和对杂质离子的阻挡作用的薄膜才是关键。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种制备抗PID薄膜的方法，该方法能制备出具有良好钝化效果且对杂质离子具有阻挡作用的薄膜，还能减少太阳能电池片光电转换效率的损失且能增强太阳能电池片的抗PID性能。
[0006]本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的:一种制备抗PID薄膜的方法，含以下步骤:选取晶体硅片，经制绒和扩散后，在晶体硅片的受光面上依次生成氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜，其中氧化硅膜采用紫外线光敏氧化或PECVD的方式沉积，氮化硅或氮氧化硅采用PECVD的方式沉积，位于底层的氧化硅或氮氧化硅对杂质离子具有阻挡作用且钝化效果好，结合位于顶层的氮化硅薄膜，能减少太阳能电池片光电转换效率的损失且能增强太阳能电池片的抗PID性能。
[0007]其中紫外线光敏氧化是指紫外线灯管照射处理，其优点在于生成的二氧化硅致密、抗PID效果明显，同时流程简单、操作方便。
[0008]本发明所述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜的总膜厚优选为6(Tl00nm，折射率优选为2.0?2.3。[0009]在上述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜中:
本发明所述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜中底层氧化硅薄膜或氮氧化硅薄膜的厚度优选为0.5~40nm，折射率优选为1.46~2.00。
[0010]本发明所述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜中顶层氮化硅薄膜的厚度优选为2(T85nm，折射率优选为2.0~2.20。
[0011]本发明采用PECVD的方式沉积氧化硅、氮化硅或氮氧化硅薄膜时，气氛可以采用N2O, SiH4和NH3中的一种或几种，在35(T500°C沉积。
[0012]本发明采用紫外线光敏氧化沉积氧化硅薄膜时，气氛为压缩空气CDA或者O2，在20^500 V下沉积氧化硅薄膜。
[0013]本发明具有如下优点:抗PID效果明显，同时流程简单、操作方便。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
对于156x156mm多晶娃片,本实施例的制备工艺如下:
(1)在经过常规制绒和扩散后的硅片的受光面上，采用UV设备(CDA流量5slm、灯管功率20%、温度:25°C)在硅片表面制备厚度为2nm和折射率为1.46的氧化硅薄膜；
(2)在氧化硅薄膜上，利用七星管式PECED设备在温度450°C、氨气和硅烷总体流量7000SCCM和功率6500W的条件下沉积氮化硅薄膜，具体膜厚范围控制在70nm，折射率控制在 2.10。
[0015](3)制备获得的氧化硅和氮化硅双层膜的膜厚为82nm，折射率为2.12 ；再经后续常规工艺，制成太阳能电池，制备获得的太阳能电池的各项性能指标见表1中所示。
[0016]表1本实施例制备得太阳能电池的各项性能
【权利要求】
1.一种制备抗PID薄膜的方法，其特征是含以下步骤:选取晶体硅片，经制绒和扩散后，在晶体硅片的受光面上依次生成氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜，其中氧化硅膜采用紫外线光敏氧化或PECVD的方式沉积，氮化硅或氮氧化硅采用PECVD的方式沉积，位于底层的氧化硅或氮氧化硅对杂质离子具有阻挡作用且钝化效果好，结合位于顶层的氮化硅薄膜，能减少太阳能电池片光电转换效率的损失且能增强太阳能电池片的抗PID性能。
2.根据权利要求1所述的制备抗PID薄膜的方法，其特征是:所述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜的总膜厚为60~100nm，折射率为2.0-2.3。
3.根据权利要求2所述的制备抗PID薄膜的方法，其特征是:所述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜中底层氧化硅薄膜或氮氧化硅薄膜的厚度为0.5~40nm，折射率为1.46~2.0。
4.根据权利要求2或3所述的制备抗PID薄膜的方法，其特征是:所述氧化硅和氮化硅双层膜或氮氧化硅和氮化硅双层膜中顶层氮化硅薄膜的厚度为2(T85nm，折射率为2.0~2.2。
5.根据权利要求1所述的制备抗PID薄膜的方法，其特征是:采用PECVD的方式沉积氧化硅、氮化硅或氮氧化硅薄膜时，气氛为N2CKSiH4和NH3中的一种或几种，在35(T500°C沉积。
6.根据权利要求1所述的制备抗PID薄膜的方法，其特征是:采用紫外线光敏氧化沉积氧化硅薄膜时，气氛为压缩空气CDA或者O2，在2(T50(TC下沉积氧化硅薄膜。
【文档编号】H01L31/18GK103943718SQ201410100441
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】闫用用, 张惠, 张亮, 苗青, 李积伟 申请人:晶澳（扬州）太阳能科技有限公司