抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，包括依次覆蓋于硅襯底上的非晶硅層、起鈍化作用的富Si氮化硅層和起減反射作用的富N氮化硅層。本實(shí)用新型主要對(duì)電池的減反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在傳統(tǒng)的單層或多層氮化硅與晶硅襯底之間采用PECVD的方法淀積一層致密的非晶硅，這層致密的非晶硅可以阻擋正離子對(duì)PN結(jié)的侵蝕，從而減小PID效應(yīng)的影響。本實(shí)用新型僅需在現(xiàn)有設(shè)備上對(duì)工藝做簡(jiǎn)單改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，與現(xiàn)有工藝兼容，方法簡(jiǎn)單，成本低廉。
【專利說(shuō)明】抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及晶體硅太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電勢(shì)誘發(fā)衰減(PID)現(xiàn)象是指太陽(yáng)能晶硅組件長(zhǎng)期工作在濕熱環(huán)境及高電壓下，輸出功率發(fā)生衰減的現(xiàn)象。一般認(rèn)為玻璃中的鈉離子在濕熱環(huán)境下析出，通過(guò)在高電壓下，晶體硅電池及封裝材料對(duì)組件邊框形成的回路，對(duì)電池PN結(jié)造成侵蝕，是造成PID現(xiàn)象的主要原因。近年來(lái)PID已經(jīng)成為國(guó)外買家投訴國(guó)內(nèi)組件質(zhì)量的重要因素之一，嚴(yán)重時(shí)候它可以引起一塊組件功率衰減50%以上，影響整個(gè)電站的功率輸出。
[0003]有關(guān)PID效應(yīng)的測(cè)試方法國(guó)際上還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前通常的做法是在85%相對(duì)濕度和85°C溫度下對(duì)組件加1000V的負(fù)偏壓，持續(xù)96小時(shí)，測(cè)試前后組件功率的變化，功率衰減小于5%時(shí)一般認(rèn)為組件具有良好的抗PID能力。
[0004]傳統(tǒng)工藝的晶體硅組件都存在PID現(xiàn)象，主要與組件的封裝材料與電池有較大關(guān)系，降低組件的PID現(xiàn)象主要從這兩個(gè)方面考慮。本實(shí)用新型主要從電池方面進(jìn)行研究。
[0005]電池端一般都通過(guò)提高氮化硅減反膜的致密度，即提高折射率的方法來(lái)來(lái)阻擋正離子對(duì)PN結(jié)的侵蝕，從而減小PID效應(yīng)的影響，但是這種方法需要將氮化硅的折射率提高的2.2左右，這么高折射率的氮化硅消光系數(shù)會(huì)很高，氮化硅膜本身會(huì)吸收掉較多的光，入射到基底上的光減少，導(dǎo)致光生電流降低，從而導(dǎo)致電池效率的下降。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，通過(guò)PECVD的方法生長(zhǎng)致密的非晶硅層，不需要額外增加設(shè)備或工藝步驟，電池具有良好的抗PID效應(yīng)的同時(shí)效率不會(huì)降低。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，包括依次覆蓋于硅襯底上的非晶硅層、起鈍化作用的富Si氮化硅層和起減反射作用的富N氮化硅層。
[0009]優(yōu)選的，所述非晶硅層厚度為2-1Onm。
[0010]優(yōu)選的,所述富Si氮化娃層厚度為10_30nm。
[0011]優(yōu)選的，所述富N氮化娃層厚度為40_70nm。
[0012]一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減晶體硅電池的制備方法，包括以下步驟:
[0013]步驟I)在硅襯底表面形成2-10nm的抗PID致密非晶硅層；
[0014]步驟2)在非晶硅層上淀積出一層10_30nm具有良好鈍化效果的富Si氮化硅層；
[0015]步驟3)在富Si氮化娃層上淀積一層40-70nm具有良好減反射效果的富N氮化娃層。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟I中NH3的流量設(shè)為0，SiH4的流量設(shè)為1800sCCm，時(shí)間設(shè)為15s0
[0017]優(yōu)選的，所述步驟2中NH3的流量設(shè)為3.5slm，SiH4的流量設(shè)為800sccm，時(shí)間設(shè)為 150s。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟3中NH3的流量設(shè)為5slm，SiH4的流量設(shè)為650sCCm，時(shí)間設(shè)為550s。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]1、本實(shí)用新型主要對(duì)電池的減反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在傳統(tǒng)的單層或多層氮化硅與晶硅襯底之間采用PECVD的方法淀積一層致密的非晶硅，這層致密的非晶硅可以阻擋正離子對(duì)PN結(jié)的侵蝕，從而減小PID效應(yīng)的影響。
[0021]2、PECVD工藝生產(chǎn)中主要通過(guò)NH3、SiH4這兩種氣體的流量與淀積時(shí)間來(lái)調(diào)整各層膜的厚度與結(jié)構(gòu)，兩種氣體的流量比決定了氮化硅中Si與N元素的含量。淀積過(guò)程中通過(guò)將NH3的流量設(shè)為零，我們可以在襯底表面淀積出一層N含量接近于零的非常致密的非晶娃層。
[0022]3、通過(guò)調(diào)整淀積時(shí)間我們可以控制這層非晶硅層的厚度，然后在這層非晶硅層上淀積改進(jìn)的氮化硅減反膜，即第二層較薄的富Si氮化硅層，起到良好的鈍化作用及第三層較厚的富N氮化硅層，起到減反射效果，制成的電池在具有良好的抗PID效應(yīng)的同時(shí)不會(huì)造成效率的降低。
[0023]4、本實(shí)用新型具有良好的抗PID效果，電池做成的組件在85 °C，85%相對(duì)濕度，1000伏負(fù)壓下96小時(shí)測(cè)試衰減小于5%，EL下未見(jiàn)發(fā)黑現(xiàn)象。
[0024]6、本實(shí)用新型僅需在現(xiàn)有設(shè)備上對(duì)工藝做簡(jiǎn)單改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，與現(xiàn)有工藝兼容，方法簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0025]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0027]圖1為晶體硅電池剖視圖。
[0028]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、硅襯底，2、非晶硅層，3、富Si氮化硅層，4、富N氮化硅層?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0030]參照?qǐng)D1所示，一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，包括依次覆蓋于硅襯底I上的非晶硅層2、起鈍化作用的富Si氮化硅層3和起減反射作用的富N氮化硅層4。所述非晶硅層2厚度為2-10nm。所述富Si氮化硅層3厚度為10_30nm。所述富N氮化硅層4厚度為 40_70nm。
[0031]具體實(shí)施以管式PECVD為例，第一層NH3的流量設(shè)為0，SiH4的流量設(shè)為1800sccm,時(shí)間設(shè)為15s，在硅襯底I表面形成2-lOnm的抗PID致密非晶硅層2，第二層NH3的流量設(shè)為3.5slm,SiH4的流量設(shè)為800sCCm，時(shí)間設(shè)為150s，在非晶硅層2上淀積出一層10-30nm具有良好鈍化效果的富Si氮化硅層3，第三層NH3的流量設(shè)為5slm，SiH4的流量設(shè)為650SCCm，時(shí)間設(shè)為550s，在富Si氮化硅層3上淀積一層40_70nm具有良好減反射效
果的富N氮化硅層4。
[0032]PECVD工藝生產(chǎn)中主要通過(guò)NH3、SiH4這兩種氣體的流量與淀積時(shí)間來(lái)調(diào)整各層膜的厚度與結(jié)構(gòu)，兩種氣體的流量比決定了氮化硅中Si與N元素的含量。淀積過(guò)程中通過(guò)將NH3的流量設(shè)為零，我們?cè)诠枰r底I表面淀積出一層N含量接近于零的非常致密的非晶娃層2。
[0033]通過(guò)調(diào)整淀積時(shí)間我們可以控制這層非晶硅層2的厚度，然后在這層非晶硅層上淀積改進(jìn)的氮化硅減反膜，即第二層較薄的富Si氮化硅層，起到良好的鈍化作用及第三層較厚的富N氮化硅層，起到減反射效果，制成的電池在具有良好的抗PID效應(yīng)的同時(shí)不會(huì)造成效率的降低。
[0034]本實(shí)用新型具有良好的抗PID效果，電池做成的組件在85°C，85%相對(duì)濕度，1000伏負(fù)壓下96小時(shí)測(cè)試衰減小于5%，EL下未見(jiàn)發(fā)黑現(xiàn)象。
[0035]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，其特征在于:包括依次覆蓋于硅襯底(I)上的非晶硅層(2)、起鈍化作用的富Si氮化硅層(3)和起減反射作用的富N氮化硅層(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，其特征在于:所述非晶硅層(2)厚度為 2-10nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，其特征在于:所述富Si氮化娃層(3)厚度為10_30nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗電勢(shì)誘發(fā)衰減的晶體硅電池，其特征在于:所述富N氮化硅層(4)厚度為40-70nm。
【文檔編號(hào)】H01L31/0352GK203787437SQ201420207971
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】陸俊宇, 保羅, 魏青竹, 連維飛, 王志剛, 易輝, 汪燕玲 申請(qǐng)人:中利騰暉光伏科技有限公司