高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105826403A(43)申请公布日2016.08.03(21)申请号201610168722.7(22)申请日2016.03.23(71)申请人江苏顺风光电科技有限公司地址213169江苏省常州市武进区高新技术产业开发区阳湖路99号(72)发明人瞿辉徐春曹玉甲张一源(74)专利代理机构常州市维益专利事务所32211代理人路接洲(51)Int.Cl.H01L31/0216(2014.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜及其制备方法，包括刻蚀后单晶硅片进入PECVD炉体，先通氧气或空气等含氧气体，再沉积多层钝化减反射膜层，单晶硅片衬底正表面自下而上依次设置折射率递减的底层SiNx层、单层或多层光学优化层SiNx层以及顶层光学优化层SiOxNy层；总膜厚为70～125nm，总折射率为1.90～2.10。本发明基于传统单晶硅电池工艺，只改变PECVD时的制备方法和钝化减反射膜的膜质结构，不需要使用臭氧设备或其他方法在刻蚀后硅片表层特意增加SiOx层，就可以达到高抗PID的目的；可与传统晶硅电池工艺兼容，直接使用普通刻蚀设备和PECVD设备或稍加改造后即可生产。CN105826403ACN105826403A权利要求书1/1页1.一种高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜，其特征在于：包括在单晶硅片衬底正表面自下而上依次设置的底层SiNx层、单层或多层光学优化层SiNx层以及顶层光学优化层SiOxNy层；所述的底层SiNx层、单层或多层光学优化层SiNx层以及顶层光学优化层SiOxNy层的折射率递减；所述的底层SiNx层、单层或多层光学优化层SiNx层以及顶层光学优化层SiOxNy层的总膜厚为70～125nm，总折射率为1.90～2.10。2.如权利要求1所述的高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜，其特征在于：所述的底层SiNx层以及单层或多层光学优化层SiNx层均采用PECVD法制备；所述的底层SiNx层的折射率为2.15～2.4，厚度为4～20nm；所述的单层或多层光学优化层SiNx层的折射率为1.95～2.25，厚度为20～65nm。3.如权利要求1所述的高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜，其特征在于：所述的顶层光学优化层SiOxNy层采用PECVD法将含氧气体与SiH4、NH3一起沉积而成；其膜厚为15～60nm，折射率为1.6～1.95。4.一种如权利要求1所述的高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)单晶硅片常规工艺处理后进行刻蚀；2)刻蚀后单晶硅片由载具送入300℃到550℃之间的PECVD腔体内，通入含氧气体3min到20min；3)使用PECVD设备镀多层钝化减反射膜；包括在单晶硅片衬底正表面自下而上依次设置的底层高折射率SiNx层、单层或多层光学优化层SiNx层以及顶层光学优化层SiOxNy层；4)使用传统电池印刷工艺印刷背电极、铝背场、正栅线和正电极，并烧结。2CN105826403A说明书1/4页高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及太阳能晶硅电池制造领域，尤其是一种高PID抗性的单晶多层钝化减反射膜及其制备方法。背景技术[0002]随着环境问题和能源问题得到越来越多人的关注，太阳电池作为一种清洁能源，人们对其研究开发已经进入到了一个新的阶段。PID(potentialinduceddegradation)效应指在长期高电压作用下，组件中玻璃和封装材料之间存在漏电现象，造成先是表面钝化减反射膜失效，然后PN结失效，最终使得组件性能降低。传统工艺的P型太阳能晶硅组件都存在一定的PID失效问题，所以研究PID现象，研发出PIDFree的太阳电池是广大太阳能厂商研发部和部分科研院校的目标之一。目前较通用且较严格的是双85PID测试，其测试条件为1000V的负电压，85℃的环境温度，85％的湿度，96h的测试时间，组件最终最大输出功率衰减比例小于5％就可判定为PID测试合格，即PIDFree。[0003]传统太阳能多晶电池表面的SiNx钝化减反射膜层几乎都因折射率较低使得PID衰减较为严重；目前市场为了追求PIDFree，主要方法是提高SiNx膜层的折射率，但电池转换效率较常规工艺降低1-2％；还有方法就是使用紫外电离、高频臭氧发生器生成的臭氧O3氧化硅片表面，生成较薄的SiOx层或使用笑气N2OPECVD法直接在硅片表面沉积一层SiOx薄膜，使电池具有一定的PID抗性。[0004]另一方面，目前大规模生产中多晶电池