本發(fā)明屬于光伏設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種PERC電池正面減反膜的制備方法。
背景技術(shù)：
局部接觸背鈍化(PERC)太陽(yáng)能電池是新開發(fā)的一種高效太陽(yáng)能電池，其轉(zhuǎn)化效率伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步已經(jīng)超過(guò)目前21％的穩(wěn)定效率，得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，該技術(shù)的核心是在硅片的背面用氧化鋁或者氧化硅薄膜覆蓋，以起到鈍化背表面、提高長(zhǎng)波響應(yīng)的作用，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。
傳統(tǒng)的PERC太陽(yáng)能電池的制備方法主要包括如下步驟：制絨、擴(kuò)散、背面拋光、刻蝕和去雜質(zhì)玻璃、背面沉積氧化鋁或氧化硅薄膜、背面沉積氮化硅薄膜、正面沉積氮化硅減反射層、背面開口、絲網(wǎng)印刷正背面金屬漿料、燒結(jié)。然而，采用常規(guī)的正背面鍍膜方式不能有效地完全激發(fā)背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種PERC電池正面減反膜的制備方法，能夠有效地激發(fā)出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果，降低載流子的復(fù)合，提升電池的少子壽命，從而提升電池的電性能。
本發(fā)明提供的一種PERC電池正面減反膜的制備方法，在對(duì)硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光和刻蝕之后，包括：
在所述電池的正面和背面制作氧化硅膜；
在所述硅片的背面制作氧化鋁膜和背面減反膜；
在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜，其中，每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預(yù)設(shè)時(shí)間，以釋放出氫原子與空位、缺陷、雜質(zhì)和晶界上的懸掛鍵結(jié)合。
優(yōu)選的，在上述PERC電池正面減反膜的制備方法中，所述每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預(yù)設(shè)時(shí)間包括：
制作第一層正面減反膜之后，將各個(gè)溫區(qū)的溫度提高第一預(yù)設(shè)梯度，并恒溫靜置2分鐘至6分鐘；
制作第二層正面減反膜之后，將各個(gè)溫區(qū)的溫度繼續(xù)提高第二預(yù)設(shè)梯度，并恒溫靜置5分鐘至25分鐘。
優(yōu)選的，在上述PERC電池正面減反膜的制備方法中，所述第一預(yù)設(shè)梯度和所述第二預(yù)設(shè)梯度的范圍為5℃至20℃。
優(yōu)選的，在上述PERC電池正面減反膜的制備方法中，所述在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜為在所述硅片的正面制作至少兩層氮化硅膜。
優(yōu)選的，在上述PERC電池正面減反膜的制備方法中，所述在所述硅片的背面制作氧化鋁膜為：
利用原子層沉積方式或PECVD方式在所述硅片的背面制作氧化鋁膜。
優(yōu)選的，在上述PERC電池正面減反膜的制備方法中，所述在所述硅片的背面制作背面減反膜為：
利用管式PECVD方式或板式PECVD方式在所述硅片的背面制作背面減反膜。
優(yōu)選的，在上述PERC電池正面減反膜的制備方法中，所述在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜為：
利用管式PECVD方式或板式PECVD方式在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜。
通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明提供的上述PERC電池正面減反膜的制備方法，由于在對(duì)硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光和刻蝕之后，包括：在所述電池的正面和背面制作氧化硅膜；在所述硅片的背面制作氧化鋁膜和背面減反膜；在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜，其中，每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預(yù)設(shè)時(shí)間，以釋放出氫原子與空位、缺陷、雜質(zhì)和晶界上的懸掛鍵結(jié)合，因此能夠有效地激發(fā)出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果，降低載流子的復(fù)合，提升電池的少子壽命，從而提升電池的電性能。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第一種PERC電池正面減反膜的制備方法的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心思想在于提供一種PERC電池正面減反膜的制備方法，能夠有效地激發(fā)出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果，降低載流子的復(fù)合，提升電池的少子壽命，從而提升電池的電性能。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第一種PERC電池正面減反膜的制備方法如圖1所示，圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第一種PERC電池正面減反膜的制備方法的示意圖，該方法包括如下步驟：
S1：對(duì)硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光和刻蝕；
該步驟是現(xiàn)有的常規(guī)步驟，在此處不再贅述。
S2：在所述電池的正面和背面制作氧化硅膜；
具體的，可以通過(guò)熱氧化方式或利用臭氧，制備一層雙面的氧化硅膜。
S3：在所述硅片的背面制作氧化鋁膜和背面減反膜；
具體的，可以利用ALD方式或PECVD方式制備背面氧化鋁膜，然后利用管式PECVD方式或板式PECVD方式在所述硅片的背面制作背面減反膜。
S4：在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜，其中，每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預(yù)設(shè)時(shí)間，以釋放出氫原子與空位、缺陷、雜質(zhì)和晶界上的懸掛鍵結(jié)合。
具體的，由于減反膜中的PECVD過(guò)程中輝光電離SiH4、NH3時(shí)產(chǎn)生的氫可釋放出來(lái)，部分氫分子通過(guò)與硅中的空位結(jié)合等方式，轉(zhuǎn)為氫原子或氫-空位對(duì)，摻雜進(jìn)入晶硅體內(nèi)，氫與晶界上的懸掛鍵或電池體內(nèi)的其他有效缺陷、雜質(zhì)結(jié)合，從而起到鈍化晶界、缺陷或雜質(zhì)的作用，有效地提升電池片的少子壽命提升電性能，但是常規(guī)的PECVD方式未充分激發(fā)出H原子的鈍化效果，本實(shí)施例在減反膜制備步驟結(jié)束后靜置，可以有效地改善H鈍化的效果。一般會(huì)制作兩層或三層減反膜，可以在真空和恒溫的環(huán)境中將硅片靜置，可以有效地改善H鈍化的效果，顯著地降低載流子的復(fù)合、提升電池的少子壽命，在晶硅電池電性能方面改善明顯；同時(shí)恒溫狀態(tài)的靜置，對(duì)PERC電池還起到退火的作用，退火時(shí)Al2O3薄膜中含有的H擴(kuò)散到硅表面并與懸掛鍵結(jié)合進(jìn)行鈍化，具有優(yōu)秀的化學(xué)鈍化效果。Al2O3與其他鈍化材料相比最特別之處在于其含有高密度的固定負(fù)電荷，所形成的電場(chǎng)可以有效減少表面的電子濃度，從而對(duì)p型表面有極好的場(chǎng)效應(yīng)鈍化。因此可以充分的激發(fā)正背面Al2O3薄膜和減反膜的鈍化效果，從而有效地提升PERC電池的電性能。
通過(guò)上述描述可知，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述第一種PERC電池正面減反膜的制備方法，由于在對(duì)硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散、背面拋光和刻蝕之后，包括：在所述電池的正面和背面制作氧化硅膜；在所述硅片的背面制作氧化鋁膜和背面減反膜；在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜，其中，每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預(yù)設(shè)時(shí)間，以釋放出氫原子與空位、缺陷、雜質(zhì)和晶界上的懸掛鍵結(jié)合，因此能夠有效地激發(fā)出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果，降低載流子的復(fù)合，提升電池的少子壽命，從而提升電池的電性能。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第二種PERC電池正面減反膜的制備方法，是在上述第一種PERC電池正面減反膜的制備方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預(yù)設(shè)時(shí)間包括：
制作第一層正面減反膜之后，將各個(gè)溫區(qū)的溫度提高第一預(yù)設(shè)梯度，并恒溫靜置2分鐘至6分鐘；
制作第二層正面減反膜之后，將各個(gè)溫區(qū)的溫度繼續(xù)提高第二預(yù)設(shè)梯度，并恒溫靜置5分鐘至25分鐘。
具體的，第一個(gè)例子如下：可以在制備正面減反膜的過(guò)程中，第一層減反膜步驟后，增加一步靜置步驟：整體溫度對(duì)應(yīng)各區(qū)相應(yīng)各增加5℃、無(wú)氣體、無(wú)壓力、無(wú)功率、無(wú)脈沖開關(guān)的真空狀態(tài)下靜置2min；接著進(jìn)行后續(xù)的第二層減反膜制備，然后增加一步靜置步驟：整體溫度對(duì)應(yīng)各區(qū)相應(yīng)各再增加5℃、無(wú)氣體、無(wú)壓力、無(wú)功率、無(wú)脈沖開關(guān)的真空狀態(tài)下靜置5min；完成后續(xù)鍍膜的基本步驟。
第二個(gè)例子如下：制備正面減反膜的過(guò)程中，第一層減反膜步驟后，增加一步靜置步驟：整體溫度對(duì)應(yīng)各區(qū)相應(yīng)各增加5℃、無(wú)氣體、無(wú)壓力、無(wú)功率、無(wú)脈沖開關(guān)的真空狀態(tài)下靜置4min；接著進(jìn)行后續(xù)的第二層減反膜制備，然后增加一步靜置步驟：整體溫度對(duì)應(yīng)各區(qū)相應(yīng)各再增加5℃、無(wú)氣體、無(wú)壓力、無(wú)功率、無(wú)脈沖開關(guān)的真空狀態(tài)下靜置15min；完成后續(xù)鍍膜的基本步驟。
第三個(gè)例子如下：制備正面減反膜的過(guò)程中，第一層減反膜步驟后，增加一步靜置步驟：整體溫度對(duì)應(yīng)各區(qū)相應(yīng)各增加5℃、無(wú)氣體、無(wú)壓力、無(wú)功率、無(wú)脈沖開關(guān)的真空狀態(tài)下靜置6min；接著進(jìn)行后續(xù)的第二層減反膜制備，然后增加一步靜置步驟：整體溫度對(duì)應(yīng)各區(qū)相應(yīng)各再增加5℃、無(wú)氣體、無(wú)壓力、無(wú)功率、無(wú)脈沖開關(guān)的真空狀態(tài)下靜置25min；完成后續(xù)鍍膜的基本步驟。
通過(guò)對(duì)上述三個(gè)例子得到的電池的電性能測(cè)試可知，靜置步驟的時(shí)間越長(zhǎng)，其電性能增益越明顯。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第三種PERC電池正面減反膜的制備方法，是在上述第二種PERC電池正面減反膜的制備方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述第一預(yù)設(shè)梯度和所述第二預(yù)設(shè)梯度的范圍為5℃至20℃。
需要說(shuō)明的是，后一步靜置的溫度比前一步靜置的溫度高一些，就能夠有一個(gè)推進(jìn)的效果。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第四種PERC電池正面減反膜的制備方法，是在上述第三種PERC電池正面減反膜的制備方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜為在所述硅片的正面制作至少兩層氮化硅膜。
需要說(shuō)明的是在，這種氮化硅膜是一種常見的減反膜，容易獲得且成本較低。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第五種PERC電池正面減反膜的制備方法，是在上述第一種至第四種PERC電池正面減反膜的制備方法中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述在所述硅片的背面制作氧化鋁膜為：
利用原子層沉積方式或PECVD方式在所述硅片的背面制作氧化鋁膜。
需要說(shuō)明的是，這兩種方式均能夠沉積一層足夠致密的氧化鋁膜，保證其使用壽命足夠長(zhǎng)，不會(huì)導(dǎo)致電池失效。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第六種PERC電池正面減反膜的制備方法，是在上述第五種PERC電池正面減反膜的制備方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述在所述硅片的背面制作背面減反膜為：
利用管式PECVD方式或板式PECVD方式在所述硅片的背面制作背面減反膜。
需要說(shuō)明的是，這兩種PECVD方式均能夠制作足夠致密的背面減反膜，而且，若之前采用的ALD方式制備氧化鋁膜，則需要在制作背面減反膜之前先進(jìn)行退火處理，去除Al2O3膜層內(nèi)的水氣。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的第七種PERC電池正面減反膜的制備方法，是在上述第六種PERC電池正面減反膜的制備方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：
所述在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜為：
利用管式PECVD方式或板式PECVD方式在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。