抗pid晶體硅電池的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別是涉及一種抗PID晶體硅電池的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光伏系統(tǒng)中，出于安全考慮，組件的鋁邊框通常是接地的，這樣電池端就會處于 一個負(fù)壓的狀態(tài)。在這個負(fù)壓的驅(qū)動下，電流從接地端通過鋁邊框，玻璃和EVA流向電池， 在這個過程中，大量的正電荷會積累在電池表面，導(dǎo)致電池失效，這就是組件長期處于高電 勢下的衰減，英文為potential induced degradation，簡稱PID。隨著光伏技術(shù)的發(fā)展，在 大型光伏系統(tǒng)串聯(lián)在一起的電池板數(shù)量越來越多，在工作狀態(tài)下，部分組件就會處于高壓 狀態(tài)，通常能達(dá)到600~1000V，這樣，PID問題就變得越來越影響使用性能。目前常規(guī)的晶 體硅太陽能電池制備步驟為：制絨-擴(kuò)散-濕法刻蝕-PECVD-絲網(wǎng)印刷-燒結(jié)；此工藝生產(chǎn) 的晶體硅太陽能電池氮化硅薄膜無法滿足絕緣要求，PID衰減現(xiàn)象非常嚴(yán)重，組件輸出功率 下降顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決太陽能電池的PID問題，本發(fā)明提供了一種抗PID晶體硅電池的制備方 法，其在現(xiàn)有制備方法的濕法刻蝕和PECVD兩步之間添加一道氧化工序，在硅片表面形成 一層二氧化硅膜，得到產(chǎn)品的PID測試結(jié)果均低于1 %。
[0004] 為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] -種抗PID晶體硅電池的制備方法，包括如下步驟：
[0006] 1)將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕；
[0007] 2)將經(jīng)濕法刻蝕后的硅襯底經(jīng)過臭氧濃度為25~60ppm的臭氧氮氣混合氣氧化， 在所述娃襯底上生成一層二氧化娃膜；
[0008] 3)在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為 79~85nm，折射率為2. 01~2. 09的Si3N4膜；
[0009] 4)經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到所述抗PID晶體硅電池。
[0010] 優(yōu)選，步驟2)所述臭氧氮氣混合氣噴淋到娃襯底表面，氣體流速為30~50L/min， 硅片通過的速度為1. 5~2. 3m/min，反應(yīng)溫度為50~70°C。
[0011] 進(jìn)行步驟2)氧化所用的氧化裝置安裝在濕法刻蝕機(jī)上，在所述濕法刻蝕機(jī)的卸 載滾輪上下分別安裝噴淋裝置和回風(fēng)槽；所述回風(fēng)槽設(shè)置于氣體噴淋裝置的正下方，且其 面積略大于氣體噴淋裝置；所述氣體噴淋裝置連接有進(jìn)氣管；所述回風(fēng)槽連接有排風(fēng)管。
[0012] 本發(fā)明制備抗PID晶體硅電池的方法，其氧化環(huán)節(jié)在改裝后的濕法刻蝕機(jī)上同步 完成，減少了不必要的設(shè)備成本；同時，得到的抗PID晶體硅電池起到抗PID的主要部分是 Si3N4膜和SiO 2薄膜，這層復(fù)合膜對硅片表面起到了比較好的鈍化作用，使負(fù)電荷難以在電 池表面聚集，從而可以減小PID現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0013] 說明書附圖
[0014] 圖1為濕法刻蝕機(jī)加裝氧化裝置部分示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016] 如圖1所示，這是改裝的濕法刻蝕機(jī)的卸載滾輪部分的示意圖；在濕法刻蝕機(jī)的 卸載滾輪3上下分別安裝噴淋裝置1和回風(fēng)槽2 ;回風(fēng)槽2設(shè)置于氣體噴淋裝置1的正下 方，且其面積略大于氣體噴淋裝置1 ;氣體噴淋裝置1連接有進(jìn)氣管4 ;回風(fēng)槽2連接有排風(fēng) 管5。
[0017] 以下使用上述改裝后的設(shè)備制備抗PID晶體硅電池。
[0018] 實施例1
[0019] -種抗PID晶體硅電池的制備方法，包括如下步驟：
[0020] 1)將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕；
[0021] 2)將經(jīng)濕法刻蝕后的硅襯底經(jīng)過臭氧濃度為30ppm的臭氧氮氣混合氣氧化，在所 述娃襯底上生成一層二氧化娃膜；
[0022] 3)在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為 80nm，折射率為2. 01的Si3N4膜；
[0023] 4)經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到抗PID晶體硅電池，標(biāo)記為1#。
[0024] 其中，步驟2)所述臭氧氮氣混合氣噴淋到娃襯底表面，氣體流速為30L/min，娃片 通過的速度為2. 3m/min，反應(yīng)溫度為50°C。
[0025] 實施例2
[0026] -種抗PID晶體硅電池的制備方法，包括如下步驟：
[0027] 1)將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕；
[0028] 2)將經(jīng)濕法刻蝕后的硅襯底經(jīng)過臭氧濃度為35ppm的臭氧氮氣混合氣氧化，在所 述娃襯底上生成一層二氧化娃膜；
[0029] 3)在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為 82. 7nm，折射率為2. 05的Si3N4膜；
[0030] 4)經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到抗PID晶體硅電池，標(biāo)記為2#。
[0031] 其中，步驟2)所述臭氧氮氣混合氣噴淋到娃襯底表面，氣體流速為40L/min，娃片 通過的速度為2. lm/min，反應(yīng)溫度為55°C。
[0032] 實施例3
[0033] -種抗PID晶體硅電池的制備方法，包括如下步驟：
[0034] 1)將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕；
[0035] 2)將經(jīng)濕法刻蝕后的硅襯底經(jīng)過臭氧濃度為50ppm的臭氧氮氣混合氣氧化，在所 述娃襯底上生成一層二氧化娃膜；
[0036] 3)在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為 83nm，折射率為2. 07的Si3N4膜；
[0037] 4)經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到抗PID晶體硅電池，標(biāo)記為3#。
[0038] 其中，步驟2)所述臭氧氮氣混合氣噴淋到娃襯底表面，氣體流速為40L/min，娃片 通過的速度為2. 2m/min，反應(yīng)溫度為65°C。
[0039] 實施例4
[0040] -種抗PID晶體硅電池的制備方法，包括如下步驟：
[0041] 1)將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕；
[0042] 2)將經(jīng)濕法刻蝕后的硅襯底經(jīng)過臭氧濃度為65ppm的臭氧氮氣混合氣氧化，在所 述娃襯底上生成一層二氧化娃膜；
[0043] 3)在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為 85nm，折射率為2. 09的Si3N4膜；
[0044] 4)經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到抗PID晶體硅電池，標(biāo)記為4#。
[0045] 其中，步驟2)所述臭氧氮氣混合氣噴淋到娃襯底表面，氣體流速為50L/min，娃片 通過的速度為2. 3m/min，反應(yīng)溫度為70°C。
[0046] 對上述實施例得到的1~4#電池性能進(jìn)行測試，得到數(shù)據(jù)如下表
[0047]
[0048] 由表可知，利用本發(fā)明方法得到的抗PID晶體硅電池的PID均低于1 %，抗PID效 果明顯。
【主權(quán)項】
1. 一種抗PID晶體硅電池的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕； 2) 將經(jīng)濕法刻蝕后的娃襯底經(jīng)過臭氧濃度為25~60ppm的臭氧氮氣混合氣氧化，在所 述娃襯底上生成一層二氧化娃膜； 3) 在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為79~ 85nm，折射率為2. Ol~2. 09的Si3N4膜； 4) 經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到所述抗PID晶體硅電池。2. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：步驟2)所述臭氧氮氣混合氣噴淋到硅襯 底表面，氣體流速為30~50L/min，硅片通過的速度為1. 5~2. 3m/min，反應(yīng)溫度為50~ 70。。。3. 如權(quán)利要求1所述制備方法中步驟2)所用的氧化裝置，其特征在于：所述氧化裝置 包括噴淋裝置（1)、回風(fēng)槽（2)、進(jìn)氣管（4)和出氣管（5)，所述噴淋裝置（1)和回風(fēng)槽（2)分 別安裝在濕法刻蝕機(jī)的卸載滾輪的（3)上部和下部，所述回風(fēng)槽（2)設(shè)置于氣體噴淋裝置 (1)的正下方，且其面積大于氣體噴淋裝置（1);所述氣體噴淋裝置（1)連接有進(jìn)氣管（4); 所述回風(fēng)槽（2)連接有排風(fēng)管（5)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗PID晶體硅電池的制備方法，包括如下步驟：1)將硅襯底進(jìn)行清洗、制絨、擴(kuò)散、濕法刻蝕；2)將經(jīng)濕法刻蝕后的硅襯底經(jīng)過臭氧濃度為25～60ppm的臭氧氮氣混合氣氧化；3)在經(jīng)步驟2)處理后的硅襯底表面采用PECVD設(shè)備在其表面沉積一層厚度為79～85nm，折射率為2.01～2.09的Si3N4膜；4)經(jīng)過絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)后得到抗PID晶體硅電池。該抗PID晶體硅電池的制備方法在現(xiàn)有制備方法的濕法刻蝕和PECVD兩步之間添加一道氧化工序，在硅片表面形成一層二氧化硅膜，使得到產(chǎn)品的PID測試結(jié)果均低于1％。
【IPC分類】H01L31/0216, H01L31/068, H01L31/18
【公開號】CN105118894
【申請?zhí)枴緾N201510579716
【發(fā)明人】楊福君, 王海濱, 康健, 杜彬, 于欣, 鄭麗娜, 田小禾
【申請人】國網(wǎng)天津市電力公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月11日