一種抗pid的氮化硅減反射膜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種抗PID的氮化硅減反射膜，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片上的內(nèi)、外兩層氮化硅減反射膜，其中，內(nèi)層氮化硅減反射膜的折射率為1.8~2.2，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.0~2.5。在技術(shù)方面，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了雙層結(jié)構(gòu)的氮化硅減反射膜，使之具有抗PID作用。采用本實(shí)用新型雙層氮化硅減反射膜設(shè)計(jì)的多晶硅太陽電池抗PID性能可達(dá)到IEC測(cè)試要求。具有抗PID性能的多晶硅太陽電池片產(chǎn)品的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.39%，成品率高、性能好。且將獲得的多晶硅電池產(chǎn)品封裝成72片標(biāo)準(zhǔn)組件后進(jìn)行PID測(cè)試，組件功率下降了2.6%，符合產(chǎn)品要求。
【專利說明】
一種抗PID的氮化硅減反射膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗PID的氮化硅減反射膜。
【背景技術(shù)】
[0002]電勢(shì)誘導(dǎo)衰減(Potential Induced Degradat1n，縮寫為PID)，是指組件在反向高電壓的誘導(dǎo)下，表面發(fā)生極化現(xiàn)象;如果在組件上施加相對(duì)與地面的正向電壓，漏電流會(huì)立即從電池流向地面，電池表面會(huì)積累負(fù)電荷，這些電荷會(huì)將正電荷吸引到電池表面從而形成復(fù)合中心，導(dǎo)致組件的輸出功率發(fā)生衰減;如果在組件上施加相對(duì)于地面的負(fù)向電壓，則漏電流會(huì)從地面流向電池，電池表面積累正電荷，對(duì)組件的輸出功率不會(huì)產(chǎn)生影響。這個(gè)現(xiàn)象是2005年由美國(guó)的光伏制造商Sunpower公司報(bào)道的。
[0003]光伏電站在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)偏壓使組件表面發(fā)生極化現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致功率劇烈衰減50%以上。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組件封裝和電池片三個(gè)方面都可能引起PID現(xiàn)象，因此，要徹底解決組件PID問題，改進(jìn)電池片制程工藝、改進(jìn)組件封裝技術(shù)以提高組件對(duì)環(huán)境溫度、濕度和高偏壓的抵抗力，以及改進(jìn)電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝這三個(gè)方面缺一不可。
[0004]高電壓導(dǎo)致組件功率衰減的機(jī)理是多樣的。高偏壓衰減的程度與流過封裝材料及玻璃、硅電池活性層、接地組件邊框之間的漏電流或者電量相關(guān)，這幾項(xiàng)因素都可以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定;然而，還存在一些競(jìng)爭(zhēng)過程，使得組件PID現(xiàn)象呈現(xiàn)出非線性以及過程依賴的特點(diǎn)。一種衰減機(jī)理認(rèn)為，通過組件正面玻璃的電流引起Na+等可移動(dòng)電荷在電池活性層累積，使得半導(dǎo)體活性層的表面場(chǎng)電性發(fā)生改變，稱之為極化。從電池層面來看，電池材料的性能對(duì)PID衰減幅度具有調(diào)制作用。
[0005]目前，商業(yè)化晶體硅太陽電池制作工藝采用的工藝流程大體分為硅片清洗制絨、擴(kuò)散、去PSG、制作減反射層、絲網(wǎng)印刷電極、烘干燒結(jié)、測(cè)試分選共七個(gè)步驟。盡管多晶硅太陽電池工藝流程及大部分設(shè)備相同，然而，在電池的轉(zhuǎn)換效率、光電特性等方面，隨著電池結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)即參數(shù)的差異，晶體硅太陽電池的光電性能也呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。
[0006]在高性能多晶硅電池片中，為了避免p-n結(jié)特性蛻化，在電學(xué)上，SixNyHz材料需要起到隔離封裝材料和電池片p-n結(jié)的絕緣介質(zhì)作用;物理上，SixNyHz材料需要起到隔離可移動(dòng)粒子等雜質(zhì)源的作用。
[0007]理想的SixNyHJ莫要有均勻的組成成分。在PECVD沉積中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，得到的膜的組分可能并非要求的組分。沉積工藝的一個(gè)目標(biāo)是要在反應(yīng)中有合適數(shù)量的分子，以便使沉積得到的膜的組分接近于化學(xué)反應(yīng)方程式中對(duì)應(yīng)的組分比例。
[0008]SixNyHJ莫的結(jié)構(gòu)也很重要，尤其是膜層中的晶粒尺寸。如果膜層中晶粒大小變化，膜的電學(xué)和機(jī)械特性會(huì)變化，這將影響薄膜的長(zhǎng)期可靠性，尤其是電迀移。對(duì)于多晶硅太陽電池器件，減反射膜與正面銀柵線在臺(tái)階處的覆蓋是否良好，對(duì)于緩解PID效應(yīng)具有明顯作用。因此，需要減少膜損傷，選擇合適的減反射膜晶粒尺寸，使臺(tái)階處的覆蓋良好。
[0009]多晶硅太陽電池在制作減反射層步驟中，一般采取PECVD方法沉積單層或多層SixNyHz薄膜，折射率在2.05左右，厚度在75?80nm左右。這種氮化硅層通常被用做多晶硅太陽電池的鈍化保護(hù)層，一方面由于它能很好的抑制雜質(zhì)和潮氣的擴(kuò)散，另外一方面可以增加光的透射率，但是對(duì)于抗PID方面的性能比較薄弱。這一層材料被視為改善PID的關(guān)鍵一環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗PID的氮化硅減反射膜，旨在解決現(xiàn)有氮化硅減反射膜抗PID性能較弱的問題。
[0011 ]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0012]—種抗PID的氮化硅減反射膜，其中，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片上的內(nèi)、外兩層氮化硅減反射膜，內(nèi)層氮化硅減反射膜的折射率為1.8-2.2,外層氮化硅減反射膜的折射率為2.0?2.5。
[0013]所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其中，內(nèi)層氮化硅減反射膜的厚度為18.5?22.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為55.5?65.5nm。
[0014]所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其中，內(nèi)層氮化硅減反射膜的折射率為2.0，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.2。
[0015]所述的抗PID的氮化娃減反射膜，其中，內(nèi)層氮化娃減反射膜的厚度為20.5nm，夕卜層氮化娃減反射膜的厚度為61.5nm。
[0016]有益效果:本實(shí)用新型對(duì)多晶硅電池的氮化硅減反射層的折射率進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從而得到具有抗PID性能的氮化硅減反射層。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一種抗PID的氮化硅減反射膜較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型提供一種抗PID的氮化硅減反射膜，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]圖1為本實(shí)用新型一種抗PID的氮化硅減反射膜較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片I上的內(nèi)、外兩層氮化硅減反射膜，其中，內(nèi)層氮化硅減反射膜2的折射率為1.8-2.2,外層氮化硅減反射膜3的折射率為2.0-2.5。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了雙層結(jié)構(gòu)的氮化硅減反射膜，通過改變氮化硅減反射膜的折射率，使之具有抗PID作用。優(yōu)選地，內(nèi)層氮化硅減反射膜的折射率為2.0，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.2。本實(shí)用新型通過優(yōu)化內(nèi)、外層氮化硅減反射膜的折射率，以進(jìn)一步提高氮化硅減反射膜的抗PID作用。
[°02°]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型內(nèi)層氮化娃減反射膜的厚度為18.5?22.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為55.5-65.5nm。本實(shí)用新型的氮化硅減反射膜，通過改變氮化硅減反射膜的厚度，以進(jìn)一步提高氮化硅減反射膜的抗PID作用。優(yōu)選地，內(nèi)層氮化硅減反射膜的厚度為20.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為61.5nm。本實(shí)用新型通過優(yōu)化內(nèi)、外層氮化娃減反射膜的厚度，以最大化地提高氮化硅減反射膜的抗PID作用。本實(shí)用新型對(duì)氮化硅減反射層的膜層厚度和折射率進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最終得到具有抗PID性能的氮化硅減反射層。
[0021]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還將如上任一所述的抗PID的氮化硅減反射膜應(yīng)用于多晶硅太陽電池中。采用本實(shí)用新型雙層氮化硅減反射膜設(shè)計(jì)的多晶硅太陽電池抗PID性能可達(dá)到IEC測(cè)試要求。具有抗PID性能的多晶硅太陽電池片產(chǎn)品的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.39%，成品率高、性能好。
[0022]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還將如上所述的多晶硅太陽電池進(jìn)行封裝，制成組件。本實(shí)用新型將獲得的多晶硅太陽電池產(chǎn)品封裝成72片標(biāo)準(zhǔn)組件后進(jìn)行PID測(cè)試(測(cè)試條件:60 °C，85% RH,96 hours,-1000V per IEC 62804 Ed.1 Draft)，組件功率下降了2.6%，符合產(chǎn)品要求。本實(shí)用新型對(duì)多晶硅電池的氮化硅減反射層的膜層厚度、折射率等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最終得到具有抗PID性能的多晶硅電池產(chǎn)品。封裝成72片組件后進(jìn)行雙85測(cè)試，功率損失為2.6%，符合TUV規(guī)定的PID測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種抗PID的氮化硅減反射膜。在技術(shù)方面，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了雙層結(jié)構(gòu)的氮化硅減反射膜，使之具有抗PID作用。采用本實(shí)用新型雙層氮化硅減反射膜設(shè)計(jì)的多晶硅太陽電池抗PID性能可達(dá)到IEC測(cè)試要求。具有抗PID性能的多晶硅太陽電池片產(chǎn)品的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到17.39%，成品率高、性能好。且將獲得的多晶硅電池產(chǎn)品封裝成72片標(biāo)準(zhǔn)組件后進(jìn)行PID測(cè)試，組件功率下降了 2.6%，符合產(chǎn)品要求。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，所述氮化硅減反射膜包括沉積于硅片上的內(nèi)、外兩層氮化硅減反射膜，內(nèi)層氮化硅減反射膜的折射率為1.8?2.2，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.0?2.5。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，內(nèi)層氮化硅減反射膜的厚度為18.5-22.5nm，外層氮化硅減反射膜的厚度為55.5-65.5nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，內(nèi)層氮化硅減反射膜的折射率為2.0，外層氮化硅減反射膜的折射率為2.2。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗PID的氮化硅減反射膜，其特征在于，內(nèi)層氮化硅減反射膜的厚度為20.5nm，外層氮化娃減反射膜的厚度為61.5nm0
【文檔編號(hào)】H01L31/0216GK205488150SQ201620219216
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】段春艷, 班群
【申請(qǐng)人】佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院