一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電位誘發(fā)衰減PID (Potential Induced Degradat1n)或稱 HVS (High VoltageStress)是指光伏發(fā)電系統(tǒng)在高伏偏壓下，高溫高濕環(huán)境導(dǎo)致漏電流而引起輸出功率衰減的現(xiàn)象。一些電站實際使用表明，系統(tǒng)電壓似乎存在對晶體硅電池組件有持續(xù)的“電位誘發(fā)衰減”效應(yīng)，通過封裝材料(通常是EVA和玻璃的上表面)對組件邊框形成的回路所導(dǎo)致的漏電流，被確認(rèn)為是引起上述效應(yīng)的主要原因。它可以引起一塊組件功率衰減50%以上，從而影響整個電站的功率輸出。
[0003]電勢誘導(dǎo)衰減的原因主要歸結(jié)于在高電壓作用下，電池組件的封裝材料-玻璃以及上表面層與下表面層所出現(xiàn)的鈉離子遷移現(xiàn)象:玻璃內(nèi)部的鈉離子往太陽能電池方向遷移，破壞電池的p-n結(jié)，從而導(dǎo)致功率的衰減。目前抗電勢誘導(dǎo)衰減技術(shù)的熱點是氧化硅/氮化硅疊層復(fù)合膜技術(shù)，但是，現(xiàn)有的氧化硅/氮化硅疊層復(fù)合膜中，氧化硅層折射率為
1.4-1.6，氮化硅層的折射率為1.9-2.1。由于低折射率的氧化硅層和氮化硅層較厚，使得電池的抗電勢誘導(dǎo)衰減性能不是很理想。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中也有出現(xiàn)折射率高于2.0的氧化硅膜，但是，氧化硅層與其他減反射膜的光學(xué)匹配性不是很好，對于阻擋鈉離子的效果不甚理想，電池的抗電勢誘導(dǎo)衰減性能也不是很理想。
[0005]例如:CN 103296094A公開的《一種多晶硅太陽電池減反射膜及其制備方法》，包括三層膜，第一層為二氧化硅膜，第二層為在二氧化硅膜上沉積的氮氧化硅膜，第三層為在氮氧化硅膜上沉積的第二層氮氧化硅膜。其中，所述的二氧化硅厚度度為8-12nm，折射率為
2.1-2.3，所述的第一層氮氧化硅厚度度為15-25nm，折射率為1.9-2.0，所述的第二層氮氧化硅厚度度為30-50nm，折射率為1.7-1.9。
[0006]又如:CN 102916058 A公開的《多晶硅太陽能電池用疊層減折射膜》，該疊層減折射膜從內(nèi)至外依次為二氧化硅層和氮氧化硅層，其中，二氧化硅層為二氧化硅空心球薄膜，二氧化硅空心球薄膜的折射率為2.05，厚度為18-20nm，氮氧化硅薄膜的折射率為1.5-1.8,厚度為 36-40nm。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可以大幅提高電池的抗電勢誘導(dǎo)衰減性能的太陽能電池。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，從下到上依次包括背面電極、背面電場、P型硅、N型發(fā)射極、氧化硅層、氮化硅層、正面電極，所述氧化硅層的折射率為2.35-2.45，厚度為l-5nm ；
[0009]所述氮化硅層的折射率為2.10-2.15，厚度為75_85nm。
[0010]作為上述方案的改進，所述氧化硅層的折射率為2.40-2.45。
[0011]作為上述方案的改進，所述氮化硅層的折射率為2.125-2.15。
[0012]作為上述方案的改進，所述氧化硅層的厚度為l_3nm。
[0013]作為上述方案的改進，所述氮化硅層的厚度為75_80nm。
[0014]作為上述方案的改進，所述氮化硅層由PECVD設(shè)備制得。
[0015]作為上述方案的改進，所述背面電極為背面Ag電極，所述正面電極為正面Ag電極。
[0016]作為上述方案的改進，所述背面電場為背面Al電場。
[0017]實施本實用新型，具有如下有益效果:
[0018]本實用新型提供了一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，從下到上依次包括背面Ag電極、背面Al電場、P型硅、N型發(fā)射極、氧化硅層、氮化硅層、正面Ag電極，氧化硅層的折射率為2.35-2.45，厚度為l-5nm ;氮化硅層的折射率為2.10-2.15，厚度為75_85nm。本實用新型采用二層薄膜(高折射率氧化硅，高折射率氮化硅)的疊加結(jié)構(gòu)，當(dāng)組件進行PID測試時，Na+離子穿透玻璃和EVA向電池片正面運動；由于高折射率氧化硅厚度較薄，發(fā)射結(jié)電子可以隧穿高折射率氧化硅，往高折射率氮化硅(Si3N4)減反膜移動；電子和Na+在Si3N4薄膜中和，從而消除Na+離子。高折射率氧化硅中殘留的OH-離子也可中和Na+離子，高折射率氧化硅對電池正面反射率影響較小，具有一定的表面鈍化作用，同時能使得電池效率稍有提聞。
[0019]因此，本實用新型在提高電池轉(zhuǎn)換效率的前提下，大幅提高了電池的抗電勢誘導(dǎo)衰減性能。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細(xì)描述。
[0022]參見圖1，本實用新型提供了一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，從下到上依次包括背面Ag電極1、背面Al電場2、P型娃3、N型發(fā)射極4、氧化娃層5、氮化娃層6、正面Ag電極7。其中，氧化硅層5、氮化硅層6均設(shè)置為高折射率，氧化硅層5的折射率為2.35-2.45，氮化硅層6的折射率為2.10-2.15。
[0023]具體的，所述氧化硅層5 的折射率為 2.35,2.36,2.37,2.38,2.39,2.40,2.41、2.42,2.43,2.44,2.45，但不限于此；更佳的，所述氧化硅層5的折射率為2.40-2.45。光子是透過空氣/氮化硅層/氧化硅層/再進入硅片表面，因此各膜層折射率與厚度必須匹配優(yōu)化，才能達(dá)到最佳減反射作用，經(jīng)仿真分析與實驗結(jié)果顯示，氧化硅層5的折射率大于2.45或小于2.35均會影響減反射效果。
[0024]所述氮化硅層6的折射率為2.10,2.11,2.12,2.13,2.14,2.15，但不限于此。更佳的，所述氮化硅層6的折射率為2.125-2.15。光子是透過空氣/氮化硅層/氧化硅層/再進入硅片表面，因此各膜層折射率與厚度必須匹配優(yōu)化，才能達(dá)到最佳減反射作用，經(jīng)仿真分析與實驗結(jié)果顯示，氮化硅層6的折射率大于2.15或小于2.10均會影響減反射效果。
[0025]所述氧化娃層5的厚度為l_5nm。具體的,所述氧化娃層5的厚度為I nm、2 nm、3 nm、4 nm、5nm,但不限于此。更佳的,所述氧化娃層5的厚度為l_3nm。光子是透過空氣/氮化硅層/氧化硅層/再進入硅片表面，因此各膜層折射率與厚度必須匹配優(yōu)化，才能達(dá)到最佳減反射作用，經(jīng)仿真分析與實驗結(jié)果顯示，氧化硅層5的厚度大于5nm或小于Inm均會影響減反射效果。
[0026]所述氮化娃層6的厚度為75-85nm。具體的，所述氮化娃層6的厚度為75 nm、76 nm、77 nm、78 nm、79 nm、80 nm、82 nm、85nm,但不限于此。所述氮化娃層6的厚度為75-80nm。光子是透過空氣/氮化硅層/氧化硅層/再進入硅片表面，因此各膜層折射率與厚度必須匹配優(yōu)化，才能達(dá)到最佳減反射作用，經(jīng)仿真分析與實驗結(jié)果顯示，氮化硅層6的厚度大于85nm或小于75nm均會影響減反射效果。
[0027]進一步，所述高折射率的氧化硅層5通過在硅片表面上，使用短波長的UV紫外線輻射，通入氧氣與氮氣來實現(xiàn)，反應(yīng)溫度為50-60°C，氧氣流量為15-25L/min，氮氣流量為10-20L/min，沉積時間 8_12s。
[0028]所述高折射率氮化硅層由PECVD設(shè)備制得，氮化硅層6通過在硅片表面上，使用PECVD方式，通入NH3和SiH4氣體，再與硅片表面形成氮化硅來實現(xiàn)。
[0029]具體的，所述氮化硅層的制備在溫度為400-450°C、壓強為1600-2000 mTor、等離子功率為6000-7000 Watt的反應(yīng)腔內(nèi)進行，包括:通入反應(yīng)氣體NH3 3.5-4.5 slm和SiH4900-1100 sccm,反應(yīng)時間200-230 s形成第一層氮化硅薄膜；改變NH3和SiH4流量，將NH3流量設(shè)定為4.5-6.5 slm、將SiH4流量設(shè)定為500-800 sccm,反應(yīng)時間390_410s，形成第二層氮化娃薄膜。
[0030]需要說明的是，PECVD( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n )是指等離子體增強化學(xué)氣相沉積。PECVD設(shè)備是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。
[0031]本實用新型采用二層薄膜(高折射率氧化硅，高折射率氮化硅)的疊加結(jié)構(gòu)，當(dāng)組件進行PID測試時，Na+離子穿透玻璃和EVA向電池片正面運動；由于高折射率氧化硅厚度較薄，發(fā)射結(jié)電子可以隧穿高折射率氧化硅，往高折射率氮化硅(Si3N4)減反膜移動；電子和Na+在Si3N4薄膜中和，從而消除Na+離子。高折射率氧化硅中殘留的OH-離子也可中和Na+離子，高折射率氧化硅對電池正面反射率影響較小，具有一定的表面鈍化作用，同時能使得電池效率稍有提聞。
[0032]因此，本實用新型在提高電池轉(zhuǎn)換效率的前提下，大幅提高了電池的抗電勢誘導(dǎo)衰減性能。
[0033]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，從下到上依次包括背面電極、背面電場、P型硅、N型發(fā)射極、氧化硅層、氮化硅層、正面電極，其特征在于，所述氧化硅層的折射率為2.35-2.45，厚度為 l-5nm ； 所述氮化硅層的折射率為2.10-2.15，厚度為75-85nm。
2.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述氧化硅層的折射率為2.40-2.45。
3.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述氮化硅層的折射率為2.125-2.15。
4.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述氧化硅層的厚度為l_3nm。
5.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述氮化硅層的厚度為75-80nm。
6.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述氮化硅層由PECVD設(shè)備制得。
7.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述背面電極為背面Ag電極，所述正面電極為正面Ag電極。
8.如權(quán)利要求1所述的抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，其特征在于，所述背面電場為背面Al電場。
【專利摘要】本實用新型公開了一種抗電勢誘導(dǎo)衰減的太陽能電池，從下到上依次包括背面Ag電極、背面Al電場、P型硅、N型發(fā)射極、氧化硅層、氮化硅層、正面Ag電極，所述氧化硅層的折射率為2.35-2.45，厚度為1-5nm；所述氮化硅層的折射率為2.10-2.15，厚度為75-85nm。采用本實用新型，高折射率氧化硅-高折射率氮化硅的疊加結(jié)構(gòu)可以在提高電池轉(zhuǎn)換效率的前提下，大幅提高了電池的抗電勢誘導(dǎo)衰減性能。
【IPC分類】H01L31-04, H01L31-0216
【公開號】CN204391123
【申請?zhí)枴緾N201420636908
【發(fā)明人】秦崇德, 方結(jié)彬, 石強, 黃玉平, 何達(dá)能
【申請人】廣東愛康太陽能科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年10月30日