一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构的制作方法

1.本发明涉及光伏电池技术领域，具体为一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构。


背景技术：

2.晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件。当太阳光照射在半导体p-n结上时，会形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
3.传统的p型硅片目前主流的电池技术为perc(passivated emitter rear cell)。perc电池主要是由于背面加入了氧化铝层，通过其良好的化学钝化和场钝化效果来降低背面钝化复合，以提高perc电池的转换效率。
4.但是目前的perc电池技术效率已经到了一定的瓶颈，需要一种更好的钝化材料来替代氧化铝。另外，perc采用背面开孔的点或线接触结构，导致载流子的二维传输从而增大了传输损耗。由于以上两个原因限制了perc电池的开路电压和填充因子，使perc电池的效率提升空间非常有限，通过现有的设备以及技术很难实现进一步的突破。
5.现有的钝化膜层具有以下不足之处：
6.1、钝化膜具有密度高和硅氢键不稳定的缺点，二氧化硅钝化膜金属离子阻挡能力差、易吸附水气、光的减反效果不好
7.2、接触电阻高，钝化效果差，少子复合速率大，影响光电转换效率。


技术实现要素：

8.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，能够克服了氮化硅钝化膜的界面缺陷密度高和硅氢键不稳定的缺点，解决了二氧化硅钝化膜金属离子阻挡能力差、易吸附水气、光的减反效果不好等缺点；提高了太阳能电池抗pid的效果；可降低接触电阻，进一步提高正电极处的钝化效果，降低少子复合速率，最终提高电池的光电转换效率。
9.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
10.本发明提供一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，包括分别设置于硅片两侧壁的背面钝化膜组和正面钝化膜组，硅片通过背面钝化膜组设置有电连接的背银电极和全铝背场，硅片通过正面钝化膜组设置有正银电极。
11.优选地，所述背面钝化膜组包括第一隧道氧化层、第一氮化硅钝化膜和第一氮氧化硅钝化膜，所述第一隧道氧化层沉积在硅片表面，第一氮化硅钝化膜沉积在第一隧道氧化层上，第一氮氧化硅钝化膜沉积在第一氮化硅钝化膜上。
12.优选地，所述第一隧道氧化层的材质为二氧化硅。
13.优选地，所述第一隧道氧化层的厚度为3-5纳米，其折射率为1.40～1.46；
14.所述第一氮化硅钝化膜的厚度为15-20纳米，其折射率为2.22～2.30；
15.所述第一氮氧化硅钝化膜的厚度为50-60纳米，其折射率为2.02～2.10。
16.优选地，所述正面钝化膜组包括第二隧道氧化层、第二氮化硅钝化膜和第二氮氧化硅钝化膜，所述第二隧道氧化层沉积在硅片表面，第二氮化硅钝化膜沉积在第二隧道氧化层上，第二氮氧化硅钝化膜沉积在第二氮化硅钝化膜上。
17.优选地，所述第二隧道氧化层的材质为二氧化硅。
18.优选地，所述第二隧道氧化层的厚度为3-5纳米，其折射率为1.40～1.46；
19.所述第二氮化硅钝化膜的厚度为15-20纳米，其折射率为2.22～2.30；
20.所述第二氮氧化硅钝化膜的厚度为50-60纳米，其折射率为2.02～2.10。
21.优选地，所述硅片包括p型硅和n型硅。
22.本发明一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构的有益效果是：本发明提供的钝化膜层的优化结构采用设置于硅片一侧的第一隧道氧化层、第一氮化硅钝化膜、第一氮氧化硅钝化膜组成的背面钝化膜组以及设置于硅片另一侧的第二隧道氧化层、第二氮化硅钝化膜、第二氮氧化硅钝化膜组成的正面钝化膜组，从而克服了氮化硅钝化膜的界面缺陷密度高和硅氢键不稳定的缺点，解决了二氧化硅钝化膜金属离子阻挡能力差、易吸附水气、光的减反效果不好等缺点。提高了太阳能电池抗pid的效果；可降低接触电阻，进一步提高正电极处的钝化效果，降低少子复合速率，最终提高电池的光电转换效率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例的整体结构示意图；
25.图2为本发明实施例中背面钝化膜组的结构示意图；
26.图3为本发明实施例中正面钝化膜组的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、硅片，2、背面钝化膜组，3、正面钝化膜组，4、背银电极，5、全铝背场，6、正银电极，7、第一隧道氧化层，8、第一氮化硅钝化膜，9、第一氮氧化硅钝化膜，10、第二隧道氧化层，11、第二氮化硅钝化膜，12、第二氮氧化硅钝化膜，13、p型硅，14、n型硅。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例：
31.如图1至图3所示，本发明提供了一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，包括分别设置于硅片1两侧壁的背面钝化膜组2和正面钝化膜组3，硅片1通过背面钝化膜组2设置有电连接的背银电极4和全铝背场5，硅片1通过正面钝化膜组3设置有正银电极6。
32.作为本发明再进一步的方案：背面钝化膜组2包括第一隧道氧化层7、第一氮化硅钝化膜8和第一氮氧化硅钝化膜9，第一隧道氧化层7沉积在硅片1表面，第一氮化硅钝化膜8沉积在第一隧道氧化层7上，第一氮氧化硅钝化膜9沉积在第一氮化硅钝化膜8上，如图2所示。
33.作为本发明再进一步的方案：第一隧道氧化层7的材质为二氧化硅。
34.作为本发明再进一步的方案：第一隧道氧化层7的厚度为3-5纳米，其折射率为1.40～1.46；
35.作为本发明再进一步的方案：第一氮化硅钝化膜8的厚度为15-20纳米，其折射率为2.22～2.30；
36.作为本发明再进一步的方案：第一氮氧化硅钝化膜9的厚度为50-60纳米，其折射率为2.02～2.10。
37.作为本发明再进一步的方案：正面钝化膜组3包括第二隧道氧化层10、第二氮化硅钝化膜11和第二氮氧化硅钝化膜12，第二隧道氧化层10沉积在硅片1表面，第二氮化硅钝化膜11沉积在第二隧道氧化层10上，第二氮氧化硅钝化膜12沉积在第二氮化硅钝化膜11上，如图3所示。
38.作为本发明再进一步的方案：第二隧道氧化层10的材质为二氧化硅。
39.作为本发明再进一步的方案：第二隧道氧化层10的厚度为3-5纳米，其折射率为1.40～1.46；
40.作为本发明再进一步的方案：第二氮化硅钝化膜11的厚度为15-20纳米，其折射率为2.22～2.30；
41.作为本发明再进一步的方案：第二氮氧化硅钝化膜12的厚度为50-60纳米，其折射率为2.02～2.10。
42.作为本发明再进一步的方案：硅片1包括p型硅13和n型硅14，如图1所示，p型硅13和n型硅14分别设置于硅片1之所在区域的两端。
43.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，包括分别设置于硅片两侧壁的背面钝化膜组和正面钝化膜组，硅片通过背面钝化膜组设置有电连接的背银电极和全铝背场，硅片通过正面钝化膜组设置有正银电极。2.根据权利要求1所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述背面钝化膜组包括第一隧道氧化层、第一氮化硅钝化膜和第一氮氧化硅钝化膜，所述第一隧道氧化层沉积在硅片表面，第一氮化硅钝化膜沉积在第一隧道氧化层上，第一氮氧化硅钝化膜沉积在第一氮化硅钝化膜上。3.根据权利要求2所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述第一隧道氧化层的材质为二氧化硅。4.根据权利要求2所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述第一隧道氧化层的厚度为3-5纳米，其折射率为1.40～1.46；所述第一氮化硅钝化膜的厚度为15-20纳米，其折射率为2.22～2.30；所述第一氮氧化硅钝化膜的厚度为50-60纳米，其折射率为2.02～2.10。5.根据权利要求1所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述正面钝化膜组包括第二隧道氧化层、第二氮化硅钝化膜和第二氮氧化硅钝化膜，所述第二隧道氧化层沉积在硅片表面，第二氮化硅钝化膜沉积在第二隧道氧化层上，第二氮氧化硅钝化膜沉积在第二氮化硅钝化膜上。6.根据权利要求5所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述第二隧道氧化层的材质为二氧化硅。7.根据权利要求5所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述第二隧道氧化层的厚度为3-5纳米，其折射率为1.40～1.46；所述第二氮化硅钝化膜的厚度为15-20纳米，其折射率为2.22～2.30；所述第二氮氧化硅钝化膜的厚度为50-60纳米，其折射率为2.02～2.10。8.根据权利要求1所述的一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，其特征在于，所述硅片包括p型硅和n型硅。

技术总结
本发明公开了一种用于光伏电池的钝化膜层的优化结构，包括分别设置于硅片两侧壁的背面钝化膜组和正面钝化膜组，硅片通过背面钝化膜组设置有电连接的背银电极和全铝背场，硅片通过正面钝化膜组设置有正银电极。本发明能够克服了氮化硅钝化膜的界面缺陷密度高和硅氢键不稳定的缺点，解决了二氧化硅钝化膜金属离子阻挡能力差、易吸附水气、光的减反效果不好等缺点；提高了太阳能电池抗PID的效果；可降低接触电阻，进一步提高正电极处的钝化效果，降低少子复合速率，最终提高电池的光电转换效率。率。率。


技术研发人员：徐中允 魏飞 窦士林
受保护的技术使用者：中润新能源（滁州）有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/7/12