[发明专利]一种高PID抗性的高效多晶多层钝化减反射膜结构

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其是一种高PID抗性的高效多晶多层钝化减反射膜结构。

背景技术

随着环境问题和能源问题得到越来越多人的关注，太阳电池作为一种清洁能源，人们对其研究开发已经进入到了一个新的阶段。PID(potential induced degradation)效应指在长期高电压作用下，组件中玻璃和封装材料之间存在漏电现象，造成先是表面钝化减反射膜失效，然后PN结失效，最终使得组件性能降低。传统工艺的P型太阳能晶硅组件都存在一定的PID失效问题，所以研究PID现象，研发出PID Free的太阳电池是广大太阳能厂商研发部和部分科研院校的目标之一。目前较通用且较严格的是双85PID测试，其测试条件为1000V的负电压，85℃的环境温度，85％的湿度，96h的测试时间，组件最终最大输出功率衰减比例小于5％就可判定为PID测试合格，即PID Free。

传统太阳能多晶电池表面的SiNx钝化减反射膜层几乎都因折射率较低使得PID衰减较为严重；目前市场为了追求PID Free，主要方法是提高SiNx膜层的折射率，但电池转换效率较常规工艺降低1-2％；还有方法就是使用紫外电离生成的臭氧O₃氧化硅片表面，生成较薄的SiO_x层或PECVD法直接在硅片表面沉积一层SiO_x薄膜，使电池具有一定的PID抗性。

另一方面，目前大规模生产中多晶电池表面常用的减反射膜多为二到三层氮化硅，通常其光学厚度为特定波长的的四分之一或者二分之一。对于单纯氮化硅减反射膜，其仅对单一波长具有较好的减反射效果，具有相对较高的反射率和较差的钝化效果。能够降低反射率并提高钝化效果的减反射膜是太阳电池研究的热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种高PID抗性的高效多晶多层钝化减反射膜结构，这种钝化减反射膜能够降低反射率，提高钝化效果，从而提高太阳电池效率，且具有非常优良的抗PID衰减特性。

本发明所采用的技术方案为：一种高PID抗性的高效多晶多层钝化减反射膜结构，包括在多晶硅片衬底正表面自下而上依次设置的底层SiN_x层、中间层SiN_x层、单层或多层光学优化层SiN_x层以及顶层光学优化层SiO_xN_y层；所述的底层SiN_x层、中间层SiN_x层、单层或多层光学优化层SiN_x层以及顶层光学优化层SiO_xN_y层的折射率递减；所述的底层SiN_x层、中间层SiN_x层、单层或多层光学优化层SiN_x层以及顶层光学优化层SiO_xN_y层的总膜厚为70～135nm，总折射率为1.95～2.20。

进一步的说，本发明所述的底层SiN_x层、中间层SiN_x层以及单层或多层光学优化层SiN_x层均采用PECVD法制备，且上述SiN_x层的折射率依次降低。

再进一步的说，本发明所述的底层SiN_x层的折射率为2.15～2.35，厚度为4～15nm；所述的中间层SiN_x层的折射率为2.10～2.30，厚度为10～25nm；所述的单层或多层光学优化层SiN_x层的折射率为1.95～2.25，厚度为20～65nm。

再进一步的说，本发明所述的顶层光学优化层SiO_xN_y层采用PECVD法将含氧气体与SiH₄、NH₃一起沉积而成；其膜厚为15～60nm，折射率为1.6～1.95。