[实用新型]一种高PID抗性单晶电池的钝化减反射膜

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其是一种高PID抗性单晶电池的钝化减反射膜。

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的晶硅电池片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。

传统太阳能单晶电池表面的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SiOx层或PECVD法直接在硅片表面沉积一层SiOx薄膜，使电池具有一定的PID抗性。

另一方面，目前大规模生产中单晶电池表面常用的减反射膜多为单层氮化硅，通常其光学厚度为特定波长的的四分之一或者二分之一。对于单层减反射膜，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。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种高PID抗性的高效单晶电池的钝化减反射膜，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。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高PID抗性单晶电池的钝化减反射膜，包括在单晶硅片衬底正面依次沉积的作为底层的第一层SiO_x层；作为中间层的第二层SiO_x层以及作为顶层的第三层SiN_x层；所述的第一层SiO_x层、第二层SiO_x层以及第三层SiN_x层总膜厚为65～120nm；折射率为1.9～2.2；所述的第三层SiN_x层为单层或多层SiN_x层。

进一步的说，本实用新型所述的第一层SiO_x层采用高压电离或紫外电离产生的O₃或游离O原子在单晶硅片衬底表面生成，膜厚为0.2～2nm，折射率为1.48～1.8。

再进一步的说，本实用新型所述的第二层SiO_x层采用PECVD法将N₂O、CO₂、O₂等含氧气体与SiH₄一起沉积而成，膜厚为2～20nm，折射率为1.4～1.8。

再进一步的说，本实用新型所述的第三层SiN_x层采用PECVD法将NH₃与SiH₄一起沉积而成，膜厚为30～80nm，折射率为1.9～2.2；并且若第三层SiN_x层为多层，则每层的折射率不同。

本实用新型的原理为：在底层引入两层SiO_x薄膜，第一层SiO_x薄膜采用高压电离或紫外电离产生的O₃或游离O原子在单晶硅片衬底表面生成，该SiO_x层较致密，具有较好钝化效果，能有效降低电池片的表面复合速率；且该致密SiO_x层较薄(0.2nm-2nm)，电子的遂穿效应非常明显，可以将电池表面富集的一部分电荷导走从而防止因电荷堆积而导致钝化减反射膜钝化效果减弱，使电池具有抗PID衰减特性；