[发明专利]高PID抗性的多晶多层钝化减反射膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能晶硅电池制造领域，尤其是一种高PID抗性的多晶多层 钝化减反射膜及其制备方法。

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(potentialinduced 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PIDFree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PIDFree。

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PIDFree，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、 高频臭氧发生器生成的臭氧O₃氧化硅片表面，生成较薄的SiO_x层或使用笑气N₂O 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。对于单层氮 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抗性的多晶多层钝化减反射 膜及其制备方法，这种方法不需要使用臭氧设备或其他方法在刻蚀后硅片表层 特意增加SiOx层，直接使用普通刻蚀设备和PECVD设备或稍加改造后即可。 该方法制备的钝化减反射膜能够降低反射率，提高钝化效果，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抗性的多晶多层钝化减反射膜， 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；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。

同时，本发明还提供了一种高PID抗性的多晶多层钝化减反射膜的制备方 法，包括以下步骤：

1)多晶硅片常规工艺处理后进行刻蚀；