[发明专利]抗PID晶体硅电池及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池生产领域，具体而言，涉及一种抗PID晶体硅电池及其制备方法。

背景技术

PID（电势诱发衰减）现象是指太阳能晶硅组件长期工作在湿热环境及高电压下，输出功率发生衰减的现象。一般认为玻璃中的钠离子在湿热环境下析出，通过在高电压下，晶体硅电池及封装材料对组件边框形成的回路，对电池PN结造成侵蚀，是造成PID现象的主要原因。近年来PID 已经成为国外买家投诉国内组件质量的重要因素之一，严重时候它可以引起一块组件功率衰减50%以上，影响整个电站的功率输出。

有关PID效应的测试方法国际上还没有统一的标准，目前通常的做法是在85%相对湿度和85℃温度下对组件加1000V的负偏压，持续96小时，测试前后组件功率的变化，功率衰减小于5%时一般认为组件具有良好的抗PID能力。

传统工艺的晶体硅组件都存在PID现象，主要与组件的封装材料与电池有较大关系，降低组件的PID现象主要从这两个方面考虑。本发明主要从电池方面进行研究。

电池端一般都通过提高氮化硅减反膜的致密度，即提高折射率的方法来来阻挡正离子对PN结的侵蚀，从而减小PID效应的影响，但是这种方法需要将氮化硅的折射率提高的2.2左右，这么高折射率的氮化硅消光系数会很高，氮化硅膜本身会吸收掉较多的光，入射到基底上的光减少，导致光生电流降低，从而导致电池效率的下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种抗PID晶体硅电池及其制备方法，紫外光照射的方法在衬底表面生长氧化硅，使电池具有良好的抗PID效应的同时效率不会降低。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种抗PID晶体硅电池，包括依次覆盖于硅衬底上的二氧化硅层和氮化硅层减反层。

优选的，所述二氧化硅层厚度为1-5nm。

优选的，所述氮化硅层减反层厚度为70-85nm。

一种抗PID晶体硅电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）将硅衬底进行清洗、制绒、扩散、去磷硅玻璃及边缘刻蚀；

步骤2）通过臭氧发生装置在硅衬底表面生成臭氧，再将硅衬底置于紫外灯下照射；

步骤3）采用PECVD设备在氧化硅上生长一层氮化硅减反层，然后完成正反面电极印刷、烧结。

优选的，所述步骤2中将硅衬底置于紫外汞灯下连续照射10-40分钟。

优选的，所述步骤2中将硅衬底置于低压紫外汞灯下连续照射30分钟。

本发明的有益效果是:

1、本发明主要对电池的减反射层结构进行改进，在传统的单层或多层氮化硅与晶硅衬底之间采用紫外灯照射的方法制备一层致密的二氧化硅层，二氧化硅层可以阻挡正离子对PN结的侵蚀，从而减小PID效应的影响。

2、首先通过臭氧发生装置（紫外线照射，高压放电或电解的方法）在硅衬底表面生成臭氧（O₃）,然后利用紫外光线进行照射，紫外光的光能量能将O₃分解成O₂和活性氧（O），这个光敏氧化反应过程是连续进行的，在短波紫外光的持续照射下，活性氧原子会不断的生成。活性氧原子（O）有强烈的氧化作用，可以与衬底表面的硅反应生产一层致密的氧化硅。

3、本发明具有良好的抗PID效果，电池做成的组件在85℃，85%相对湿度，1000伏负压下96小时测试衰减小于3%，EL下未见发黑现象。

4、仅在常规的氮化硅下增加一层1-5nm厚度的氧化硅，其它工艺与传统工艺一致，不会造成电池效率的下降。

5、本发明与现有工艺兼容，方法简单，成本低廉。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为抗PID晶体硅电池剖视图。

图中标号说明：1、硅衬底，2、二氧化硅层，3、氮化硅层减反层。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。