[发明专利]一种用于制备组件晶硅太阳能电池PECVD镀膜工艺

说明书

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，尤其是指一种用于制备组件抗PID特性的晶硅太阳能电池PECVD镀膜工艺。

背景技术

作为一项代替传统能源发电技术，“光伏”被认为是最有前景的新能源产业之一。近些年来，以晶硅太阳能电池为主的光伏产业大规模发展，光伏产品已经被用于各个地方、各个行业。然而，随着行业的发展，需求的提高，光伏产品的质量要求也越来越严格。例如，组件抗PID(Potential Induced Degradation，电位诱导衰减)能力一直是衡量光伏组件质量的一个最重要方面。

PID现象是指组件在高电压的作用下，组件的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的金属离子迁移现象，主要是指玻璃中的Na⁺离子发生迁移，电池中出现热载流子现象，电荷的再分配削减了电池的活性层从而引起组件功率下降。

一般解决光伏组件PID现象有两个途径，一种是在组件端采用特殊的封装材料，如玻璃、EVA等，但制造成本很高；另一种是在电池片端解决，调整电池片工艺，使电池片结合常规封装材料的组件同样具有抗PID能力。在电池端解决组件PID现象被认为是一种成本低廉、最有效果的途径。在电池端解决组件PID现象最常用的方法是在硅片表面生成一层SiO₂膜，利用SiO₂膜能够阻碍金属离子的特性，使电池具有抗组件PID能力。在太阳能晶硅电池的制程中，可以通过很多方法在硅片表面形成SiO₂膜。最常见的是在PECVD镀减反射成工序里，利用N₂O和SiH₄气体，通过PECVD的射频形成等离子体，在硅片表面沉积一层SiO₂膜，反应如(1)式：

随后通入NH₃和SiH₄气体在二氧化硅膜上叠加Si₃N₄膜，做减反射层。然而，量产数据表明，经过二氧化硅——氮化硅叠层PECVD镀膜工艺，电池片转换效率相比常规工艺会有下降。

众所周知，利用NH₃和SiH₄在PECVD条件下生长的氮化硅膜是一种富含氢的膜层，有高达25％的氢成分，氢离子在后续的高温烧结工艺中可以获得良好的表面钝化和体钝化效果。而SiO₂膜在生成的时候不会产生大量的氢离子，不具备良好的氢体钝化效果，仅仅存在表面钝化作用。相比常规单一氮化硅膜镀膜工艺，二氧化硅——氮化硅叠层膜工艺会造成电池片效率的下降。

本发明公开了一种制备抗PID组件的晶硅太阳能电池PECVD镀膜工艺，可以再保证电池片转换效率不下降的前提下，制备出具有抗PID效果的太阳能电池封装组件。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种用于制备组件抗PID特性的晶硅太阳能电池PECVD镀膜工艺，可以在保证电池片转换效率不下降的前提下，制备出具有抗PID特性的太阳能电池封装组件。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于制备组件晶硅太阳能电池PECVD镀膜工艺，在硅片表面沉积一种由内到外的氮化硅——二氧化硅——氮化硅叠层减反射膜的PECVD工艺，具体操作工艺如下：

(1)将完成制绒、扩散、刻蚀清洗几道工序的硅片送入管式PECVD炉管中，在400-500℃的温度下，先后完成抽真空、NH3清洗、N2气吹扫、抽真空工艺步骤；

(2)随后通入SiH4和NH3制备内层氮化硅膜；

(3)在完成内层氮化硅膜工艺后，抽真空，随后通入SiH4和N2O制备二氧化硅膜；

(4)在完成二氧化硅膜工艺后，抽真空，随后通入SiH4和NH3制备外层氮化硅膜；

(5)在完成外层氮化硅镀膜工艺后，先后完成抽真空、N2气吹扫、充N2恢复常压、出片，至此完成整个氮化硅——二氧化硅——氮化硅叠层膜镀膜工序。