[实用新型]一种高PID抗性多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电池领域，尤其是一种高PID抗性多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抗性的高效多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抗性多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底层SiOx层、中间层SiOx层、中间层SiNx层以及顶层SiNx层；所述的底层SiOx层、中间层SiOx层、中间层SiNx层以及顶层SiNx层的总膜厚为65～120nm，折射率为1.9～2.25；所述的中间层SiNx层的膜厚为10～50nm，折射率为2.2～2.4；所述的顶层SiNx层的膜厚为30～80nm，折射率为1.9～2.2；所述的顶层SiNx层为单层或多层。

进一步的说，本实用新型所述的底层SiOx层的膜厚为0.2～2nm，折射率为1.48～1.8。

再进一步的说，本实用新型所述的中间层SiOx层的膜厚为2～20nm，折射率为1.4～1.8。

本实用新型的原理是：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。第二层SiO_x薄膜采用PECVD法N₂O、CO₂、O₂等含 氧气体与SiH₄一起沉积，该SiO_x层具有优良的导电性，可以从电池表面导走更多的富集电荷，且由于该SiO_x层厚度相对较厚，可以有效阻挡组件电场中正电荷离子如Na⁺的移动，进一步明显增强电池的抗PID衰减特性。第三层单层高折射率氮化硅，折射率较高，致密性较好，进一步提高膜层的钝化效果，还可以有效阻挡组件中游离的正电荷离子进入结区，继续增强电池的抗PID衰减特性。顶层的单层或多层不同折射率SiNx层在光学设计优化后，具有一定PID抗性的同时还可以大幅降低电池片迎光面的反射率，能够有效降低中短波波段的反射率，提高电池片的短路电流。