[发明专利]太阳能电池钝化膜与背面钝化太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种太阳能电池钝化膜与背面钝化太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池技术领域，该太阳能电池钝化膜包括依次设置的高功函数半导体材料层和氮化硅层，所述高功函数半导体材料层用于与电池基体接触。利用该太阳能电池钝化膜能够缓解现有技术的局部接触太阳能电池中Al₂O₃钝化膜制备工艺难度大和成本高的技术问题，达到了降低工艺难度和成本的目的。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池钝化膜与背面钝化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

局部接触太阳能电池又称为PERC太阳能电池，这种结构的电池目前采用Al₂O₃/SiNx组成的叠层介质钝化膜来对电池背面进行钝化。 Al₂O₃/SiNx钝化膜的钝化原理依据不同的制备方法和膜厚而不同，对于较薄的Al₂O₃/SiNx叠层，其钝化机理是通过Al₂O₃层自身携带的固定负电荷提供的场钝化和SiNx层提供的H化学钝化相互叠加的结果；而对于较厚的Al₂O₃层(一般超过10nm)，制备方法是通过 PECVD沉积，那么钝化则是通过Al₂O₃自身提供的固定负电荷形成的场钝化，而其化学钝化则来自于Al₂O₃薄膜中的H及SiNx中的H 叠加的结果。由于Al₂O₃带有负电荷，因此可同时在背面实现悬挂键的化学钝化和场效应钝化。虽然这种方法是目前商业化的高效太阳能电池的制造技术，可实现大于21％以上的转换效率，但其存在以下几个缺点：

1)Al₂O₃沉积虽然技术成熟，但是设备昂贵，国产设备约为500 万-1000万，进口设备普遍大于1000万；

2)额外的工艺步骤不仅是额外的Al₂O₃、SiNx沉积工艺，此外还需要进行激光开模工艺，这都会增加企业的生产成本；

3)局部接触由于采用更小的接触面积，因此会带来填充因子的降低。

此外，还有技术批露，以超薄Al₂O₃作为插入钝化层的同时要求其具备隧穿特性，然后在Al₂O₃薄膜的外侧采用热蒸发沉积一层高功函数过渡金属氧化物材料来实现载流子的选择性传输，此种结构表面上是一种全新的结构，但是其制备起来难度较大，且不宜实现较高的效率，主要原因如下：

1)超薄Al₂O₃隧穿层对厚度要求极为敏感，通常在1-2nm,因此，厚度控制方面本身就是一个技术难点；

2)要想使Al₂O₃实现较好的场效应钝化，需要使Al₂O₃的厚度大于2nm，因此隧穿和良好的钝化不可同时兼得；

3)Al₂O₃需要退火才能发挥其完美的钝化性能，其背电极制备仍以丝网印刷及高温烧结，然而高功函数过渡金属氧化物在高温下其化学特性已失去，因此所得电池效率更低甚至无效率而言；

4)Al₂O₃设备昂贵，增加了电池的制造成本。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种太阳能电池钝化膜，以缓解现有技术的局部接触太阳能电池中Al₂O₃钝化膜制备工艺难度大和成本高的技术问题。