[发明专利]电池片钝化层中间体、太阳能电池片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种电池片钝化层中间体、太阳能电池片及其制备方法，其中所涉及的钝化层中间体包括依次沉积于硅片背面的氧化铝底膜及氧化铝外膜，且氧化铝底膜内富含羟基，基于本发明所提供钝化层中间体的结构，在具体太阳能电池片应用场景中，退火后由其形成的钝化层既能起到较好的钝化效果，还能够避免退火过程中羟基受热后穿透并破坏钝化层外表面，从而使得电池片具有较好的综合性能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池设计领域领域，尤其涉及一种电池片钝化层中间体、太阳能电池片及其制备方法。

背景技术

PERC电池是一种新型的高效太阳能电池，其硅片背面通常设置有一层氧化铝薄膜，氧化铝的场效应可以对硅片表面形成钝化，如此能够有效提高硅片的少子寿命。

目前，氧化铝薄膜通常采用原子层沉积方法制得，一种氧化铝薄膜的具体成型工艺为：将硅片放置于原子层沉积设备中，以脉冲形式循环多次通入三甲基铝和水，将沉积完成后的硅片进行退火即可。于此过程中，三甲基铝和水反应生成的中间产物通常富含有羟基，在退火过程中，部分羟基可释放出氢离子，这些氢离子可以钝化硅片表面的悬挂键(氢钝化)，降低表面复合速率，进而可以进一步提高太阳能电池的光电转化效率；然在退火过程中，还有一部分羟基会在高温烧结下生成H2或是H2O，H2或H2O均以气体形式损失掉，如此会穿透并破坏氧化铝薄膜，并影响太阳能的综合性能。

鉴于此，有必要提供一种解决现有技术问题的技术方案。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述发明目的，本发明提供了一种电池片钝化层中间体，其具体设计方式如下。

一种电池片钝化层中间体，所述钝化层中间体包括依次沉积于硅片背面的氧化铝底膜及氧化铝外膜，所述氧化铝底膜内富含羟基。

进一步，所述氧化铝底膜的厚度范围为4-8nm，所述氧化铝外膜的厚度范围为4-8nm。

进一步，所述氧化铝底膜与氧化铝外膜的厚度均为6nm。

本发明还提供了一种太阳能电池片，该太阳能电池片包括硅片，所述硅片背面还设置有钝化层，所述钝化层由以上所述的钝化层中间体经退火处理成型。

进一步，所述太阳能电池片还包括沉积于所述钝化层表面的氮化硅层。

本发明还提供了一种太阳能电池片的制备方法，该制备方法包括：

钝化层中间体成型步骤，将硅片放置于原子层沉积设备中，先以三甲基铝和水为前驱体在硅片背面形成富含有羟基的氧化铝底膜，再以三甲基铝和臭氧为前驱体在氧化铝底膜表面形成氧化铝外膜，所述氧化铝底膜与所述氧化铝外膜构成所述钝化层中间体；

钝化层成型步骤，退火处理所述硅片以使所述钝化层中间体成型为钝化层。

进一步，形成所述氧化铝底膜时，所述原子层沉积设备的反应腔内温度为220-300℃、压强为2-6mbar，所述氧化铝底膜形成过程包括20-40次原子层沉积循环，单次沉积循环依次包括：40-80s的三甲基铝脉冲、60-140s的氮气吹扫、40-80s的去离子水脉冲以及60-140s氮气吹扫；其中，三甲基铝脉冲与去离子水脉冲均以氮气为载气，载气流量为150-250sccm，每次氮气吹扫的流量为800-1200sccm。

进一步，形成所述氧化铝外膜时，所述原子层沉积设备的反应腔内温度为220-300℃、压强为2-6mbar，所述氧化铝外膜形成过程包括20-40次原子层沉积循环，单次沉积循环依次包括：40-80s的三甲基铝脉冲、60-140s的氮气吹扫、40-80s的臭氧脉冲以及60-140s氮气吹扫；其中，三甲基铝脉冲以氮气为载气，载气流量为150-250sccm，每次臭氧脉冲的流量为80-120sccm，每次氮气吹扫的流量为800-1200sccm。