[发明专利]太阳能电池的背面钝化结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种太阳能电池的背面钝化结构及其制备方法，背面钝化结构设置于所述太阳能电池的硅片衬底背面；背面钝化结构包括叠层钝化介质层；具体包括自所述背面的表面依次向外设置的第一氧化硅膜层、氧化铝钝化膜层、第一氮化硅减反射层、第二氧化硅膜层，本发明通过在硅片衬底与氧化铝之间引入氧化硅，有利于增强氧化铝固定负电荷，增强了氧化铝的场钝化和化学钝化效果；而氧化铝层叠加高折射率氮化硅，和高折射率氮化硅上的低折射率膜层设计提升钝化效果，同时光学上也能降低光的反射率，从而有效提升电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种太阳能电池的背面钝化结构及其制备方法。

背景技术

商品化的太阳电池市场85％以上仍被晶体硅太阳电池产品占据，围绕效率与成本构成的性价比竞争十分激烈。单晶硅电池主要有P型和N型两种不同衬底的产品，由于在衬底价格、非硅成本方面的成本优势，目前的主要市场产品仍以P型单晶硅太阳能电池为主。如何以少量的投入，引入新的工艺增加电池光电转换效率是P型单晶硅太阳能电池的研究方向。

近年来，表面钝化是晶硅电池的研究热点。无论是P型还是N型单晶硅太阳能电池，在电池的前表面、背表面制备钝化介质，是高效电池技术开展的基础，也是提高太阳能电池光电转换效率的有效途径之一。PECVD设备是晶硅电池生产线最常用的真空镀膜设备，可以低温制备具有减反射和钝化特性的SiNx薄膜，用于晶硅电池正面发射极钝化。背面用的钝化薄膜需要具备负电荷特性，因此氮氧化硅 SiOxNy薄膜是在常规制备氮化硅SiNx薄膜的PECVD设备基础上增加一路气体-笑气N2O，沉积得到带有负电荷特性的氮氧化硅钝化薄膜。

近来，原子层沉积(ALD)技术制备的金属氧化物薄膜对晶体硅具有优异钝化特性，激起了业界对这种表面钝化材料和工艺技术的浓厚兴趣。ALD制备的氧化铝薄膜在p型和n型硅表面都表现了优异的钝化特性，而且在低掺杂和高掺杂p型表面具有很好的热稳定性，这一点对于采用丝网印刷技术生产的太阳能电池来说尤为重要。

目前，叠层氧化物钝化介质层的研究处于市场化初期阶段，各种类型的叠层钝化介质层研究成为研究热点，具有高效钝化薄膜的高效率电池产品也陆续推出。PERC电池背面钝化膜采用4～20nm氧化铝和70～100nm的单层氮化硅膜层结构，氧化铝可以钝化硅片表面，氮化硅膜层既可以降低硅片表面对光的反射率，又可以利用所含有的氢原子对硅片表面的悬挂键等缺陷进行钝化，减少了表面复合。目前大多数企业的常规PERC背钝化膜层结构为4～20nm的氧化铝和 100～130nm的氮化硅结构，背面硅与氧化铝间存在一定的界面密度，不利于表面钝化。并且高膜厚单层氧化硅的不利光的吸收。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能电池的背面钝化结构，所述背面钝化结构设置于所述太阳能电池的硅片衬底背面；

所述背面钝化结构包括叠层钝化介质层；

所述叠层钝化介质层包括自所述背面的表面依次向外设置的第一氧化硅膜层、氧化铝钝化膜层、第一氮化硅减反射层、第二氧化硅膜层。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述第一氮化硅减反射层包括自所述背面的表面依次向外设置的第一折射率氮化硅减反射层和第二折射率氮化硅减反射层；

所述第一折射率氮化硅减反射层的折射率高于所述第二折射率氮化硅减反射层的折射率。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述第一折射率氮化硅减反射层的膜层厚度为30～60nm；

所述第二折射率氮化硅减反射层的膜层厚度为20～40nm。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述第一折射率氮化硅减反射层的折射率为2.15～2.25；

所述第二折射率氮化硅减反射层的折射率为2.05～2.10。