[发明专利]一种晶硅电池背钝化叠层结构及制备工艺

说明书

本发明涉及晶硅电池背钝化领域。一种晶硅电池背钝化叠层结构，背面膜层结构自下而上为SixNy/SiOxNy/AlOx，AlOx膜之上为P型硅基体，其中，氧化铝AlOx膜层的折射率为1.6‑1.65，膜厚为5‑10nm，氮氧化硅SiOxNy膜层的折射率为1.7‑2.0，厚度为10‑20nm,氮化硅SixNy减反膜层的折射率为2.1‑2.3，厚度为100‑120nm，叠层总厚度为100‑150nm，x和y为正实数。本发明还涉及该晶硅电池背钝化叠层结构的制备工艺。相比主流的氧化铝工艺，本电池结构制造成本较低。

技术领域

本发明涉及晶硅电池背钝化领域。

背景技术

当前，在单晶PERC电池的制备工艺中，背面钝化技术是关键的技术难点，不同钝化方式的选择，直接影响电池的制造成本。这其中，氧化铝是应用比较广泛的背钝化技术，所制备电池的转换效率高。氧化铝制备方法有ALD、PECVD等，ALD的制备方式镀膜质量好，但设备成本高，而PECVD的制备方式设备成本低，但镀膜质量稍差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在单晶PERC电池的制备工艺中采用PECVD的制备方式，提高镀膜质量，提高后续光电转换效率。

本发明所采用的技术方案是：一种晶硅电池背钝化叠层结构，背面膜层结构自下而上为SixNy/SiOxNy/AlOx，AlOx膜之上为P型硅基体，其中，氧化铝AlOx膜层的折射率为1.6-1.65，膜厚为5-10nm，氮氧化硅SiOxNy膜层的折射率为1.7-2.0，厚度为10-20nm, 氮化硅SixNy减反膜层的折射率为2.1-2.3，厚度为100-120nm，叠层总厚度为100-150nm，x和y为正实数。

AlOx与P型硅基体之间有氢钝化夹层。

一种晶硅电池背钝化叠层结构的制备工艺，采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD，按如下的步骤进行

步骤一、氧化铝AlOx膜层的制备，工艺气体为三甲基铝TMA，同时通笑气N2O，制备所得AlOx的折射率为1.6-1.65，膜厚为5-10nm，主要对硅基体背表面进行细钝化，氧化铝膜层内的负电荷可对硅基体背表面实现场钝化，减少表面复合速率；

步骤二、氮氧化硅SiOxNy膜层的制备，氧源为N2O，同时通硅烷SiH4和氨气NH3，制备所得SiOxNy膜层的折射率为1.7-2.0，厚度为10-20nm,此膜层主要实现对硅基体的粗钝化，由于PECVD方式制备所得氧化铝致密度低，表面化学钝化效果差，利用氮氧化硅层可进一步增强表面钝化效果，提高转换效率；

步骤三、氮化硅SixNy减反膜层的制备，通SiH4和NH3，制备所得SixNy的折射率为2.1-2.3，厚度为100-120nm，作为减反膜，可增加背表面的反射光，提高光子利用率。

在氧化铝AlOx膜层的制备前首先制备氢钝化夹层，制备过程为，通N2和NH3，维持5min，实现对硅基体的氢钝化，减少硅基体内部的缺陷密度。

本发明的有益效果是：一方面相比主流的氧化铝制造工艺，成本较低，转换效率高，较常规PERC电池，转换效率高0.15%；另一方面，氮氧化硅叠加氧化铝，电池片抗LID效果好，5小时5000W光照光衰仅为0.3%。

具体实施方式

本发明提出一种新的PERC双面电池背膜结构及制备工艺，双面电池背膜结构背面自下而上为SixNy/SiOxNy/AlOx，其中AlOx膜之上为P型硅本体，AlOx的折射率为1.6-1.65，膜厚为5-10nm，SiOxNy的折射率为1.7-2.0，厚度为10-20nm, SixNy的折射率为2.1-2.3，厚度为100-120nm，叠层总厚度为100-150nm。

背面膜层整体的制备工艺实施过程如下：