一种用于背钝化太阳电池的叠层膜及其制备方法以及一种背钝化太阳电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种用于背钝化太阳电池的叠层及其制 备方法以及一种背钝化太阳电池。
【背景技术】
[0002] 如何提高p型硅太阳电池的转换效率已成为光伏企业研发的核心内容，其中背钝 化太阳电池技术是实现高效电池的重要手段。背钝化太阳电池技术改变了背面电池结构， 使用高质量的背面膜层取代常规铝背场，背钝化太阳电池的技术优势在于降低了有效载流 子在电池背表面的复合，提升开路电压；而背面膜层可以增加内反射，提升短路电流，从而 提高电池效率。目前市面上大规模背钝化太阳电池生产中使用的背面膜层一般为AlOdP SiNJ^复合膜层结构，其中SiN x在顶层。虽然该膜层结构具备较好的钝化效果和背面内反 射效果，但是AlOx的实现方式一直是个难点。一方面，用于制备AlO.的设备非常昂贵，通常 需要专业的ALD或者专用的PECVD设备，这些设备前期投资非常高，导致背钝化太阳电池的 生产成本显著上升，目前该成本的上升直接抵消了由于电池效率提高带来的收益；另一个 重要方面是，沉积AlOJl所需的原材料是三甲基铝，三甲基铝是一种极易燃易爆的材料，遇 到空气或者水都会迅速燃烧，在使用过程中和存储过程中都是极大的安全隐患。因此，继续 开发新的膜层结构，在兼顾效果的同时降低成本。
[0003] 中国专利CN201410854107. 2提出了一种采用PECVD制备太阳能背钝化电池背钝 化膜层的方法，该发明采用PECVD制备底层为SiOjl，顶层为SiN Jl，SiN Jl可以是单层 SiNx，也可以是不同折射率的多层SiNx。虽然该太阳能背钝化电池背钝化膜层减少了前期 投资，并消除了使用和储存过程的安全隐患，但是钝化效果较差。
[0004] 中国专利CN201410526453. 8提出了一种晶硅太阳电池钝化膜的制备方法，在中 国专利CN201410854107. 2专利基础上弥补了与采用PECVD制备的SiOx钝化效果的不足， 该方法采用PECVD的方法对湿法刻蚀后的硅片通氢气，然后辉光放电的同时通入硅烷和二 氧化碳沉积一层SiOJ莫，再沉积一层SiN J莫。根据该发明所述推断，通氢气的目的是为了 加强H表面钝化，但是采用这种加强H钝化的效果有限；另外，该方法主要是应用在太阳电 池正面，SiOJ莫和SiN J莫结构的设计在考虑钝化效果的同时，重点考虑对光的减反射效果， 但是背钝化电池的背面内反射效果较差。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于背钝化太阳电池的叠层 膜，本发明提供的背钝化太阳电池的叠层膜可以增强钝化效果和内反射效果，提高太阳电 池的开路电压和短路电流，提高太阳电池转换效率。
[0006] 本发明提供了一种用于背钝化太阳电池的叠层膜，包括依次复合于硅片表面的第 一氧化硅层、第二氧化硅层、氮化硅层和第三氧化硅层。
[0007] 优选的，所述第一氧化娃层的膜厚为0. 5~5nm，折射率为I. 46~I. 8。
[0008] 优选的，所述第二氧化娃层的膜厚为5~40nm，折射率为1. 46~1. 8。
[0009] 优选的，所述氮化硅层为由多1层的氮化硅薄膜复合而成，所述氮化硅层的膜厚 为20~100nm，折射率为1. 9~2. 3〇
[0010] 优选的，所述第三氧化硅层的膜厚为20~100nm，折射率为1. 46~1. 8。
[0011] 本发明还提供了一种用于背钝化太阳电池的叠层膜的制备方法，包括以下步骤：
[0012] A)在经过表面处理的硅片表面氧化形成第一氧化硅层；
[0013] B)在所述第一氧化硅层表面沉积第二氧化硅层；
[0014] C)在所述第二氧化硅层表面沉积氮化硅层；
[0015] D)在所述氮化硅层表面沉积第三氧化硅层，得到用于背钝化太阳电池的叠层膜。
[0016] 优选的，步骤A)具体为：
[0017] 含氧气体在经过表面处理的硅片表面进行氧化反应，得到第一氧化硅层，所述含 氧气体选自水蒸气、氧气、臭氧、〇) 2或N 20 ;
[0018] 步骤B)具体为：
[0019] 将SiH4与含氧气体通入沉积设备，在第一氧化硅层表面进行沉积反应，得到第二 氧化硅层，所述含氧气体选自N 2O或CO2;
[0020] 步骤C)具体为：
[0021] 将SiHjP NH3通入沉积设备，在所述第二氧化硅层进行沉积反应，得到氮化硅层；
[0022] 步骤D)具体为：
[0023] 将SiH4与含氧气体通入沉积设备，在所述氮化硅层表面进行沉积反应，得到第三 氧化硅层，所述含氧气体选自N 2O或CO2。
[0024] 优选的，步骤A)中，所述氧化为热氧化、等离子体氧化或臭氧氧化；步骤B)中，采 用管式PECVD设备或板式PECVD设备进行沉积；步骤C)中，采用管式PECVD设备或板式 PECVD设备进行沉积；步骤D)中，采用管式PECVD设备或板式PECVD设备进行沉积；。
[0025] 优选的，所述经过表面处理的硅片为依次经过制绒、扩散、刻蚀和正面镀膜工艺的 娃片。
[0026] 优选的，所述第一氧化娃层的膜厚为0. 5~5nm，折射率为1. 46~1. 8 ;
[0027] 所述第二氧化娃层的膜厚为5~40nm，折射率为L 46~L 8 ;
[0028] 所述氮化硅层为由多1层的氮化硅薄膜复合而成，所述氮化硅层的膜厚为20~ 100nm，折射率为1. 9~2. 3 ;
[0029] 所述第三氧化硅层的膜厚为20~100nm，折射率为1. 46~1. 8。
[0030] 本发明还提供了一种背钝化太阳电池，包括：
[0031] 背面电极、背面电场、叠层膜、局部铝背场、P型硅片、N型发射极、钝化膜和正面电 极；
[0032] 所述背面电极、背面电场、叠层膜、局部铝背场、P型硅片、N型发射极、钝化膜和正 面电极从下至上依次连接；
[0033] 所述叠层膜为上述用于背钝化太阳电池的叠层膜或上述制备方法制备得到的用 于背钝化太阳电池的叠层膜。
[0034] 与现有技术相比，本发明提供了一种用于背钝化太阳电池的叠层膜，包括依次复 合于硅片表面的第一氧化硅层、第二氧化硅层、氮化硅层和第三氧化硅层。本发明提供的背 钝化太阳电池的四层叠层膜可以增强钝化效果和内反射效果，提高太阳电池的开路电压和 短路电流，提高太阳电池转换效率。该叠层膜实现方式简单，可以降低背钝化太阳电池的生 产成本，适合于大规模生产。
[0035] 结果表明，采用本发明提供的用于背钝化太阳电池的叠层膜制备的P型多晶硅背 钝化太阳电池的转换效率达到19%以上，开路电压大于或等于645mV，短路电流大于或等 于 37. 69mA/cm2〇
【附图说明】
[0036] 图1为本发明提供的用于背钝化太阳电池的叠层膜的结构示意图；
[0037] 图2为本发明提供的制备用于背钝化太阳电池的叠层膜的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0038] 本发明提供了一种用于背钝化太阳电池的叠层膜，包括依次复合于硅片表面的第 一氧化硅层、第二氧化硅层、氮化硅层和第三氧化硅层。
[0039] 本发明提供的用于背钝化太阳电池的叠层膜的具体结构见图1，图1为本发明提 供的用于背钝化太阳电池的叠层膜的结构示意图，其中，101为第一氧化硅层，102为第二 氧化硅层，103为氮化硅层，104为第三氧化硅层。1为用于背钝化太阳电池的叠层膜，2为 经过表面处理的硅片。101、102、103和104复合形成用于背钝化太阳电池的叠层膜1。
[0040] 本发明提供的用于背钝化太阳电池的叠层膜包括复合于硅片表面的第一氧化硅 层，即第一 SiOjl。在本发明中，所述第一 SiO Jl通过在硅片表面进行氧化反应制备得到。 所述第一 SiOJl主要用于太阳电池的背表面钝化。其中，所述第一 SiO Jl的膜厚优选为 0? 5~5nm，更优选为1~4nm ;所述第一 SiOx层的折射率为L 46~L 8,优选为L 5~L 7〇
[0041] 本发明提供的用于背钝化太阳电池的叠层膜还包括复合于所述第一 SiOJl的第 二氧化硅层，即第二SiOjl。在本发明中，所述第二SiOJl优选采用等离子体增强化学气相 沉积法（PECVD)制备而成。其中，所述第二SiOJl的膜厚优选为5~40nm，更优选为15~ 35nm，所述第二SiOx层的折射率为1. 46~1. 8,优选为1. 5~1. 7。
[0042] 本发明提供的用于背钝化太阳电池的叠层膜还包括复合于所述第二SiOJl的 氮化硅层，即SiNjl。在本发明中，所述SiN Jl优选采用等离子体增强化学气相沉积法 (PECVD)制备而成。所述SiNJl为由彡1层的氮化硅薄膜复合而成。在本发明的一些具 体实施方式中，所述SiNJl为1层的氮化硅薄膜；在本发明的另一些【具体实施方式】中，所述 SiNJl为由2层氮化硅薄膜复合而成；在本发明的另一些【具体实施方式】中，所述SiN Jl为 由3层氮化娃薄膜复合而成。所述SiNJl的膜厚优选为20~100nm，更优选为40~80nm ; 所述SiNJl的折射率优选为1.