一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺

摘要

本发明公开了一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，通过优化PECVD工艺参数，保持与常规工艺相同的折射率和膜厚基础上降低电池表面反射率和增强钝化效果，从而达到提升电池Voc、Isc、FF，即提升Eta的目的。本发明的优点在于只需调整参数，无需增加任何设备和任何工艺步骤和不增加成本，提升转换效率0.14%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，属于多晶太阳能电池制造领域。

背景技术

2011年至今，我国光伏行业先后经历了国内产能严重过剩，欧盟双反出口急剧下降，美国市场难进入，国内市场日益壮大等阶段，在此过程中，整个光伏行业制造成本已经大幅度降低，以电池价格为例，从2011年初10元/瓦降低至目前2.45元/瓦；2013年第二季度245W多晶组件（60pcs电池）已成为低效组件，即转换效率低于17.00%电池组件客户基本上都不能接受；因此在不增加成本的基础上进一步提高电池转换效率，降低电池成本才能在目前市场中保持优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，通过优化PECVD工艺参数，保持与常规工艺相同的折射率和膜厚基础上降低电池表面反射率同时增强钝化效果，从而达到提升电池Voc、Isc、FF，即提升Eta的目的。

一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，采用PECVD镀膜设备，第一层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为3.0:750，功率5650w，时间为160s；第二层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为7.6:600，功率5650w，时间为500-620s。

PECVD钝化工艺是通过优化太阳能电池制造过程中之PECVD镀SiNx膜阶段中配置参数，使其达到最优化，使电池表面达到更好的降反射和钝化效果，从而提升电池Voc、Isc和FF，达到提升Eta（转换效率）的目的。此过程不需增加任何设备和其它操作，不增加成本。

本发明的优点在于只需调整参数，无需增加任何设备和任何工艺步骤和不增加成本，适用性强。

具体实施例

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以助于理解本发明的内容。 实例1-6选取姊妹硅片，经过相同制绒、扩散、刻蚀、丝网印刷和测试机台，工艺控制点基本一样。

实施例1：

一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，采用PECVD镀膜设备，第一层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为3.0:750，功率5650w，时间为160s；第二层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为7.6:600，功率5650w，时间为500s。

实施例2：

一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，采用PECVD镀膜设备，第一层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为3.0:750，功率5650w，时间为160s；第二层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为7.6:600，功率5650w，时间为560s。

实施例3：

一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，采用PECVD镀膜设备，第一层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为3.0:750，功率5650w，时间为160s；第二层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为7.6:600，功率5650w，时间为620s。

实施例4：

一种基于双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，采用PECVD镀膜设备，第一层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为3.0:750，功率5650w，时间为160s；第二层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为6.8:780，功率5650w，时间为570s。

对比例：

常规双层膜多晶太阳能电池PECVD钝化镀膜的工艺，采用PECVD镀膜设备，第一层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为3.5:650，功率5300w，时间为160s；第二层膜采用的NH₃与SiH₄流量比为6.8:780，功率5650w，时间为570s。

实施例1-3为本发明优化后的钝化工艺；实施例4为只优化第一层膜的镀膜工艺；对比例为目前常规PECVD双层膜镀膜工艺。各实施例和对比例的试验结果如下列各表所示：

表1  各PECVD镀膜工艺实例

实例名称反射率钝化效果 折射率实施例15.65%非常好2.06实施例25.53%非常好2.07实施例35.79%非常好2.08实施例46.14%较好2.08对比例7.12%一般2.06

表2   各PECVD镀膜工艺实例Eta结果和钝化效果

类型实验数量Voc（mV）Isc（A)FFEta（%）钝化效果实施例1240630.58.758 78.34 17.75 非常好实施例2240630.6 8.762 78.40 17.80 非常好实施例3240630.2 8.755 78.36 17.78非常好实施例4240630.0 8.738 78.31 17.71 较好对比例240629.5 8.724 78.26 17.66 一般

备注：钝化效果通过Voc、Isc、FF等电池电性能参数表征

从表1和2对比数据可以看出，本发明的钝化工艺取得的钝化效果和电池电性能Voc、Isc和FF有较大的提高，效率最大可以提升0.14%，其中实施例2的效果最佳，所以说明本发明的钝化工艺可以使得电池表面达到更好的降反射和钝化效果。

表3   钝化工艺推广结果

推广数量对比例常规效率（%)本发明钝化工艺效率（%）差异第1天3200017.65 17.790.14 第2天3200017.61 17.730.12 第3天3200017.60 17.710.11 第4天3200017.58 17.730.15 第5天3200017.63 17.770.14 第6天3200017.65 17.820.17

钝化工艺推广结果如表3所示，跟踪六天数据，平均提升效率0.138%。

表4  钝化工艺和常规工艺气体单耗成本核算

气体名称对比例常规工艺本发明钝化工艺节约SiH4单耗0.042080.0355315.57%SiH4价格890元/kgNH3价格87元/kg

本发明钝化工艺和常规工艺SiH4节约15.57%，每公斤节约87元，生产成本明显下降。

从以上数据说明本发明钝化工艺可在无需增加任何设备和任何工艺步骤且减少成本基础上，提升电池转换效率0.14%。