一种抗电势诱导衰减的太阳能电池制造技术

技术编号:11574476 阅读:101 留言:0更新日期:2015-06-10 06:25
本实用新型专利技术公开了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池,从下到上依次包括背面Ag电极、背面Al电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面Ag电极,所述氧化硅层的折射率为2.35-2.45,厚度为1-5nm;所述氮化硅层的折射率为2.10-2.15,厚度为75-85nm。采用本实用新型专利技术,高折射率氧化硅-高折射率氮化硅的叠加结构可以在提高电池转换效率的前提下,大幅提高了电池的抗电势诱导衰减性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池
,尤其涉及一种抗电势诱导衰减的太阳能电池
技术介绍
电位诱发衰减PID (Potential Induced Degradat1n)或称 HVS (High VoltageStress)是指光伏发电系统在高伏偏压下,高温高湿环境导致漏电流而引起输出功率衰减的现象。一些电站实际使用表明,系统电压似乎存在对晶体硅电池组件有持续的“电位诱发衰减”效应,通过封装材料(通常是EVA和玻璃的上表面)对组件边框形成的回路所导致的漏电流,被确认为是引起上述效应的主要原因。它可以引起一块组件功率衰减50%以上,从而影响整个电站的功率输出。电势诱导衰减的原因主要归结于在高电压作用下,电池组件的封装材料-玻璃以及上表面层与下表面层所出现的钠离子迁移现象:玻璃内部的钠离子往太阳能电池方向迁移,破坏电池的p-n结,从而导致功率的衰减。目前抗电势诱导衰减技术的热点是氧化硅/氮化硅叠层复合膜技术,但是,现有的氧化硅/氮化硅叠层复合膜中,氧化硅层折射率为1.4-1.6,氮化硅层的折射率为1.9-2.1。由于低折射率的氧化硅层和氮化硅层较厚,使得电池的抗电势诱导衰减性能不是很理想。现有技术中也有出现折射率高于2.0的氧化硅膜,但是,氧化硅层与其他减反射膜的光学匹配性不是很好,对于阻挡钠离子的效果不甚理想,电池的抗电势诱导衰减性能也不是很理想。例如:CN 103296094A公开的《一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法》,包括三层膜,第一层为二氧化硅膜,第二层为在二氧化硅膜上沉积的氮氧化硅膜,第三层为在氮氧化硅膜上沉积的第二层氮氧化硅膜。其中,所述的二氧化硅厚度度为8-12nm,折射率为2.1-2.3,所述的第一层氮氧化硅厚度度为15-25nm,折射率为1.9-2.0,所述的第二层氮氧化硅厚度度为30-50nm,折射率为1.7-1.9。又如:CN 102916058 A公开的《多晶硅太阳能电池用叠层减折射膜》,该叠层减折射膜从内至外依次为二氧化硅层和氮氧化硅层,其中,二氧化硅层为二氧化硅空心球薄膜,二氧化硅空心球薄膜的折射率为2.05,厚度为18-20nm,氮氧化硅薄膜的折射率为1.5-1.8,厚度为 36-40nm。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于,提供一种可以大幅提高电池的抗电势诱导衰减性能的太阳能电池。为了解决上述技术问题,本技术提供了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池,从下到上依次包括背面电极、背面电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面电极,所述氧化硅层的折射率为2.35-2.45,厚度为l-5nm ;所述氮化硅层的折射率为2.10-2.15,厚度为75_85nm。作为上述方案的改进,所述氧化硅层的折射率为2.40-2.45。作为上述方案的改进,所述氮化硅层的折射率为2.125-2.15。作为上述方案的改进,所述氧化硅层的厚度为l_3nm。作为上述方案的改进,所述氮化硅层的厚度为75_80nm。作为上述方案的改进,所述氮化硅层由PECVD设备制得。作为上述方案的改进,所述背面电极为背面Ag电极,所述正面电极为正面Ag电极。作为上述方案的改进,所述背面电场为背面Al电场。实施本技术,具有如下有益效果:本技术提供了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池,从下到上依次包括背面Ag电极、背面Al电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面Ag电极,氧化硅层的折射率为2.35-2.45,厚度为l-5nm ;氮化硅层的折射率为2.10-2.15,厚度为75_85nm。本技术采用二层薄膜(高折射率氧化硅,高折射率氮化硅)的叠加结构,当组件进行PID测试时,Na+离子穿透玻璃和EVA向电池片正面运动;由于高折射率氧化硅厚度较薄,发射结电子可以隧穿高折射率氧化硅,往高折射率氮化硅(Si3N4)减反膜移动;电子和Na+在Si3N4薄膜中和,从而消除Na+离子。高折射率氧化硅中残留的OH-离子也可中和Na+离子,高折射率氧化硅对电池正面反射率影响较小,具有一定的表面钝化作用,同时能使得电池效率稍有提闻。因此,本技术在提高电池转换效率的前提下,大幅提高了电池的抗电势诱导衰减性能。【附图说明】图1是本技术抗电势诱导衰减的太阳能电池的结构示意图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。参见图1,本技术提供了一种抗电势诱导衰减的太阳能电池,从下到上依次包括背面Ag电极1、背面Al电场2、P型娃3、N型发射极4、氧化娃层5、氮化娃层6、正面Ag电极7。其中,氧化硅层5、氮化硅层6均设置为高折射率,氧化硅层5的折射率为2.35-2.45,氮化硅层6的折射率为2.10-2.15。具体的,所述氧化硅层5 的折射率为 2.35,2.36,2.37,2.38,2.39,2.40,2.41、2.42,2.43,2.44,2.45,但不限于此;更佳的,所述氧化硅层5的折射率为2.40-2.45。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面,因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化,才能达到最佳减反射作用,经仿真分析与实验结果显示,氧化硅层5的折射率大于2.45或小于2.35均会影响减反射效果。所述氮化硅层6的折射率为2.10,2.11,2.12,2.13,2.14,2.15,但不限于此。更佳的,所述氮化硅层6的折射率为2.125-2.15。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面,因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化,才能达到最佳减反射作用,经仿真分析与实验结果显示,氮化硅层6的折射率大于2.15或小于2.10均会影响减反射效果。所述氧化娃层5的厚度为l_5nm。具体的,所述氧化娃层5的厚度为I nm、2 nm、3 nm、4 nm、5nm,但不限于此。更佳的,所述氧化娃层5的厚度为l_3nm。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面,因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化,才能达到最佳减反射作用,经仿真分析与实验结果显示,氧化硅层5的厚度大于5nm或小于Inm均会影响减反射效果。所述氮化娃层6的厚度为75-85nm。具体的,所述氮化娃层6的厚度为75 nm、76 nm、77 nm、78 nm、79 nm、80 nm、82 nm、85nm,但不限于此。所述氮化娃层6的厚度为75-80nm。光子是透过空气/氮化硅层/氧化硅层/再进入硅片表面,因此各膜层折射率与厚度必须匹配优化,才能达到最佳减反射作用,经仿真分析与实验结果显示,氮化硅层6的厚度大于85nm或小于75nm均会影响减反射效果。进一步,所述高折射率的氧化硅层5通过在硅片表面上,使用短波长的UV紫外线辐射,通入氧气与氮气来实现,反应温度为50-60°C,氧气流量为15-25L/min,氮气流量为10-20L/min,沉积时间 8_12s。所述高折射率氮化硅层由PECVD设备制得,氮化硅层6通过在硅片表面上,使用PECVD方式,通入NH3和SiH4气体,再与硅片表面形成氮化硅来实现。具体的,所述氮化硅层的制备在温度为400-450°C、压强为1600-2000 mTor、等离子功率为6000-7000 Watt的反应腔内进行,包括本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种抗电势诱导衰减的太阳能电池,从下到上依次包括背面电极、背面电场、P型硅、N型发射极、氧化硅层、氮化硅层、正面电极,其特征在于,所述氧化硅层的折射率为2.35‑2.45,厚度为1‑5nm;所述氮化硅层的折射率为2.10‑2.15,厚度为75‑85nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:秦崇德方结彬石强黄玉平何达能
申请(专利权)人:广东爱康太阳能科技有限公司
类型:新型
国别省市:广东;44

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