一种改良n型硅基板的方法技术

一种改进用于光伏设备中的硅基板的方法，包括以下步骤：提供n型硅太阳能电池基板，其具有块并呈现一个前表面和一个后表面；以及通过液相涂布在所述前表面和后表面上形成电介质层；其中，形成在后表面的所述电介质层能够作为反射物用以增加光向所述硅基板的所述块中的反射，以及形成在前表面的所述电介质层包括氧、氢和至少一种金属或半金属，并能够向所述硅基板的所述块中和所述表面上释放氢以提供氢化和钝化。本发明专利技术提供一种低成本的方法，其改进了光伏设备的电学和/或光学性能：设备内呈现流量萃取效率的增加和复合的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及改良的娃基板。具体地，本专利技术设及一种改良适用于光伏设备的n型 晶体娃太阳能电池的方法。本文还描述了用于所述改良方法的、与表面处理联合应用的混 合无机化学品和聚合物，W及传输所述化学品和将其活化的工艺和方法。
技术介绍
晶体太阳能电池主要由P型娃原料制得。然而，对于生产高效太阳能电池，n型娃 由于其对于杂质（例如铁（Fe))具有更好的耐受性从而在杂质浓度相近时具有相对于P型 c-Si基板更高的少数载流子扩散长度，而具有更佳的潜质。此外，n型材料不受棚-氧对造 成的光致衰退（LID)的影响，而其被认为会导致P型c-Si太阳能电池的光致衰退。 为了进一步提高太阳能电池的性能，制造商在其前表面或后表面或者在两者上使 用附加的薄层W减少甚至消除表面复合（recombination)。该附加层应该通过从设备上去 除陷阱而对设备结构具有优良的纯化性质。纯化层在娃表面减少载体的复合，因此引入该 该层使得开路电压变高，其因而对于高性能太阳能电池越来越重要。若被应用在太阳能电 池的前表面，该纯化层还起到抗反射涂层（ARC)的作用。 另一方面，当涂层被应用在太阳能电池的背面时，此附加层的光学参数可W被设 计为用W提高设备的内部反射率W增加通过该设备的光吸收，从而增加该设备的功效。 传统的表面纯化材料包括SiOx、SiNx等，其通常使用真空技术制备，例如热氧化、 等离子增强化学气相沉积（PECVD)或瓣射。 近期，AWx在学术上和工业上引起了更多注意。通过原子层沉积（ALD)或等离子 增强化学气相沉积制备的无定型A1化膜被证实在c-Si上产生非常优良水平的表面纯化。 然而，由于阳CVD和其它工艺的复杂性，W及生产工具和消耗性化学品和气体（例如S甲基 侣或TMA)的成本相对高，发展替代的方案W形成勇于娃片太阳能电池的介电涂层非常重 要。 液相沉积是一种有竞争力的方法，其具有类似的纯化特性、成本低并且环境友好。 由此，在大气条件下制备涂层可W实现，因此有可能淘汰那些复杂并昂贵的生产工具。
技术实现思路
本专利技术基于W下理念；通过液态沉积来将化学组合物涂布在光伏设备的（后文中 也被简写为"PV")前和/或后表面，W形成通常具有5至250皿厚度的薄电介质层。 在前面形成的层带来氨化、纯化和抗反射的性质，W减少表面符合和体复合并增 加光吸收。 在后表面形成的层作为反射物起作用，W增强对光（尤其是在NIR范围内）向块 状娃内的反射。 此外，通过处理化学组合物，其被活化并将氨引导至PV设备的块内和表面上，W 改善纯化。 更具体地，用W改良旨在用于光伏设备中的娃基板的本方法包括W下步骤：[001引-提供n型娃太阳能电池基板，其具有块并显示出一个前表面和一个后表面；W及 -通过液相涂布在所述前表面和/或后表面上形成至少一个电介质层。 在后表面上形成的电介质层能够作为反射物起作用，W增加光向娃基板的块中的 反射。形成在前表面的电介质层包括氧、氨和至少一种金属或半金属，并能够向娃基板的块 中和表面上释放氨W提供氨化和纯化。 本专利技术的有益效果： 本专利技术取得了很多优点。本专利技术提供一种低成本的方法，其改进了光伏设备的电 学和/或光学性能；设备内呈现流萃取（州rrentextraction)效率的增加和复合的降低。 该使得来自该设备的功率输出更大。[001引本专利技术的工序对现有的使用TMA、Si&W及其它气体的ALD和/或阳CVD方法提 供了替代方案，使得PV制造商能够使用化学品来制造提供纯化和光利用的的一系列层，而 非在有害气体的环境中工作。对于厚膜太阳能生产，本专利技术的技术使得在整个生产工序中 使用化学品在大气条件下涂布而不使用任何有害气体或PECVD成为可能，并且具有成本降 低W及过程控制和设备可持续性更好的额外优点。 因此，简言之，对表面进行改良带来光生少数载流子寿命的延长，近红外范围 (NIR)的内部反射的提高W及随之而来的太阳能设备的高效。【附图说明】 图1是n型晶体娃太阳能电池的制造工艺流程的图示，其通过阳CVD、ALD或瓣射 来沉淀Al2〇3在PV设备的前表面和背表面沉降化学品。[002。 图2是n型晶体娃太阳能电池的制造工艺流程的相对应的图示，其在PV设备的前 面和背面沉降化学品而不使用PECVD、ALD或瓣射沉降Al203。【具体实施方式】 如前所述，本专利技术的方法主要设及液相可加工的硅氧烷和金属氧化物聚合物材料 及其在太阳能生产工艺中的应用。特别地，本专利技术设及具有合适性质用W作为应用在晶体 娃太阳能电池两面的纯化、氨化、抗反射（前面）和反射（背面）介质涂层的材料。本专利技术 提供该种材料在晶体娃太阳能电池设备制造中的应用，W及制造该种涂层材料组合物的方 法。 纯化、氨化和光学材料通常包括单一或混合氧化物组合物，其可W通过大气液相 化学涂布方法来沉积至娃表面上。此外，该涂层被作为单层或多层应用在娃基板上，通过使 用一种或多种不同的配方或组合物沉降每一层。 在本专利技术的一个实施方式中，一种纯化娃基板的方法包括W下步骤；提供娃基板， 其在前面具有或不具有使用阳CVD、瓣射或ALD真空涂布的、具有3至30nm的Al2〇3层。此 夕F，纯化、氨化W及抗反射层被通过液相沉积引入至娃基板上。纯化层包括氧、氨和金属或 半金属。该层能够释放氨。 合适的层的一个例子包括含有侣和/或娃、氧和氨的层，其任选地与含有氧化铁 或氧化粗或氧化铁和氧化粗混合物的层堆叠。 该太阳能电池的背面具有电介质层，其可W与前文提及的纯化层相似。通常，在背 面的该种电介的、释放氨的层包括娃、氧和氨，或者任选地包括混合氧化物，该混合氧化物 含有侣和/或铁和/或粗。该种形成于娃基板背面的电介质层是通过液相沉积形成的。 两种纯化层均能够减少娃基板的表面和块的复合速率，而背面层也能够增加内部 反射，尤其是NIR范围内光的内部反射。 在一个优选实施方式中，表面符合速率小于100厘米/秒。 所述娃基板是n型娃太阳能电池基板。 在一些优选实施方式中，前纯化层包括侣、娃、氧和氨或粗、氧和氨或娃、氧和氨。[003。在一个特别优选的实施方式中，纯化层通过聚合Si (ORi)4和/或服i (OR1)3形成， 其中Ri是烷基基团，优选具有1至8个碳原子的直链或支链烷基基团，尤其是具有1至4个 碳原子的直链或支链烷基基团。有利的，烷基基团是甲氧基或己氧基。 在一个实施方式中，其中所述功能层包括硅氧烷或金属氧化物涂层材料，所述聚 合物或材料的分子量在400至150000的范围内，优选大约500至100000,尤其是大约750 至 50000g/mol。[003引所述纯化层通过聚合Ti(i0Pr)4,服i(0R1)3和TiCl4(用于氧化铁）形成；通过聚 合化(iOPr) 5,服i(ORi) 3和化C1 5 (用于氧化铁）形成，或者所述纯化层通过聚合服i(ORi) 3 和A1 (i0Pr)3(用于氧化侣和氧化娃混合物）形成。 通过W上任意实施方式制造的纯化层能够减少形成所述纯化层的娃基板的表面 和块的悬挂键的数目。抗反射层能够增加形成所述纯化层的娃基板表面上的吸收。 如上文所讨论的，对所述纯化层的液相沉积优选在大气压力下进行。进行液相涂 布的方法选自W下，狭缝式涂布、漉涂和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进用于光伏设备中的硅基板的方法，其包括以下步骤：‑提供n型硅基板，其具有块并呈现一个前表面和一个后表面；以及‑通过液相涂布在所述前表面和后表面上形成电介质层；其中，在后表面形成的电介质层能够作为反射物起作用，以增强光向所述硅基板的所述块中的反射，并且其中，在前表面形成的所述电介质层包括氧、氢和至少一种金属或半金属，并能够向所述硅基板的所述块中和所述表面上释放氢，以提供氢化和钝化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·卡凯宁，米莉亚·汉努库雷，亨娜·贾维塔洛，保罗·威廉姆斯，亚尔科·雷沃，阿德米尔·哈季奇，王建辉，
申请(专利权)人：奥普提汀公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI