技術簡介：
本發明針對太陽能電池背表面存在嚴重光學和電學損失的問題，提出采用AlOx/SiNx多層膜結構優化設計的解決方案。通過精確調控氧化鋁膜與氮化硅膜的膜厚（10-100nm）及折射率（1.55-2.20），形成雙層SiNx"帽子層"結構，有效降低背表面復合速率并增強光學反射，使轉換效率提升0.05%以上。制備方法采用PECVD分步沉積技術，實現低成本高效率的鈍化膜層制備。
關鍵詞：背鈍化膜層,AlOx/SiNx結構,太陽能電池效率提升
本發明涉及太陽能電池，尤其是一種可提高太陽能電池轉換效率的背鈍化膜層結構。
背景技術：
：近年來，隨著晶體硅材料質量和電池前表面技術的不斷提升，電池效率已有了較大幅度的提高，但是電池背表面較為嚴重的光學和電學損失已成為制約電池效率進一步提升的瓶頸。采用氧化鋁/氮化硅(AlOx/SiNx)鈍化的背鈍化電池不僅可以大幅降低背表面電學復合速率，還可以形成良好的內部光學背反射機制，已成為替代傳統全鋁背場電池的下一代晶體太陽電池技術。其中，良好的背鈍化膜層結構設計，是提升背鈍化電池轉換效率的有效途徑之一。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種太陽能電池背鈍化膜層結構，主要通過膜厚和折射率調整，實現多層背鈍化膜的膜層優化設計，提高了太陽能電池的轉換效率。本發明采用的技術方案是：一種太陽能電池背鈍化膜層結構，其主要改進之處在于，在太陽能電池襯底背表面依次形成有氧化鋁膜、第一氮化硅膜和第二氮化硅膜，形成多層背鈍化膜疊層結構；其中，氧化鋁膜膜厚范圍10-40nm；折射率1.55-1.70；第一氮化硅膜膜厚范圍40-100nm；折射率1.90-2.20；第二氮化硅膜膜厚范圍40-100nm；折射率1.90-2.20。更優地，氧化鋁膜膜厚范圍15-30nm；折射率1.60-1.65；第一氮化硅膜膜厚范圍50-90nm；折射率2.05-2.15；第二氮化硅膜膜厚范圍50-90nm；折射率1.95-2.05。最佳地，氧化鋁膜膜厚20nm；折射率1.62；第一氮化硅膜膜厚范圍75nm；折射率2.10；第二氮化硅膜膜厚范圍75nm；折射率2.00。本發明還提出一種太陽能電池背鈍化膜層結構的制備方法，包括下述步驟：步驟S1，采用一種PECVD設備在襯底背表面沉積氧化鋁膜，襯底溫度300-400℃，功率2000-3000W，通入TMA與N2O氣體，TMA與N2O流量比1:5-1:10，氣壓0.10-0.20mbar；步驟S2，然后采用另一種PECVD設備在氧化鋁膜上沉積第一氮化硅膜，襯底溫度400-500℃，功率5000-7000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:5-1:10；氣壓100-300pa；步驟S3，隨后采用步驟S2中相同設備繼續沉積第二氮化硅膜，襯底溫度400-500℃，功率5000-7000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:10-1:15；氣壓100-300pa。本發明的優點：本發明通過改進背鈍化電池的背鈍化膜層結構，提升了背鈍化電池的轉換效率，相較于現有的背鈍化電池，本發明并不顯著增加成本，能夠取得較好的技術效果，對于太陽能電池的發電效率起到了重要作用。附圖說明圖1為本發明的結構組成示意圖。具體實施方式下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。關于SiNx作為晶體硅電池正面減反層的研究已有廣泛報道，然而關于SiNx作為PERC電池背面AlOx/SiNx疊層鈍化膜中的帽子層的研究較少，而且正面減反層與背面帽子層的作用也完全不同。本發明主要從光學、電學以及保護AlOx免受后續鋁漿侵蝕三個方面進行疊層背鈍化膜膜層設計，在AlOx之上采用SiNx-1/SiNx-2的“雙帽子層”，即形成AlOx/SiNx-1/SiNx-2多層膜結構。通過優化各層膜厚和折射率，提升鈍化效果，進而提高轉換效率。如圖1所示，在太陽能電池P型硅襯底1背表面依次形成有氧化鋁膜2、第一氮化硅膜3和第二氮化硅膜4，形成多層背鈍化膜疊層結構；其中，氧化鋁膜2膜厚范圍10-40nm，優選15-30nm；折射率1.55-1.70，優選1.60-1.65；第一氮化硅膜3膜厚范圍40-100nm，優選50-90nm；折射率1.90-2.20，優選2.05-2.15；第二氮化硅膜4膜厚范圍40-100nm，優選50-90nm；折射率1.90-2.20，優選1.95-2.05。以下為太陽能電池背鈍化膜層結構的實施例；實施例1，氧化鋁膜2膜厚10nm，折射率1.55；第一氮化硅膜3膜厚40nm，折射率1.90；第二氮化硅膜4膜厚40nm，折射率1.90；實施例2，氧化鋁膜2膜厚15nm，折射率1.60；第一氮化硅膜3膜厚50nm，折射率2.05；第二氮化硅膜4膜厚50nm，折射率1.95；實施例3，氧化鋁膜2膜厚30nm，折射率1.65；第一氮化硅膜3膜厚90nm，折射率2.15；第二氮化硅膜4膜厚90nm，折射率2.05；實施例4，氧化鋁膜2膜厚40nm，折射率1.70；第一氮化硅膜3膜厚100m，折射率2.20；第二氮化硅膜4膜厚100nm，折射率2.20；實施例5，為最佳實施例，氧化鋁膜2膜厚20nm，折射率1.62；第一氮化硅膜3膜厚75nm，折射率2.10；第二氮化硅膜4膜厚75nm，折射率2.00；傳統AlOx/SiNx結構與本發明中背鈍化膜層結構的背鈍化電池性能對比見表一；背鈍化膜層結構開路電壓短路電流串聯電阻并聯電阻填充因子轉換效率AlOx/SiNx656.8mV9.503A0.003Ω507Ω80.06％20.58％AlOx/SiNx-1/SiNx-2657.5mV9.515A0.003Ω513Ω80.14％20.65％表一通過表一的數據，可以看出，本發明的太陽能電池背鈍化膜層結構，可以使得背鈍化電池的轉換效率百分比絕對值提升0.05％以上。太陽能電池背鈍化膜層結構的制備方法，可采用實施例6或實施例7中的步驟進行：實施例6，步驟S1，采用一種PECVD(等離子增強型化學氣相沉積)設備在襯底背表面沉積氧化鋁膜2，襯底溫度300℃，功率2000W，通入TMA與N2O氣體，TMA與N2O流量比1:5，氣壓0.10mbar；步驟S2，然后采用另一種PECVD設備在氧化鋁膜2上沉積第一氮化硅膜3，襯底溫度400℃，功率5000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:5；氣壓100pa；步驟S3，隨后采用步驟S2中相同設備繼續沉積第二氮化硅膜3，襯底溫度400℃，功率5000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:10；氣壓100pa。實施例7，步驟S1，采用一種PECVD(等離子增強型化學氣相沉積)設備在襯底背表面沉積氧化鋁膜2，襯底溫度400℃，功率3000W，通入TMA與N2O氣體，TMA與N2O流量比1:10，氣壓0.20mbar；步驟S2，然后采用另一種PECVD設備在氧化鋁膜2上沉積第一氮化硅膜3，襯底溫度500℃，功率7000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:10；氣壓300pa；步驟S3，隨后采用步驟S2中相同設備繼續沉積第二氮化硅膜3，襯底溫度500℃，功率7000W，通入SiH4與NH3氣體，SiH4與NH3流量比1:15；氣壓300pa。當前第1頁1 2 3