[发明专利]抗PID晶体硅电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种抗PID晶体硅电池的制备方法。

背景技术

在光伏系统中，出于安全考虑，组件的铝边框通常是接地的，这样电池端就会处于一个负压的状态。在这个负压的驱动下，电流从接地端通过铝边框，玻璃和EVA流向电池，在这个过程中，大量的正电荷会积累在电池表面，导致电池失效，这就是组件长期处于高电势下的衰减，英文为potentialinduceddegradation，简称PID。随着光伏技术的发展，在大型光伏系统串联在一起的电池板数量越来越多，在工作状态下，部分组件就会处于高压状态，通常能达到600～1000V，这样，PID问题就变得越来越影响使用性能。目前常规的晶体硅太阳能电池制备步骤为：制绒-扩散-湿法刻蚀-PECVD-丝网印刷-烧结；此工艺生产的晶体硅太阳能电池氮化硅薄膜无法满足绝缘要求，PID衰减现象非常严重，组件输出功率下降显著。

发明内容

为了解决太阳能电池的PID问题，本发明提供了一种抗PID晶体硅电池的制备方法，其在现有制备方法的湿法刻蚀和PECVD两步之间添加一道氧化工序，在硅片表面形成一层二氧化硅膜，得到产品的PID测试结果均低于1％。

为此，本发明的技术方案如下：

一种抗PID晶体硅电池的制备方法，包括如下步骤：

1)将硅衬底进行清洗、制绒、扩散、湿法刻蚀；

2)将经湿法刻蚀后的硅衬底经过臭氧浓度为25～60ppm的臭氧氮气混合气氧化，在所述硅衬底上生成一层二氧化硅膜；

3)在经步骤2)处理后的硅衬底表面采用PECVD设备在其表面沉积一层厚度为79～85nm，折射率为2.01～2.09的Si₃N₄膜；

4)经过丝网印刷、烧结后得到所述抗PID晶体硅电池。

优选，步骤2)所述臭氧氮气混合气喷淋到硅衬底表面，气体流速为30～50L/min，硅片通过的速度为1.5～2.3m/min，反应温度为50～70℃。

进行步骤2)氧化所用的氧化装置安装在湿法刻蚀机上，在所述湿法刻蚀机的卸载滚轮上下分别安装喷淋装置和回风槽；所述回风槽设置于气体喷淋装置的正下方，且其面积略大于气体喷淋装置；所述气体喷淋装置连接有进气管；所述回风槽连接有排风管。

本发明制备抗PID晶体硅电池的方法，其氧化环节在改装后的湿法刻蚀机上同步完成，减少了不必要的设备成本；同时，得到的抗PID晶体硅电池起到抗PID的主要部分是Si₃N₄膜和SiO₂薄膜，这层复合膜对硅片表面起到了比较好的钝化作用，使负电荷难以在电池表面聚集，从而可以减小PID现象的产生。

说明书附图

图1为湿法刻蚀机加装氧化装置部分示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

如图1所示，这是改装的湿法刻蚀机的卸载滚轮部分的示意图；在湿法刻蚀机的卸载滚轮3上下分别安装喷淋装置1和回风槽2；回风槽2设置于气体喷淋装置1的正下方，且其面积略大于气体喷淋装置1；气体喷淋装置1连接有进气管4；回风槽2连接有排风管5。

以下使用上述改装后的设备制备抗PID晶体硅电池。

实施例1

一种抗PID晶体硅电池的制备方法，包括如下步骤：

1)将硅衬底进行清洗、制绒、扩散、湿法刻蚀；

2)将经湿法刻蚀后的硅衬底经过臭氧浓度为30ppm的臭氧氮气混合气氧化，在所述硅衬底上生成一层二氧化硅膜；

3)在经步骤2)处理后的硅衬底表面采用PECVD设备在其表面沉积一层厚度为80nm，折射率为2.01的Si₃N₄膜；

4)经过丝网印刷、烧结后得到抗PID晶体硅电池，标记为1#。

其中，步骤2)所述臭氧氮气混合气喷淋到硅衬底表面，气体流速为30L/min，硅片通过的速度为2.3m/min，反应温度为50℃。

实施例2

一种抗PID晶体硅电池的制备方法，包括如下步骤：

1)将硅衬底进行清洗、制绒、扩散、湿法刻蚀；

2)将经湿法刻蚀后的硅衬底经过臭氧浓度为35ppm的臭氧氮气混合气氧化，在所述硅衬底上生成一层二氧化硅膜；