[发明专利]一种PERC电池背面钝化膜层以及基于ALD工艺的PERC电池制备方法

说明书

本发明公开了一种PERC电池背面钝化膜层，包括PERC电池硅衬底表面向外依次先后沉积的背面氧化铝层、背面SiONx层和背面SiNx层，还公开了基于ALD工艺的PERC电池制备方法，包括如下步骤：制绒；扩散；背面抛光、刻蚀和去磷硅玻璃；背面ALD制备氧化铝；正面PECVD沉积SiNx减反射膜；背面PECVD沉积背面钝化膜层；背面激光局部开口；丝网印刷、烧结；其中，背面PECVD沉积背面钝化膜层过程中，硅片进入炉管后，炉管温度升温至400℃～600℃，先沉积SiONx膜后沉积SiNx膜。本发明的PERC电池背面钝化膜层以及电池制备方法，电池转换效率高，省去ALD制备氧化铝后的单独退火过程，减少投入成本，提升电池转换效率，且背面镀膜之后做正面镀膜时，单晶硅片表面颜色均匀，有效改善电池外观。

技术领域

本发明涉及膜层以及电池制备方法，具体涉及钝化膜层以及PERC电池制备方法。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源，太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应，随着科技的发展，出现了局部接触背钝化PERC太阳能电池，其核心是在硅片的背面用氧化铝和氮化硅覆盖，以起到钝化表面、提高长波响应的作用，从而提升电池的转换效率，现有的氧化铝沉积方式主要有两种：PECVD法和ALD法，而ALD制备氧化铝后必须要有退火过程，故PERC制备过程背面氧化铝若是使用ALD法制备氧化铝则需增加退火步骤，退火的目的是来激活氧化铝中的氢，去除-CH₃和-OH基团，在不经过退火的情况下，印刷后烧结时背面SiNx薄膜中存在的大量的氢与氧化铝中的-CH₃和-OH结合形成CH₄或者H₂O，在高温下聚集逃逸时破坏氧化铝和SiNx薄膜，使得钝化效果变差降低电池片的电性能，而且对电池片的光衰影响较大，ALD法后使用PECVD做集成退火和背面镀膜，当在背面镀膜之后做正面镀膜时，硅片表面还会存在明显绕镀导致外观色差，还延长了背膜的整体工艺时间。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种PERC电池背面钝化膜层以及包含有该膜层的基于ALD工艺的PERC电池制备方法，改善单晶体薄膜表面形态和绕镀色差，提升了电池转换效率。

技术方案：本发明所述的一种PERC电池背面钝化膜层，包括PERC电池硅衬底表面向外依次先后沉积的背面氧化铝层、背面SiONx层和背面SiNx层。

基于ALD工艺的PERC电池制备方法，包括如下步骤：

1)制绒；

2)扩散；

3)背面抛光、刻蚀和去磷硅玻璃；

4)背面ALD制备氧化铝；

5)正面PECVD沉积SiNx减反射膜；

6)背面PECVD沉积背面钝化膜层；

7)背面激光局部开口；

8)丝网印刷、烧结；

其中步骤6)背面PECVD沉积背面钝化膜层过程中，硅片进入炉管后，炉管温度升温至400℃～600℃，先沉积SiONx膜后沉积SiNx膜。

优选的，背面钝化膜层中SiONx层的沉积厚度为30～80nm，折射率为1.5～2.0；

优选的，背面钝化膜层中SiNx层的沉积厚度为80～250nm，折射率为1.9～2.4；

沉积背面钝化膜层过程中SiH₄、NH₃、N₂O气体同时淀积生成SiONx膜，SiH₄、NH₃淀积生成SiNx膜。