本發明(ming)屬(shu)于光伏設備制造(zao)技術領域，特別是涉及(ji)一種PERC電(dian)池(chi)正面減(jian)反(fan)膜的制備方法(fa)。
背景技術：
局(ju)部接觸背鈍化(hua)(PERC)太陽(yang)能電池(chi)是(shi)新開發的(de)一種(zhong)高(gao)(gao)效太陽(yang)能電池(chi)，其轉化(hua)效率(lv)(lv)伴隨著技術(shu)的(de)不斷進(jin)步已(yi)經超過(guo)目前21％的(de)穩定效率(lv)(lv)，得到了業界的(de)廣泛關注，該(gai)技術(shu)的(de)核心是(shi)在硅(gui)片的(de)背面用氧化(hua)鋁(lv)或者氧化(hua)硅(gui)薄膜覆(fu)蓋，以(yi)起到鈍化(hua)背表面、提(ti)高(gao)(gao)長波響應的(de)作用，從而提(ti)升電池(chi)的(de)轉換效率(lv)(lv)。
傳統的PERC太陽能電池的制備方法主要包括如下步驟：制絨、擴散、背面拋光、刻蝕和去雜質玻璃、背面沉積氧化鋁或氧化硅薄膜、背面沉積氮化硅薄膜、正面沉積氮化硅減反射層、背面開口、絲網印刷正背面金屬漿料、燒結。然而，采用常規的正背面鍍膜方式不能有效地完全激發背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供了一種PERC電池正面減反膜的制備方法，能夠有效地激發出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的(de)鈍化效果，降(jiang)低載流子的(de)復合(he)，提(ti)升電池(chi)的(de)少(shao)子壽命(ming)，從而提(ti)升電池(chi)的(de)電性能。
本發明提(ti)供的一種PERC電(dian)池正面減反膜的制(zhi)備方(fang)法，在對(dui)硅(gui)片(pian)進行制(zhi)絨、擴散、背(bei)面拋光和刻蝕之后，包括：
在所述(shu)電池的正面和背面制(zhi)作氧(yang)化硅膜；
在所(suo)述硅(gui)片的背面制(zhi)作(zuo)氧化鋁(lv)膜(mo)和背面減反膜(mo)；
在(zai)所(suo)述(shu)(shu)硅片(pian)(pian)的(de)正面(mian)制(zhi)作至少兩層正面(mian)減(jian)反膜，其中，每制(zhi)作一層所(suo)述(shu)(shu)正面(mian)減(jian)反膜之后，將所(suo)述(shu)(shu)硅片(pian)(pian)恒溫靜置(zhi)預設時間，以(yi)釋(shi)放出氫(qing)原子(zi)與空位、缺陷、雜質(zhi)和晶界上的(de)懸(xuan)掛(gua)鍵結合。
優選的，在(zai)上(shang)述PERC電池正面減反膜的制(zhi)備(bei)方(fang)法中，所(suo)(suo)述每制(zhi)作一層所(suo)(suo)述正面減反膜之(zhi)后，將所(suo)(suo)述硅片(pian)恒溫靜置(zhi)預(yu)設時間包(bao)括：
制作第一層正面減反膜之后，將(jiang)各個溫區的溫度提高(gao)第一預設梯度，并(bing)恒溫靜(jing)置2分鐘至6分鐘；
制作第(di)二(er)層正面減反(fan)膜之后(hou)，將各個(ge)溫區的溫度繼(ji)續提高第(di)二(er)預設梯度，并恒溫靜(jing)置5分鐘至25分鐘。
優(you)選(xuan)的，在上述PERC電(dian)池正面(mian)減(jian)反膜(mo)的制(zhi)備方法中(zhong)，所(suo)述第一(yi)預設(she)梯度和所(suo)述第二預設(she)梯度的范圍為(wei)5℃至20℃。
優選(xuan)的(de)(de)，在(zai)上述PERC電池正面(mian)減(jian)反(fan)膜(mo)的(de)(de)制備方法中，所述在(zai)所述硅(gui)片的(de)(de)正面(mian)制作至(zhi)少(shao)兩層(ceng)正面(mian)減(jian)反(fan)膜(mo)為在(zai)所述硅(gui)片的(de)(de)正面(mian)制作至(zhi)少(shao)兩層(ceng)氮化(hua)硅(gui)膜(mo)。
優選的(de)，在上述PERC電池正面(mian)減反膜(mo)(mo)的(de)制備方法中，所述在所述硅片的(de)背面(mian)制作氧化鋁膜(mo)(mo)為：
利(li)用原子層沉(chen)積方式或PECVD方式在所述硅片的背(bei)面制作(zuo)氧化鋁膜。
優選的，在(zai)上述(shu)PERC電池正面減反膜(mo)(mo)的制備方法中，所述(shu)在(zai)所述(shu)硅片的背面制作背面減反膜(mo)(mo)為：
利用管式(shi)(shi)PECVD方式(shi)(shi)或板式(shi)(shi)PECVD方式(shi)(shi)在所(suo)述硅(gui)片的背面制作背面減反膜。
優(you)選的，在(zai)上述PERC電池正面(mian)減(jian)反膜的制備方法中，所(suo)述在(zai)所(suo)述硅(gui)片(pian)的正面(mian)制作至少兩層正面(mian)減(jian)反膜為：
利用(yong)管式(shi)(shi)(shi)PECVD方式(shi)(shi)(shi)或(huo)板式(shi)(shi)(shi)PECVD方式(shi)(shi)(shi)在所述硅片的正面(mian)制作至少(shao)兩層正面(mian)減反(fan)膜。
通過上述描述可知，本發明提供的上述PERC電池正面減反膜的制備方法，由于在對硅片進行制絨、擴散、背面拋光和刻蝕之后，包括：在所述電池的正面和背面制作氧化硅膜；在所述硅片的背面制作氧化鋁膜和背面減反膜；在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜，其中，每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預設時間，以釋放出氫原子與空位、缺陷、雜質和晶界上的懸掛鍵結合，因此能夠有效地激發出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍化效果，降低載流子的復合，提(ti)升(sheng)電(dian)池的少(shao)子壽(shou)命，從而提(ti)升(sheng)電(dian)池的電(dian)性能。
附圖說明
為了更清(qing)楚(chu)地說明本發(fa)明實(shi)施(shi)例(li)或現(xian)有(you)技術(shu)中(zhong)的(de)技術(shu)方案(an)，下(xia)面(mian)將(jiang)對(dui)實(shi)施(shi)例(li)或現(xian)有(you)技術(shu)描(miao)述中(zhong)所需要使用的(de)附(fu)圖(tu)作(zuo)簡單(dan)地介紹，顯而易見地，下(xia)面(mian)描(miao)述中(zhong)的(de)附(fu)圖(tu)僅(jin)僅(jin)是本發(fa)明的(de)實(shi)施(shi)例(li)，對(dui)于本領域普通技術(shu)人員來講，在不付出(chu)創造(zao)性勞動的(de)前提下(xia)，還可以根據提供的(de)附(fu)圖(tu)獲(huo)得其他(ta)的(de)附(fu)圖(tu)。
圖(tu)1為本申請實(shi)施(shi)例提供的第(di)一種PERC電池正面(mian)減反膜(mo)的制備方(fang)法的示意圖(tu)。
具體實施方式
本發明的核心思想在于提供一種PERC電池正面減反膜的制備方法，能夠有效地激發出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的鈍(dun)化效果，降低載流子的復合，提升電池的少(shao)子壽命，從而提升電池的電性能。
下(xia)面將結合本(ben)發明實(shi)施(shi)例(li)中(zhong)的(de)附圖，對本(ben)發明實(shi)施(shi)例(li)中(zhong)的(de)技(ji)術方案進行清楚、完整(zheng)地描(miao)述，顯然，所描(miao)述的(de)實(shi)施(shi)例(li)僅僅是本(ben)發明一部(bu)分實(shi)施(shi)例(li)，而不是全部(bu)的(de)實(shi)施(shi)例(li)。基于本(ben)發明中(zhong)的(de)實(shi)施(shi)例(li)，本(ben)領域(yu)普通技(ji)術人員在沒有做出創造性(xing)勞動前提下(xia)所獲得(de)的(de)所有其(qi)他實(shi)施(shi)例(li)，都屬于本(ben)發明保護的(de)范(fan)圍。
本(ben)申請實(shi)施例提(ti)供(gong)的(de)(de)第一種(zhong)PERC電(dian)(dian)池正面減(jian)反(fan)膜的(de)(de)制備方(fang)法如圖(tu)1所(suo)示(shi)，圖(tu)1為本(ben)申請實(shi)施例提(ti)供(gong)的(de)(de)第一種(zhong)PERC電(dian)(dian)池正面減(jian)反(fan)膜的(de)(de)制備方(fang)法的(de)(de)示(shi)意圖(tu)，該(gai)方(fang)法包括如下步驟：
S1：對硅(gui)片進行制絨、擴散、背面拋光(guang)和(he)刻蝕；
該(gai)步(bu)驟是現有(you)的常規步(bu)驟，在(zai)此處不再贅述。
S2：在所述電(dian)池的(de)正面和背面制作氧化硅膜；
具體的，可以通過(guo)熱氧(yang)(yang)化(hua)方式或利用臭(chou)氧(yang)(yang)，制備一層雙面的氧(yang)(yang)化(hua)硅膜。
S3：在(zai)所述硅片的背(bei)面(mian)制作氧化鋁膜和背(bei)面(mian)減(jian)反膜；
具體的，可以利用(yong)ALD方(fang)式(shi)(shi)或(huo)PECVD方(fang)式(shi)(shi)制備背(bei)面(mian)氧化(hua)鋁(lv)膜，然后利用(yong)管(guan)式(shi)(shi)PECVD方(fang)式(shi)(shi)或(huo)板式(shi)(shi)PECVD方(fang)式(shi)(shi)在所(suo)述硅片的背(bei)面(mian)制作背(bei)面(mian)減反膜。
S4：在(zai)所(suo)(suo)述硅片(pian)的(de)正(zheng)面制(zhi)作至少兩(liang)層(ceng)(ceng)正(zheng)面減(jian)反膜，其中，每制(zhi)作一層(ceng)(ceng)所(suo)(suo)述正(zheng)面減(jian)反膜之(zhi)后，將所(suo)(suo)述硅片(pian)恒(heng)溫靜置預設時間(jian)，以釋放出氫(qing)原子(zi)與(yu)空位、缺陷、雜質和晶界上的(de)懸掛鍵結(jie)合(he)。
具體的，由于減反膜中的PECVD過程中輝光電離SiH4、NH3時產生的氫可釋放出來，部分氫分子通過與硅中的空位結合等方式，轉為氫原子或氫-空位對，摻雜進入晶硅體內，氫與晶界上的懸掛鍵或電池體內的其他有效缺陷、雜質結合，從而起到鈍化晶界、缺陷或雜質的作用，有效地提升電池片的少子壽命提升電性能，但是常規的PECVD方式未充分激發出H原子的鈍化效果，本實施例在減反膜制備步驟結束后靜置，可以有效地改善H鈍化的效果。一般會制作兩層或三層減反膜，可以在真空和恒溫的環境中將硅片靜置，可以有效地改善H鈍化的效果，顯著地降低載流子的復合、提升電池的少子壽命，在晶硅電池電性能方面改善明顯；同時恒溫狀態的靜置，對PERC電池還起到退火的作用，退火時Al2O3薄膜中含有的H擴散到硅表面并與懸掛鍵結合進行鈍化，具有優秀的化學鈍化效果。Al2O3與其他鈍化材料相比最特別之處在于其含有高密度的固定負電荷，所形成的電場可以有效減少表面的電子濃度，從而對p型表面有極好的場效應鈍化。因此可以充分的激發正背面Al2O3薄(bo)膜和減反膜的鈍(dun)化效果，從而有效地提升PERC電池的電性能。
通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述第一種PERC電池正面減反膜的制備方法，由于在對硅片進行制絨、擴散、背面拋光和刻蝕之后，包括：在所述電池的正面和背面制作氧化硅膜；在所述硅片的背面制作氧化鋁膜和背面減反膜；在所述硅片的正面制作至少兩層正面減反膜，其中，每制作一層所述正面減反膜之后，將所述硅片恒溫靜置預設時間，以釋放出氫原子與空位、缺陷、雜質和晶界上的懸掛鍵結合，因此能夠有效地激發出背面Al2O3薄膜和正背面SiNx薄膜的(de)鈍化效果，降(jiang)低載(zai)流子(zi)的(de)復合，提升電池(chi)的(de)少子(zi)壽命，從而提升電池(chi)的(de)電性(xing)能(neng)。
本申請實施例(li)提供的(de)第(di)(di)二種PERC電池(chi)正(zheng)面減反膜的(de)制(zhi)備(bei)方法(fa)，是在上述第(di)(di)一(yi)種PERC電池(chi)正(zheng)面減反膜的(de)制(zhi)備(bei)方法(fa)的(de)基礎(chu)上，還包括如(ru)下(xia)技術特征：
所述(shu)每制作一層(ceng)所述(shu)正面減反膜之(zhi)后(hou)，將所述(shu)硅片恒溫靜置(zhi)預(yu)設(she)時間包括：
制(zhi)作第(di)一層正面減反膜之(zhi)后，將各個溫區的溫度提高第(di)一預設梯(ti)度，并恒溫靜置2分鐘至(zhi)6分鐘；
制(zhi)作第(di)(di)二(er)層正面減反(fan)膜之后，將各(ge)個溫(wen)區的(de)溫(wen)度繼續提高第(di)(di)二(er)預設(she)梯度，并恒溫(wen)靜置5分鐘(zhong)至(zhi)25分鐘(zhong)。
具體(ti)(ti)的(de)，第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)個例子如下(xia)：可以在制備(bei)(bei)正(zheng)面減反(fan)膜的(de)過程中，第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)層減反(fan)膜步驟(zou)后(hou)，增(zeng)(zeng)加一(yi)(yi)(yi)步靜置(zhi)步驟(zou)：整體(ti)(ti)溫(wen)度對應各區相應各增(zeng)(zeng)加5℃、無(wu)(wu)(wu)氣(qi)體(ti)(ti)、無(wu)(wu)(wu)壓力(li)(li)、無(wu)(wu)(wu)功率、無(wu)(wu)(wu)脈沖開關的(de)真空狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)靜置(zhi)2min；接(jie)著進行(xing)后(hou)續(xu)的(de)第(di)(di)二層減反(fan)膜制備(bei)(bei)，然(ran)后(hou)增(zeng)(zeng)加一(yi)(yi)(yi)步靜置(zhi)步驟(zou)：整體(ti)(ti)溫(wen)度對應各區相應各再增(zeng)(zeng)加5℃、無(wu)(wu)(wu)氣(qi)體(ti)(ti)、無(wu)(wu)(wu)壓力(li)(li)、無(wu)(wu)(wu)功率、無(wu)(wu)(wu)脈沖開關的(de)真空狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)靜置(zhi)5min；完成后(hou)續(xu)鍍(du)膜的(de)基本步驟(zou)。
第二(er)個(ge)例(li)子如下(xia)：制備正面減(jian)(jian)反(fan)(fan)膜的過程中，第一(yi)層減(jian)(jian)反(fan)(fan)膜步(bu)(bu)(bu)驟(zou)后，增(zeng)加(jia)一(yi)步(bu)(bu)(bu)靜(jing)置步(bu)(bu)(bu)驟(zou)：整體溫度對(dui)應(ying)各區(qu)相(xiang)應(ying)各增(zeng)加(jia)5℃、無(wu)(wu)(wu)(wu)氣(qi)體、無(wu)(wu)(wu)(wu)壓力、無(wu)(wu)(wu)(wu)功率(lv)、無(wu)(wu)(wu)(wu)脈沖開(kai)關的真(zhen)空狀(zhuang)態下(xia)靜(jing)置4min；接著進(jin)行后續的第二(er)層減(jian)(jian)反(fan)(fan)膜制備，然后增(zeng)加(jia)一(yi)步(bu)(bu)(bu)靜(jing)置步(bu)(bu)(bu)驟(zou)：整體溫度對(dui)應(ying)各區(qu)相(xiang)應(ying)各再增(zeng)加(jia)5℃、無(wu)(wu)(wu)(wu)氣(qi)體、無(wu)(wu)(wu)(wu)壓力、無(wu)(wu)(wu)(wu)功率(lv)、無(wu)(wu)(wu)(wu)脈沖開(kai)關的真(zhen)空狀(zhuang)態下(xia)靜(jing)置15min；完成后續鍍膜的基(ji)本(ben)步(bu)(bu)(bu)驟(zou)。
第三個例子如(ru)下(xia)：制備正面(mian)減反(fan)膜(mo)的(de)過程中，第一(yi)(yi)層(ceng)減反(fan)膜(mo)步(bu)驟(zou)后，增加(jia)一(yi)(yi)步(bu)靜(jing)(jing)置(zhi)步(bu)驟(zou)：整體(ti)溫(wen)(wen)度對應(ying)各(ge)區(qu)相應(ying)各(ge)增加(jia)5℃、無(wu)(wu)(wu)氣(qi)體(ti)、無(wu)(wu)(wu)壓(ya)力、無(wu)(wu)(wu)功率、無(wu)(wu)(wu)脈(mo)沖(chong)(chong)開關(guan)的(de)真空狀態下(xia)靜(jing)(jing)置(zhi)6min；接(jie)著進(jin)行后續的(de)第二層(ceng)減反(fan)膜(mo)制備，然(ran)后增加(jia)一(yi)(yi)步(bu)靜(jing)(jing)置(zhi)步(bu)驟(zou)：整體(ti)溫(wen)(wen)度對應(ying)各(ge)區(qu)相應(ying)各(ge)再增加(jia)5℃、無(wu)(wu)(wu)氣(qi)體(ti)、無(wu)(wu)(wu)壓(ya)力、無(wu)(wu)(wu)功率、無(wu)(wu)(wu)脈(mo)沖(chong)(chong)開關(guan)的(de)真空狀態下(xia)靜(jing)(jing)置(zhi)25min；完成后續鍍(du)膜(mo)的(de)基本步(bu)驟(zou)。
通過對上述三個例(li)子得到(dao)的(de)電(dian)池的(de)電(dian)性能測(ce)試可(ke)知，靜置步驟的(de)時間(jian)越長(chang)，其電(dian)性能增益越明顯。
本申請實(shi)施例提供的第(di)三(san)種(zhong)PERC電(dian)池正(zheng)面減反膜的制(zhi)備方法，是在上(shang)述第(di)二(er)種(zhong)PERC電(dian)池正(zheng)面減反膜的制(zhi)備方法的基礎上(shang)，還包括(kuo)如下技術特征：
所述第一(yi)預設(she)梯度(du)和所述第二預設(she)梯度(du)的范圍(wei)為5℃至20℃。
需要(yao)說明(ming)的(de)(de)是，后一步(bu)靜置的(de)(de)溫度比前一步(bu)靜置的(de)(de)溫度高一些，就(jiu)能(neng)夠(gou)有一個推進的(de)(de)效(xiao)果。
本申請實施例提(ti)供的(de)(de)第四種(zhong)PERC電池(chi)正(zheng)面減(jian)反膜(mo)的(de)(de)制備(bei)方法(fa)，是在上(shang)述第三種(zhong)PERC電池(chi)正(zheng)面減(jian)反膜(mo)的(de)(de)制備(bei)方法(fa)的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，還(huan)包括(kuo)如下技術特征(zheng)：
所(suo)述(shu)(shu)在所(suo)述(shu)(shu)硅片(pian)的正面制(zhi)作至少(shao)兩層正面減反(fan)膜(mo)為在所(suo)述(shu)(shu)硅片(pian)的正面制(zhi)作至少(shao)兩層氮化硅膜(mo)。
需要說明的(de)是在，這種氮化硅膜是一種常見(jian)的(de)減反膜，容易獲得且成(cheng)本(ben)較低。
本(ben)申(shen)請實施(shi)例(li)提(ti)供的(de)第五種(zhong)(zhong)PERC電(dian)池正面(mian)減(jian)反(fan)(fan)膜(mo)的(de)制備方(fang)(fang)法，是(shi)在上述第一(yi)種(zhong)(zhong)至第四種(zhong)(zhong)PERC電(dian)池正面(mian)減(jian)反(fan)(fan)膜(mo)的(de)制備方(fang)(fang)法中任一(yi)種(zhong)(zhong)的(de)基(ji)礎上，還(huan)包括如下技(ji)術特征：
所述在所述硅片的(de)背面(mian)制作(zuo)氧化鋁膜為：
利用原子層沉積方式(shi)或(huo)PECVD方式(shi)在所(suo)述硅片(pian)的背面(mian)制(zhi)作氧化(hua)鋁膜。
需要(yao)說明的(de)是，這兩種方式均能夠(gou)(gou)沉積一層足夠(gou)(gou)致密的(de)氧化鋁膜，保證其(qi)使用(yong)壽(shou)命足夠(gou)(gou)長，不會導致電(dian)池失效。
本申請實施例提(ti)供的(de)(de)第六種(zhong)PERC電(dian)池(chi)正(zheng)面減反膜(mo)的(de)(de)制備方法，是在上述(shu)第五種(zhong)PERC電(dian)池(chi)正(zheng)面減反膜(mo)的(de)(de)制備方法的(de)(de)基礎上，還包括如下(xia)技術特(te)征(zheng)：
所述(shu)在(zai)所述(shu)硅片的(de)背面制作背面減反膜為(wei)：
利(li)用管式PECVD方式或板(ban)式PECVD方式在所述硅片的背(bei)面制作背(bei)面減反(fan)膜。
需要說明的是，這兩種PECVD方式均能夠制作足夠致密的背面減反膜，而且，若之前采用的ALD方式制備氧化鋁膜，則需要在制作背面減反膜之前先進行退火處理，去除Al2O3膜層內的水氣。
本申請實施例提供的(de)第七種PERC電池正面減(jian)反膜的(de)制備方法，是在上述第六種PERC電池正面減(jian)反膜的(de)制備方法的(de)基(ji)礎(chu)上，還包括如下技術(shu)特征：
所(suo)(suo)述在所(suo)(suo)述硅片的正(zheng)面制作(zuo)至少兩層(ceng)正(zheng)面減反膜為：
利用管式(shi)PECVD方式(shi)或板(ban)式(shi)PECVD方式(shi)在(zai)所述硅片的正(zheng)面(mian)制作(zuo)至(zhi)少兩層(ceng)正(zheng)面(mian)減反膜(mo)。
對所(suo)公開的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)施例(li)的(de)(de)(de)(de)上(shang)述說明，使本(ben)(ben)(ben)領(ling)域(yu)專業(ye)技(ji)術人員能夠實(shi)(shi)現或(huo)(huo)使用本(ben)(ben)(ben)發明。對這些(xie)實(shi)(shi)施例(li)的(de)(de)(de)(de)多種修改對本(ben)(ben)(ben)領(ling)域(yu)的(de)(de)(de)(de)專業(ye)技(ji)術人員來說將是(shi)顯(xian)而(er)易見(jian)的(de)(de)(de)(de)，本(ben)(ben)(ben)文(wen)中所(suo)定(ding)義的(de)(de)(de)(de)一(yi)般(ban)原理(li)可以在不脫離(li)本(ben)(ben)(ben)發明的(de)(de)(de)(de)精神或(huo)(huo)范(fan)(fan)圍的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，在其它實(shi)(shi)施例(li)中實(shi)(shi)現。因此，本(ben)(ben)(ben)發明將不會被限(xian)制(zhi)于本(ben)(ben)(ben)文(wen)所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)(de)這些(xie)實(shi)(shi)施例(li)，而(er)是(shi)要符(fu)合(he)與本(ben)(ben)(ben)文(wen)所(suo)公開的(de)(de)(de)(de)原理(li)和(he)新穎特點相(xiang)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)最寬的(de)(de)(de)(de)范(fan)(fan)圍。