一種抗PID效應的太陽能電池片的製作方法

2023-09-21 22:13:30

本實用新型涉及光伏太陽能電池製造技術領域，更具體地說，涉及一種抗PID效應的太陽能電池片。

背景技術：

在光伏發電系統運行過程中，潮溼高溫的環境容易產生水蒸氣，如果水蒸氣進入組件內部，那麼封裝材料的導電率上升，相應組件的洩漏電流增大，會造成組件表面極化現象，即PID效應(Potential Induced Degradation，電勢誘導衰減)，PID效應主要是指在高的偏壓且高溫高溼度的條件下，組件表面封裝材料鹼石灰玻璃中的金屬離子移動至電池片表面，在電池片表面形成局部聚集，使得電池片失效的一種效應。因此，在高溼或高溫環境中的光伏系統，尤其是漁光互補光伏系統、沿海光伏系統、赤道附近的光伏系統中，PID效應導致的功率損失更為嚴重。這些極端條件結合在一起就形成了PID測試條件，即電池片對外框的偏壓1000V，85℃和85％的相對溼度，測試時間一般為96h。

現有技術中的一種抗PID效應的太陽能電池片如圖1所示，圖1為現有技術中的一種抗PID效應的太陽能電池片的示意圖。該電池片包括矽片101、以及設置其上的絨面、擴散發射結和電極(圖中未示出)，在矽片101的擴散發射結表面從上至下有三層鈍化減反射膜，第一層為折射率為2.2-2.4的SiNx102，厚度為5-10nm，主要作用是鈍化，第二層為折射率為1.9-2.1的SiNx103，厚度為50-80nm，主要作用為減少反射，第三層為氧化鋁104，厚度為2-10nm，這種氧化鋁是一層緻密的氧化膜，能夠阻擋在電池表面聚集的金屬離子，從而防止其對PN結產生破壞。

然而，上述氧化鋁是通過原子層沉積法製備而成，與產線普通電池工藝所需工藝相比，增加了一道工序，使工序變得更複雜，而且測試時間長於96小時之後，會有金屬離子穿透氧化鋁，對PN結造成破壞，產生失效風險。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種抗PID效應的太陽能電池片，能夠簡化製造工序，且減少PID測試的失效風險。

本實用新型提供的一種抗PID效應的太陽能電池片，包括襯底，所述襯底的表面具有擴散發射結，所述擴散發射結的表面設置有第一金屬離子阻擋層，所述第一金屬離子阻擋層的表面設置有減反射層，所述減反射層的表面設置有第二金屬離子阻擋層。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述第一金屬離子阻擋層為二氧化矽層。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述第二金屬離子阻擋層為二氧化矽和碳氧化矽層。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述減反射層為氮化矽層。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述第一金屬離子阻擋層的厚度範圍為3納米至8納米。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述第二金屬離子阻擋層的厚度範圍為5納米至10納米。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述減反射層的厚度範圍為50納米至70納米。

優選的，在上述抗PID效應的太陽能電池片中，所述襯底為多晶矽襯底或單晶矽襯底。

從上述技術方案可以看出，本實用新型所提供的上述抗PID效應的太陽能電池片，由於所述擴散發射結的表面設置有第一金屬離子阻擋層，所述第一金屬離子阻擋層的表面設置有減反射層，所述減反射層的表面設置有第二金屬離子阻擋層，因此能夠簡化製造工序，且減少PID測試的失效風險。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的一種抗PID效應的太陽能電池片的示意圖；

圖2為本申請實施例提供的第一種抗PID效應的太陽能電池片的示意圖。

具體實施方式

本實用新型的核心思想在於提供一種抗PID效應的太陽能電池片，能夠簡化製造工序，且減少PID測試的失效風險。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

本申請實施例提供的第一種抗PID效應的太陽能電池片如圖2所示，圖2為本申請實施例提供的第一種抗PID效應的太陽能電池片的示意圖。該太陽能電池片包括襯底201，所述襯底201的表面具有擴散發射結(圖中未示出)，除此之外，該太陽能電池片還包括在襯底表面設置的絨面，在背面的電極以及背接觸層等等，此處不再贅述。

所述擴散發射結的表面設置有第一金屬離子阻擋層202，所述第一金屬離子阻擋層202的表面設置有減反射層203，所述減反射層203的表面設置有第二金屬離子阻擋層204，這裡的第一金屬離子阻擋層和第二金屬離子阻擋層均可以是二氧化矽和碳氧化矽層，或者氧化鋁層，此處並不限制，利用上下兩層金屬離子阻擋層，可以更好的保護PN結，延長抗PID的時間。

從上述技術方案可以看出，本申請實施例所提供的上述抗PID效應的太陽能電池片，由於所述擴散發射結的表面設置有第一金屬離子阻擋層，所述第一金屬離子阻擋層的表面設置有減反射層，所述減反射層的表面設置有第二金屬離子阻擋層，因此能夠簡化製造工序，且減少PID測試的失效風險。

本申請實施例提供的第二種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第一種抗PID效應的太陽能電池片的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述第一金屬離子阻擋層為二氧化矽層。

具體的，可以是折射率為1.3至1.6的二氧化矽層，可採用臭氧在刻蝕後的矽片上表面鈍化製備得到，具體的，刻蝕後的矽片通過臭氧噴淋設備，刻蝕下料帶速可以是1.45m/min，臭氧發生器的氧氣流量可以為2slm至10slm，氮氣流量可以為30slm至40slm，臭氧噴淋設備中臭氧濃度為200ppm至800ppm。

本申請實施例提供的第三種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第二種抗PID效應的太陽能電池片的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述第二金屬離子阻擋層為二氧化矽和碳氧化矽層。

具體的，可以是折射率為1.3至1.6的二氧化矽和碳氧化矽層，可採用管式等離子化學氣相沉積方法製備得到的膜，反應氣體為CO2和SiH4，CO2流量200sccm/min至500sccm/min，SiH4流量為3000sccm/min至5000sccm/min，鍍膜時間為50s至150s。

本申請實施例提供的第四種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第三種抗PID效應的太陽能電池片的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述減反射層為氮化矽層。

具體的，可以是折射率為1.9至2.1的氮化矽層，可採用管式等離子化學氣相沉積方法，反應氣體為NH3和SiH4，SiH4的流量為500sccm/min至1000sccm/min，NH3流量為4000sccm/min至7000sccm/min，鍍膜時間為500s至800s。

本申請實施例提供的第五種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第四種抗PID效應的太陽能電池片的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述第一金屬離子阻擋層的厚度範圍為3納米至8納米。

本申請實施例提供的第六種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第五種抗PID效應的太陽能電池片的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述第二金屬離子阻擋層的厚度範圍為5納米至10納米。

本申請實施例提供的第七種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第六種抗PID效應的太陽能電池片的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述減反射層的厚度範圍為50納米至70納米，利用這種厚度範圍的減反射層，能夠與上述第一金屬離子阻擋層和第二金屬離子阻擋層形成配合，使得整體的層厚範圍為75nm至85nm，滿足減反射的厚度要求。

本申請實施例提供的第八種抗PID效應的太陽能電池片，是在上述第一種至第六種抗PID效應的太陽能電池片中任一種的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述襯底為多晶矽襯底或單晶矽襯底，利用上述三層結構，能夠對多晶矽或者單晶矽形成有效的保護，在更長的時間內避免PID效應的產生。

綜上所述，上述抗PID效應的太陽能電池片，能夠在傳統氮化矽鍍膜管式PECVD設備基礎上進行生產，新使用的化學氣體如氧氣，二氧化碳等，使用方便且成本低，由於具有前後兩層金屬離子阻擋層來抗PID效應，因此可通過在-1000V的偏壓下進行長達192小時甚至更久的抗PID測試。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。