CN110148637A - 一种太阳能电池减反射膜结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池减反射膜结构，涉及太阳能电池技术领域。该减反射膜结构包括依次形成在太阳能电池的硅基底上的第一膜层和第二膜层，第一膜层为氮化硅层，第二膜层为碳氧化硅层，第一膜层的厚度在50nm至70nm的范围内，第二膜层的厚度在10nm至30nm的范围内。本发明采用由氮化硅层和碳氧化硅层构成的双层减反射介质膜，通过优化膜层厚度，可以降低太阳能电池对波长500nm以下入射光的反射以及提升在800nm以上长波段的光谱响应，从而提高了电池效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池减反射膜结构。
背景技术
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)太阳能电池作为目前光伏市场最主流的产品，由于其背面氧化铝提供优异的钝化效果使得电池具有高效率、高功率，从而在市场上具备强的竞争力。这种太阳能电池正面采用选择性发射极结构可以提升电池在短波段的光谱响应，同时通过高方阻扩散降低非掺杂区域的复合，提升电池钝化性效果，并提升开压。
为进一步提升PERC电池的光谱响应，可以在太阳能电池正面采用减反射膜。目前产业化的太阳能电池正面减反射膜主要以氮化硅(SiNx)膜为主，SiNx膜可以设置多层结构以降低对入射光的反射，目前最优的SiNx膜层结构反射率可以低至3～5％。
然而，通过优化SiNx膜的多层结构难以进一步降低太阳能电池表面的反射率。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能电池减反射膜结构，以解决难以进一步降低太阳能电池表面的反射率的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种太阳能电池减反射膜结构，该结构包括依次形成在太阳能电池的硅基底上的第一膜层和第二膜层，第一膜层为氮化硅层，第二膜层为碳氧化硅层，第一膜层的厚度在50nm至70nm的范围内，第二膜层的厚度在10nm至30nm的范围内。
可选地，第一膜层和第二膜层通过等离子体增强化学气相沉积来制备。
可选地，第一膜层通过使用SiH4和NH3的混合气体作为反应气体来制备。
可选地，第二膜层通过使用SiH4、CH4和N2O的混合气体作为反应气体来制备。
可选地，第一膜层的折射率在2.1至2.3的范围内。
可选地，第二膜层的折射率在1.7至1.9的范围内。
可选地，在第二膜层上还形成有第三膜层，第三膜层为多孔二氧化硅层。
可选地，第三膜层通过采用溶胶-凝胶法来制备。
可选地，第三膜层的厚度在5nm至20nm的范围内。
可选地，第三膜层的折射率在1.1至1.38的范围内。
本发明的有益效果包括：
本发明提供的太阳能电池减反射膜结构包括依次形成在太阳能电池的硅基底上的第一膜层和第二膜层，第一膜层为氮化硅层，第二膜层为碳氧化硅层，第一膜层的厚度在50nm至70nm的范围内，第二膜层的厚度在10nm至30nm的范围内。本发明采用由氮化硅层和碳氧化硅层构成的双层减反射介质膜，通过优化膜层厚度，可以降低太阳能电池对波长500nm以下入射光的反射以及提升在800nm以上长波段的光谱响应，从而提高了电池效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了常规太阳能电池减反射膜的结构示意图；
图2示出了本发明一实施例提供的太阳能电池减反射膜的结构示意图；
图3示出了具有本发明实施例提供的太阳能电池减反射膜和常规太阳能电池减反射膜的太阳能电池的外量子效率随波长变化关系图；
图4示出了本发明另一实施例提供的太阳能电池减反射膜的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前产业化的太阳能电池正面减反射膜主要以氮化硅(SiNx)膜为主，SiNx膜可以设置多层结构以降低对入射光的反射。图1示出了常规太阳能电池减反射膜的结构示意图，如图1所示，在硅基底上可以设置例如两层SiNx膜来实现减反射的目的。然而，通过优化SiNx膜的多层结构，对于反射率的降低效果有限。
图2示出了本发明一实施例提供的太阳能电池减反射膜的结构示意图，如图2所示，该结构包括依次形成在太阳能电池的硅基底上的第一膜层和第二膜层，第一膜层为氮化硅(SiNx)层，第二膜层为碳氧化硅(SiOx(C))层，第一膜层的厚度在50nm至70nm的范围内，第二膜层的厚度在10nm至30nm的范围内。
图3示出了具有本发明实施例提供的太阳能电池减反射膜和常规太阳能电池减反射膜的太阳能电池的外量子效率(EQE)随波长变化关系图。在图3中，实线为具有本发明实施例提供的SiNx/SiOx(C)双层结构减反射膜的太阳能电池的EQE随波长变化曲线，虚线为具有常规两层SiNx减反射膜的太阳能电池的EQE随波长变化曲线，可以看出，在500nm以下短波段以及800nm以上长波段，具有本发明实施例提供的SiNx/SiOx(C)双层结构减反射膜的太阳能电池的EQE明显高于常规结构，也就是说，SiNx/SiOx(C)双层结构减反射膜能够提高电池效率。
通过采用由氮化硅层和碳氧化硅层构成的双层减反射介质膜，通过优化膜层厚度，可以降低太阳能电池对波长500nm以下入射光的反射以及提升在800nm以上长波段的光谱响应，从而提高了电池效率。
本发明实施例中，第一膜层和第二膜层可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来制备。具体地，第一膜层(即SiNx层)通过使用SiH4和NH3的混合气体作为PECVD的反应气体来制备。第二膜层(即SiOx(C)层)通过使用SiH4、CH4和N2O的混合气体作为PECVD的反应气体来制备。第一膜层的折射率在2.1至2.3的范围内。第二膜层的折射率在1.7至1.9的范围内。
本发明通过PECVD法制备的SiOx(C)/SiNx双层减反射膜可以将正面介质膜的反射率降低到1％，同时可提升对表面的钝化效果，提升开压。本发明通过采用PECVD法制备SiNx/SiOx(C)双层减反射膜降低电池在短波段的反射，提升电池电流，进而提升电池效率。另外，采有本发明所提供的SiNx/SiOx(C)双层减反射膜的太阳能电池，使用相同的转换效率的电池片在组件端比常规SiNx减反射膜电池具有更好的封装CTM(Cell To Module，组件输出功率与电池片功率总和的百分比)，提升组件输出功率1.0W。采用本发明所提供的SiNx/SiOx(C)双层减反射膜制备的电池，外观上比常规SiNx减反射膜电池更发暗，也表明SiNx/SiOx(C)双层减反射膜的减反射效果比常规SiNx减反射膜更优。另外，本发明提供的制备SiOx(C)层的方法易于整合到目前的产线中，无需增加额外的设备。
可选地，如图4所示，在第二膜层上还可以形成有第三膜层，第三膜层为多孔二氧化硅层。多孔二氧化硅层通常具有较低的折射率，通过在SiOx(C)层进一步设置低折射率的多孔二氧化硅层，可以进一步降低反射率。第三膜层(即多孔二氧化硅层)可以通过采用溶胶-凝胶法来制备。第三膜层的厚度在5nm至20nm的范围内。第三膜层的折射率在1.1至1.38的范围内。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，包括依次形成在太阳能电池的硅基底上的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层为氮化硅层，所述第二膜层为碳氧化硅层，所述第一膜层的厚度在50nm至70nm的范围内，所述第二膜层的厚度在10nm至30nm的范围内。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第一膜层和所述第二膜层通过等离子体增强化学气相沉积来制备。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第一膜层通过使用SiH4和NH3的混合气体作为反应气体来制备。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第二膜层通过使用SiH4、CH4和N2O的混合气体作为反应气体来制备。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第一膜层的折射率在2.1至2.3的范围内。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第二膜层的折射率在1.7至1.9的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，在所述第二膜层上还形成有第三膜层，所述第三膜层为多孔二氧化硅层。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第三膜层通过采用溶胶-凝胶法来制备。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第三膜层的厚度在5nm至20nm的范围内。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池减反射膜结构，其特征在于，所述第三膜层的折射率在1.1至1.38的范围内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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