CN215869402U

CN215869402U - 一种高双面率的太阳能电池

Info

Publication number: CN215869402U
Application number: CN202121332343.XU
Authority: CN
Inventors: 庞瑞卿; 吕闯; 刘海泉; 杨二存; 时宝; 林纲正; 陈刚
Original assignee: Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd; Guangdong Aiko Technology Co Ltd; Tianjin Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd; Guangdong Aiko Technology Co Ltd; Tianjin Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2021-06-15
Filing date: 2021-06-15
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2031-06-15

Abstract

本实用新型公开了一种高双面率的太阳能电池，其特征在于，包括硅基底，依次设于硅基底正面的扩散层、M层正面氮化硅膜、N层氮氧化硅膜、正面氧化硅膜、正面电极，和依次设于所述硅基底背面的氧化铝膜、背面氧化硅膜、背面氮化硅膜和背面电极；其中，M≥3，N≥2；其中，靠近所述扩散层的正面氮化硅膜的折射率＞靠近所述氮氧化硅膜的正面氮化硅膜的折射率；靠近所述正面氮化硅膜的氮氧化硅膜的折射率＞靠近所述正面氧化硅膜的氮氧化硅膜的折射率。实施本实用新型，可提高双面电池的吸光效率，进而提高双面率和转换效率。

Description

一种高双面率的太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种高双面率的太阳能电池。

背景技术

提升晶体硅太阳能电池的光电转换效率，降低晶体硅太阳能电池单瓦制造成本是所有电池制造企业关注的焦点。近年来随着单晶硅片体载流子寿命不断提高，电池转换效率的瓶颈发生明显转变，由硅片转向电池技术，特别是电池表面钝化和表面减反射技术的发展对提升电池转换效率提升有至关重要的影响。晶体硅电池表面钝化主要取决于抑制晶体硅表面悬挂键、硅片切割损伤以及表面电荷复合中心等3方面的影响。表面减反射技术由膜材料和结构决定，合理的膜层结构可以使入射光在表面薄膜层中发生多次反射后重新被吸收。

现有太阳能电池的减反膜一般为单层或多层氮化硅膜，或者单层/多层氮化硅膜+单层/多层氮氧化硅膜的结构，其在全波长范围内的折射率普遍偏高，对正面入射光吸收不利，一定程度上制约着晶体硅太阳能电池转换效率的进一步提升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种高双面率的太阳能电池，其可有效降低双面电池正面的折射率，提升双面率，提升太阳能电池效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种高双面率的太阳能电池，其包括硅基底，依次设于硅基底正面的扩散层、M层正面氮化硅膜、N层氮氧化硅膜、正面氧化硅膜、正面电极，和依次设于所述硅基底背面的氧化铝膜、背面氧化硅膜、背面氮化硅膜和背面电极；其中，M≥3，N≥2；

其中，靠近所述扩散层的正面氮化硅膜的折射率＞靠近所述氮氧化硅膜的正面氮化硅膜的折射率；靠近所述正面氮化硅膜的氮氧化硅膜的折射率＞靠近所述正面氧化硅膜的氮氧化硅膜的折射率。

作为上述技术方案的改进，所述正面氮化硅膜的折射率为1.89～2.40，所述氮氧化硅膜的折射率为1.52～1.95，所述正面氧化硅膜的折射率为1.46～1.56。

作为上述技术方案的改进，所述扩散层上设有5层正面氮化硅膜；

由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧的正面氮化硅膜的折射率分别为2.34～2.40、2.12～2.18、2.06～2.12、1.96～2.02和1.89～1.95；

由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧的正面氮化硅膜的厚度分别为8～14nm、7～13nm、7～11nm、5～9nm和5～9nm。

作为上述技术方案的改进，所述正面氮化硅膜上设有2层氮氧化硅膜；

由正面氮氧化硅膜一侧至正面氧化硅膜一侧的氮氧化硅膜的折射率分别为1.69～1.75和1.58～1.64；

由正面氮氧化硅膜一侧至正面氧化硅膜一侧的氮氧化硅膜的厚度分别为11～17nm和7～13nm。

作为上述技术方案的改进，所述正面氧化硅膜的折射率为1.46～1.50，其厚度为9～15nm。

作为上述技术方案的改进，所述扩散层上设有6层正面氮化硅膜；

由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧的正面氮化硅膜的折射率分别为2.34～2.40、2.12～2.18、2.06～2.12、2.00～2.06、1.96～2.02和1.89～1.95；

由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧的正面氮化硅膜的厚度分别为8～14nm、7～13nm、7～11nm、5～9nm、5～9nm和5～9nm。

作为上述技术方案的改进，所述正面氮化硅膜上设有3层氮氧化硅膜；

由正面氮氧化硅膜一侧至正面氧化硅膜一侧的氮氧化硅膜的折射率分别为1.69～1.75、1.58～1.64和1.52～1.56；

由正面氮氧化硅膜一侧至正面氧化硅膜一侧的氮氧化硅膜的厚度分别为7～13nm、7～13nm和3～8nm。

作为上述技术方案的改进，所述正面氧化硅膜的折射率为1.52～1.56，其厚度为3～7nm。

作为上述技术方案的改进，所述正面氧化硅膜通过PECVD法形成。

作为上述技术方案的改进，所述背面氧化硅膜通过热氧法形成。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

1.本实用新型的双面太阳能电池，在硅基底正面设置了M层正面氮化硅膜+N层氮氧化硅膜+正面氧化硅膜的减反结构，其可有效降低硅基底正面的折射率，提升太阳能电池的吸光效率，进而提高双面率和效率。

2.本实用新型中的正面氧化硅膜通过PECVD法形成，其生长速度快，能耗低，且折射率较低，可与氮氧化硅膜和正面氮化硅膜配合，形成折射率较低的减反结构。

附图说明

图1是实施例1中一种高双面率的双面太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

实施例1

参考图1，本实施例提供一种高双面率的双面太阳能电池，其包括硅基底1，依次设置在硅基底1正面的扩散层11、正面氮化硅膜2、氮氧化硅膜3、正面氧化硅膜4和正面电极5；依次设于硅基底1背面的氧化铝膜6、背面氧化铝膜7、背面氮化硅膜8和背面电极9。其中，正面氮化硅膜2的层数M≥3，氮氧化硅膜3的层数≥2，且靠近扩散层11的正面氮化硅膜2的折射率＞靠近氮氧化硅膜3的正面氮化硅膜2的折射率；靠近正面氮化硅膜2的氮氧化硅膜3的折射率＞靠近正面氧化硅膜4的氮氧化硅膜3的折射率。通过上述结构，可在双面太阳能电池的正面形成折射率交底的减反层，从而提升吸光效率，进而提升双面太阳能电池的双面率和转换效率。

具体的，在本实施例之中，扩散层11上设置了5层正面氮化硅膜2，由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧分别为第一正面氮化硅膜21、第二正面氮化硅膜22、第三正面氮化硅膜23、第四正面氮化硅膜24和第五正面氮化硅膜25。其中，第一正面氮化硅膜21的折射率为2.34～2.40，示例性的为2.35、2.36、2.38或2.39，但不限于此；其厚度为8～14nm，示例性的为9nm、10nm、12nm或13nm，但不限于此。第二正面氮化硅膜22的折射率为2.12～2.18，示例性的为2.13、2.15、2.16或2.17，但不限于此，其厚度为7～13nm，示例性的为8nm、9nm、11nm或12nm，但不限于此。第三正面氮化硅膜23的折射率为2.06～2.12，示例性的为2.07、2.09或2.11，但不限于此；其厚度为7～11nm，示例性的为8nm、9nm或10nm，但不限于此。第四正面氮化硅膜24的折射率为1.96～2.02，示例性的为1.97、1.99或2.01，但不限于此；其厚度为5～9nm，示例性的为6nm、7nm或8nm，但不限于此。第五正面氮化硅膜25的折射率为1.89～1.95，示例性的为1.90、1.92或1.94，但不限于此；其厚度为5～9nm，示例性的为6nm、7nm或8nm，但不限于此。

需要说明的是，本实用新型中的氮化硅膜均通过PECVD法形成，即采用硅烷(SiH₄)和氨气(NH₃)为反应气体，在PECVD设备中沉积。通过控制硅烷、氨气的流量，沉积温度、射频功率、管内压力，即可有效控制氮化硅膜的厚度、折射率。

具体的，在本实施例中，正面氮化硅膜2上设有2层氮氧化硅膜3；由正面氮氧化硅膜2一侧至正面氧化硅膜4一侧分别为第一氮氧化硅膜3a和第二氮氧化硅膜3b。其中，第一氮氧化硅膜3a的折射率为1.69～1.75，示例性的为1.70、1.72、1.73或1.74，但不限于此；其厚度为11～17nm，示例性的为12nm、14nm或16nm，但不限于此。第二氮氧化硅膜3b的折射率为1.58～1.64，示例性的为1.59、1.61、1.62或1.64，但不限于此；其厚度为7～14nm，示例性的为8nm、10nm、11nm或13nm，但不限于此。

需要说明的是，本实用新型中的氮氧化硅膜均通过PECVD法形成，即采用硅烷(SiH₄)笑气(N₂O)和氨气(NH₃)为反应气体，在PECVD设备中沉积。通过控制硅烷、笑气、氨气的流量，沉积温度、射频功率、管内压力，即可有效控制氮氧化硅膜的厚度、折射率。

具体的，在本实施例中，正面氧化硅膜4的折射率为1.46～1.50，示例性的为1.47、1.48或1.49，但不限于此；其厚度为9～15nm，示例性的为10nm、12nm或14nm，但不限于此。

进一步的，在本实施例之中，正面氧化硅膜4通过PECVD法形成，即以硅烷和笑气为反应气体，在PECVD设备中沉积。与传统的热氧法相比较，PECVD法沉积的氧化硅膜虽然致密性较差，钝化作用较差；但其沉积速度快，能耗低；且可提供折射率较小的正面氧化硅膜，进而与氮氧化硅膜和正面氮化硅膜配合，形成折射率较低的减反结构。具体的，在本实施例之中，背面氧化硅膜7通过热氧法形成，其结构致密，钝化作用强。

通过本实施例中的减反结构，电池正面的最低反射率为0.89％(D8反射率测试仪测试，最低反射率位于波长626nm处)，单晶PERC电池转换效率达到23.94％(G12单晶)和23.28％(G10单晶)，相对普通双面电池转换效率提升0.15％。因反射率很低，制作黑色背板组件外观呈全黑状，看起来更美观。

实施例2

本实施例提供一种高双面率的双面太阳能电池，其包括硅基底1，依次设置在硅基底1正面的扩散层11、正面氮化硅膜2、氮氧化硅膜3、正面氧化硅膜4和正面电极5；依次设于硅基底1背面的氧化铝膜6、背面氧化铝膜7、背面氮化硅膜8和背面电极9。

其中，扩散层上设有6层正面氮化硅膜；由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧的正面的氮化硅膜的折射率分别为2.34～2.40、2.12～2.18、2.06～2.12、2.00～2.06、1.96～2.02和1.89～1.95；由扩散层一侧至氮氧化硅膜一侧的正面氮化硅膜的厚度分别为8～14nm、7～13nm、7～11nm、5～9nm、5～9nm和5～9nm。

其中，正面氮化硅膜上设有3层氮氧化硅膜；由正面氮氧化硅膜一侧至正面氧化硅膜一侧的氮氧化硅膜的折射率分别为1.69～1.75、1.58～1.64和1.52～1.56；由正面氮氧化硅膜一侧至正面氧化硅膜一侧的氮氧化硅膜的厚度分别为7～13nm、7～13nm和3～8nm。

其中，正面氧化硅膜的折射率为1.52～1.56，其厚度为3～7nm。

基于以上实施例的双面太阳能电池，在硅基底正面设置了至少3层正面氮化硅膜、至少2层氮氧化硅膜和正面氧化硅膜的减反结构，其可有效降低硅基底正面的折射率，提升太阳能电池的吸光效率，进而提高双面率和效率。

以上所述是实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种高双面率的太阳能电池，其特征在于，包括硅基底，依次设于硅基底正面的扩散层、M层正面氮化硅膜、N层氮氧化硅膜、正面氧化硅膜、正面电极，和依次设于所述硅基底背面的氧化铝膜、背面氧化硅膜、背面氮化硅膜和背面电极；其中，M≥3，N≥2；

2.如权利要求1所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述正面氮化硅膜的折射率为1.89～2.40，所述氮氧化硅膜的折射率为1.52～1.95，所述正面氧化硅膜的折射率为1.46～1.56。

3.如权利要求1所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述扩散层上设有5层正面氮化硅膜；

4.如权利要求3所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述正面氮化硅膜上设有2层氮氧化硅膜；

5.如权利要求4所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述正面氧化硅膜的折射率为1.46～1.50，其厚度为9～15nm。

6.如权利要求1所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述扩散层上设有6层正面氮化硅膜；

7.如权利要求6所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述正面氮化硅膜上设有3层氮氧化硅膜；

8.如权利要求7所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述正面氧化硅膜的折射率为1.52～1.56，其厚度为3～7nm。

9.如权利要求1所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述正面氧化硅膜通过PECVD法形成。

10.如权利要求1所述的高双面率的太阳能电池，其特征在于，所述背面氧化硅膜通过热氧法形成。