氧化硅-氮化硅复合减反层在黑硅PERC太阳电池上的应用-张树德-腾晖光伏.pdf

氧化硅 -氮化硅复合减反层在 黑硅 PERC太阳电池上的应用 2018 For A Better World Environment and Future 张树德 苏州腾晖光伏技术有限公司 苏州腾晖光伏技术有限公司 www.talesun.com 全球员工数量多达 5,000 名 雇员来自欧洲、美洲、亚洲等全球各个地区。 成立于 2010 年 腾晖光伏是中利集 团 (SZ:002309)控 股子公 司， 中 利集团有 着 30年 稳健经营历史。 18 家附属公司 运营业务涵盖太阳能电池、组件、电站开发 、 EPC总 包 以及交钥匙系统解决方案。 170 亿人民币总资产 腾晖光伏拥有充足的资本及稳健的财务状况。 目录 1. 背景 2. 软件模拟 3. 实验结果 4. 总结 1. 背景 金刚线切片 降低成本 单晶硅片 多晶硅片 2015年 已全面应用 制绒问题 反射率高 黑硅制绒 减小反射率 添加剂 直接制绒 2017年 迎来爆发 增大比表面积 1. 背景 注： Jihun Oh, Hhih Yuan, Howard M. Branz, Nature Nanotechnology 7, 743–748 (2012).  比表面积越大，有效表面复合速率越大。 Rsheet (I) = 55 Ω/sq、 Rsheet (II) = 123 Ω/sq、 Rsheet (III) = 235 Ω/sq  比表面积越大，有效少子寿命越小。 注： Jihun Oh, Hhih Yuan, Howard M. Branz, Nature Nanotechnology 7, 743–748 (2012). 扩孔  扩孔时间延长，比表面积减小，加权平均 反射率增大。 1. 背景  考虑到表面复合和少子寿命，工业量产的湿法黑硅 WAR一般约为 20%。 工业量产的湿法黑硅： WAR = 19.54% 1. 背景 ① 绒面 减小绒面尺寸（表面复合问题？）  减小电池反射率方法： ② 减反层 调整折射率变化 SiOx-SiNy 复 合减反层 1. 背景 空气 n=1 硅 n=3.42 过渡平滑  SunSolve模拟湿法黑硅绒面： 2. 软件模拟 湿法黑硅绒面 模拟结果与 实际吻合  SunSolve模拟黑硅 PERC电池： 2. 软件模拟 将顶层 SiNx替换为 SiOx (n=1.5）  SunSolve模拟黑硅 PERC电池： 2. 软件模拟  短波段 SiOx-SiNy复合减反层反射率有明显优势。  随着氧化硅厚度增大，长波段反射率降低。 平滑 3. 实验结果 膜厚 测试值 折射率 测试值 SiNx 82.4nm 2.0518 SiOx-SiNy 83.0nm 1.9950  短波段 SiOx-SiNy复合减反层反射率有明显优势。  复合减反层改善短波段外量子效率。  复合减反层整体折射率更低 。  SiOx-SiNx复合减反层在 PECVD一步工序完成 ： 3. 实验结果 SiOx-SiNy复合减反 层： Isc提高 47mA Voc提高 0.4mV FF下降 0.16% Eff提高 0.07% 减反层 Isc (A) Voc (V) FF (%) Eff (%) 平均值 SiNx 9.429 0.6586 80.12 20.25 SiO x-SiNy 9.473 0.6592 79.94 20.32 中位值 SiNx 9.431 0.6589 80.17 20.25 SiO x-SiNy 9.478 0.6593 80.01 20.32 9 .5 5 9 .5 0 9 .4 5 9 .4 0 9 .3 5 S i O x - S i N xS i N x 0 .6 6 5 0 .6 6 0 0 .6 5 5 S i O x - S i N xS i N x 8 0 .5 8 0 .0 7 9 .5 7 9 .0 2 0 .6 2 0 .4 2 0 .2 2 0 .0 1 9 .8 I s c C 1 V o c F F E f f 9 .4 7 8 9 .4 3 1 0 .6 5 9 3 0 .6 5 8 9 8 0 .0 1 8 0 .1 7 2 0 .3 2 2 0 .2 5 电 性 能 箱 线 图 3. 实验结果 9 .5 79 .5 49 .5 19 .4 89 .4 59 .4 29 .3 99 .3 6 1 6 1 2 8 4 0 0 .6 6 40 .6 6 20 .6 6 00 .6 5 80 .6 5 60 .6 5 4 3 0 0 2 0 0 1 0 0 0 8 0 .48 0 .17 9 .87 9 .57 9 .27 8 .9 3 2 1 0 2 0 .5 52 0 .4 02 0 .2 52 0 .1 01 9 .9 51 9 .8 0 4 3 2 1 0 9 .4 2 9 0 .0 2 4 8 3 2 1 0 9 .4 7 3 0 .0 4 3 5 2 2 5 6 均 值 标 准 差 N I s c 0 .6 5 8 6 0 .0 0 2 2 7 8 2 1 0 0 .6 5 9 2 0 .0 0 1 9 5 4 2 5 6 均 值 标 准 差 N V o c 8 0 .1 2 0 .2 3 1 2 2 1 0 7 9 .9 4 0 .2 4 4 3 2 5 6 均 值 标 准 差 N F F 2 0 .2 5 0 .1 3 0 8 2 1 0 2 0 .3 2 0 .1 5 1 0 2 5 6 均 值 标 准 差 N E f f I cs V co F F E ff S 1C xNiS-xOiS xNi 电 布分能性  SiOx-SiNy复合减反层的短路电流分布较宽，可进一步优化。 3. 实验结果 SiNx SiOx-SiNy 10mV以 上占 1.18%，平均 3.4mV 10mV以上占 13.06%，平 均 6.1mV  复合减反层电池的 FF略有下降可能与电极接触电阻增大有关。  Corescan： 4. 总结 ① SiOx-SiNy复合减反层在湿法黑硅基础上进一步减小短波段反射率，改 善短波段光谱响应，提高短路电流密度和光电转换效率。 ② SiOx-SiNy复 合减反 层可在 PECVD一步工序完成，仅需笑气改造。 ③ SiOx-SiNy复 合减反 层可能会带来电极接触问题。 Thanks a lot！