（国家电投集团西安太阳能电力有限公司 陕西西安 710199）
摘要：晶硅太阳能电池的表面钝化一直是设计和优化的重中之重。从早期的仅有背电场钝化，到正面氮化硅钝化，再到背面引入诸如氧化硅、氧化铝、氮化硅等介质层的钝化局部开孔接触的 PERC/PERL设计。
关键词：背钝化；电性能
Abstract：Surface passivation of crystalline silicon solar cells has always been a top priority in design and optimization.From the earlier PERC / PERL designs，which were only passivated by back-electric fields，passivated with front-side silicon nitride passivation，and passivated topically-open-cell contacts to the backside with dielectric layers such as silicon oxide，aluminum oxide，silicon nitride and the like.
Keywords：Back-passivation Electrical properties
0引言
PERC（背钝化发射极和背面电池）电池结构是从常规铝背场电池（BSF）结构自然衍生而来。BSF电池具有先天的局限性，随着业界对电池提效的关注愈来愈高，这种局限性越发明显。应用于常规BSF电池背表面的金属铝膜层中，复合速度无法降至200cm/s以下。到达铝背层的红外辐射光只有60%-70%能被反射回去。通过在电池背面附上介质钝化层，可大大减少这种光电损失，这就是PERC电池的工作原理。这个概念仅针对电池背面进行了优化，尤其是降低了光伏电池背面的复合损失与电池正面无关。
钝化可以通过两种互补的方式完成-大幅度肖减某一电极载流子到达表层，以及通过饱和和悬空键来弱化介面电子态。后者又可通过两种方式完成：较简单一种是饱和表面悬空键，方法是提供一个使原子拥有足够时间和能量以令其能量值达到饱悬挂键最佳状态的表层；另一种是沉积高氢介质膜，并在随后的加热过程中将氢释放出来，氢填补了悬空键的空穴，从而令其失去活性。以上钝化机制叫做化学钝化法。还有一种钝化机制称为场效应钝化，是指在表面附近营造一片电场，以排斥相同极性的载流子。这可以通过降低高表面浓度的掺杂密度来实现。
利用原子层沉积（Atomic layer Deposition，ALD）技术或PECVD技术制备的Al2O3来对P型晶硅电池的表面进行钝化是近年来提出的一种新型钝化技术。R.Hezel 等报道了通过三异丙醇铝（alumimium-tri-isopropoxide）高温分解生长的Al2O3展现出良好钝化特性。随着ALD 技术的发展，B.Boex 等通过对利用等离子体辅助ALD 沉积的Al2O3钝化后晶硅表面复合速率的分析发现其表面复合速率低于13 cm/s，对Al2O3 的钝化作用给予进一步证明。另一方面，G.Dingemans 等通过分析Al2O3在高温下的钝化效果发现还具有良好的稳定性，且采用Al2O3钝化制备的p型及n型电池也均获得了较高的效率。为说明Al2O3对晶硅电池的钝化作用，本文通过对比不同厚度的氧化铝膜厚的电性能，寻求最合适的氧化铝膜厚。
1 实验内容
制绒→扩散→刻蚀→PERC→正面镀膜→激光刻槽→丝网印刷→测试分选
实验采用的硅片为p 型<100>Cz 硅，厚度为200±20um，实验使用正常产线硅片，其余各工序工艺不发生变化，进行perc工艺实验。
调节不同厚度的Al2O3厚度，研究其电性能参数。
2 结论
从上表可以看出随着Al2O3膜厚的增加效率、开压呈衰减趋势。
氧化铝膜在较薄时好些，如机械强度、抗起泡度等。这意味着氧化铝膜的厚度必须足够薄，但又不能降低其光学性能。因此通过本实验验证，在氧化铝膜厚度为20nm时，最适合本产线的生产要求。
论文作者:倪玉凤,杨爱静
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
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