專利名稱：一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
晶體硅太陽電池是把光能轉(zhuǎn)換為電能的光電子器件。它的光電轉(zhuǎn)換效率定義為總 輸出功率與入射到太陽電池表面的太陽光總功率的比值。為提高晶體硅太陽能電池的光電 轉(zhuǎn)換效率，應(yīng)減少電池表面光的反射損失，增加光的透射。目前主要采用兩種方法(1)將 電池表面腐蝕成絨面，增加光在電池表面的入射次數(shù)；(2)在電池表面鍍一層或多層光學(xué) 性質(zhì)匹配的減反射膜.減反射膜的制作直接影響著太陽電池對(duì)入射光的反射率，對(duì)太陽電 池效率的提高起著非常重要的作用。對(duì)于減反射膜的要求具有減反射的同時(shí)最好具有一 定的鈍化效果，以提高光電轉(zhuǎn)換效率。目前已大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的是在晶體硅太陽能電池表面 PECVD —層氮化硅減反射膜，具有較低減反射效果的同時(shí)具有一定的鈍化效果。然而氮化硅 減反射膜硅太陽能電池的反射率還不是很低，如何進(jìn)一步降低反射率成為一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其能夠有效地減 反射的同時(shí)和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效應(yīng)，可以提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制 作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為1 5-50 0.5-10 0.001-1 0-0. 2的正硅酸四乙 酯、無水乙醇、去離子水、36. 5襯％濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋， 將正硅酸四乙酯和無水乙醇混合，攪拌加熱至20-100°C，分5-10次加入稀釋的鹽酸溶液， 待溫度穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌60 180分鐘，冷卻，加入有機(jī)添加物，攪拌溶解，封閉陳化得到溶 膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方 法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂 制備二氧化硅膜，其中噴涂速度為1 50ml/min，噴涂時(shí)間為1 30s，噴涂溫度為20 2000C，二氧化硅膜厚度為30 200nm，將得到的二氧化硅膜在200 600°C熱處理1_30分 鐘，在二氧化硅膜上印刷正反面電極、背場(chǎng)，烘干，在800-1000°C燒結(jié)5-120秒。進(jìn)一步地，所述第一步中的有機(jī)添加物優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑KH-560、十六烷基三甲 基溴化銨、N，N-二甲基甲酰胺和聚乙二醇之中的一種以上。本發(fā)明的主要有益效果在于(1)制備過程簡(jiǎn)單方便、費(fèi)用低廉；(2)雙層膜具有硬度高、耐摩擦、穩(wěn)定性好，能夠有效地保護(hù)硅太陽能電池；(3)太陽能電池表面光反射率更低，在光譜范圍300nm-1200nm之間的反射率與未涂敷相比降低10%以上；(4)太陽能電池片的功率更高。經(jīng)在氮化硅膜表面涂敷雙層膜后，光電轉(zhuǎn)換效率與未涂敷相比提高以上；(5)雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收進(jìn)一步提高。


圖1為晶體硅太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1如圖1所示，為晶體硅太陽能電池雙層減反射膜結(jié)構(gòu)圖，所述的晶體硅太陽能電 池由柵線1、SiO2減反射膜2、SixNy :H減反射膜3、N型Si4和P型基體Si5組成。其制備方法如下第一步量取摩爾比為1 5 0.5 0.001的正硅酸四乙酯、無水乙醇、去離子 水、36. 5襯％濃度的鹽酸，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸四乙酯和無水乙醇混合， 攪拌加熱至20°C，把稀釋的鹽酸溶液分5次加入上述溶液中，待溫度穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌60分 鐘，冷卻，攪拌溶解，封閉陳化得到溶膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方 法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制 備二氧化硅膜，其中噴涂速度為lml/min，噴涂時(shí)間為ls，噴涂溫度為20°C，二氧化硅膜厚 度為30nm，將得到的二氧化硅膜在200°C熱處理30分鐘，再印刷正反面電極、背場(chǎng)，烘干，在 800°C燒結(jié)120秒。本實(shí)施例所制備的雙層膜硅太陽能電池的可見光反射率比正常電池片低10%以 上；其電池的功率提高以上；量子效率測(cè)試表明，其雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收 進(jìn)一步提高。實(shí)施例2一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為1 50 10 1 0.2的正硅酸四乙酯、無水乙醇、去離 子水、36. 5wt%濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸四乙酯和 無水乙醇混合，攪拌加熱至100°C，把稀釋的鹽酸溶液分10次加入上述溶液中，待溫度穩(wěn)定 后繼續(xù)攪拌180分鐘，冷卻，加入有機(jī)添加物硅烷偶聯(lián)劑KH-560，攪拌溶解，封閉陳化得到 溶膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方 法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制 備二氧化硅膜，其中噴涂速度為50ml/min，噴涂時(shí)間為30s，噴涂溫度為200°C，二氧化硅膜 厚度為200nm，將得到的二氧化硅膜在600°C熱處理1分鐘，再印刷正反面電極、背場(chǎng)，烘干， 在1000°C燒結(jié)5秒。本實(shí)施例所制備的雙層膜硅太陽能電池的可見光反射率比正常電池片低10%以上；其電池的功率提高以上；量子效率測(cè)試表明，其雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收 進(jìn)一步提高。實(shí)施例3一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為1 50 10 1 0.2的正硅酸四乙酯、無水乙醇、去離子水、36. 5wt%濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸四乙酯和 無水乙醇混合，攪拌加熱至100°C，把稀釋的鹽酸溶液分10次加入上述溶液中，待溫度穩(wěn)定 后繼續(xù)攪拌180分鐘，冷卻，加入有機(jī)添加物摩爾比為1 1 1的十六烷基三甲基溴化銨、 N，N-二甲基甲酰胺、聚乙二醇，攪拌溶解，封閉陳化得到溶膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方 法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制 備二氧化硅膜，其中噴涂速度為50ml/min，噴涂時(shí)間為30s，噴涂溫度為200°C，二氧化硅膜 厚度為200nm，將得到的二氧化硅膜在600°C熱處理5分鐘，再印刷正反面電極、背場(chǎng)，烘干， 在850°C燒結(jié)100秒。本實(shí)施例所制備的雙層膜硅太陽能電池的可見光反射率比正常電池片低10%以 上；其電池的功率提高以上；量子效率測(cè)試表明，其雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收 進(jìn)一步提高。實(shí)施例4一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為0. 1 20 0. 2 0.01 0. 006的正硅酸四乙酯、乙醇、去 離子水、36. 5wt%濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸四乙酯 和無水乙醇混合，攪拌加熱至50°C，把稀釋的鹽酸溶液分10次加入上述溶液中，待溫度穩(wěn) 定后繼續(xù)攪拌60分鐘，冷卻至20°C，加入摩爾比為1 5的有機(jī)添加物硅烷偶聯(lián)劑KH-560 和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌溶解，封閉陳化1天得到溶膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方 法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制 備二氧化硅膜，其中噴涂速度為20ml/min，噴涂時(shí)間為20s，噴涂溫度為80°C，二氧化硅膜 厚度為200nm，將得到的二氧化硅膜在300°C熱處理20分鐘，在二氧化硅膜上印刷正反面電 極、背場(chǎng)，烘干，在90(TC燒結(jié)80秒。本實(shí)施例所制備的雙層膜硅太陽能電池的可見光反射率比正常電池片低10%以 上；其電池的功率提高以上；量子效率測(cè)試表明，其雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收 進(jìn)一步提高。實(shí)施例5一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為0. 1 10 0.3 0.02 0. 012的正硅酸四乙酯、乙醇、 去離子水、36. 5襯％濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸四乙 酯和無水乙醇混合，攪拌加熱至20°C，把稀釋的鹽酸溶液分10次加入上述溶液中，待溫度 穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，冷卻至20°C，加入摩爾比為1 5的有機(jī)添加物硅烷偶聯(lián)劑KH-560 和N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，攪拌溶解，封閉陳化1天得到溶膠；
第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制 備二氧化硅膜，其中噴涂速度為15ml/min，噴涂時(shí)間為30s，噴涂溫度為100°C，二氧化硅膜 厚度為200nm，將得到的二氧化硅膜在350°C熱處理30分鐘，在二氧化硅膜上印刷正反面電 極、背場(chǎng)，烘干，在950°C燒結(jié)50秒。本實(shí)施例所制備的雙層膜硅太陽能電池的可見光反射率比正常電池片低10%以 上；其電池的功率提高以上；量子效率測(cè)試表明，其雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收 進(jìn)一步提高。實(shí)施例6一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為0. 1 30 0. 3 0.05 0. 016的正硅酸四乙酯、無水乙 醇、去離子水、36. 5wt%濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸 四乙酯和無水乙醇混合，攪拌加熱至20°C，把稀釋的鹽酸溶液分10次加入上述溶液中，待 溫度穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，冷卻至20°C，加入摩爾比為1 10 5的有機(jī)添加物聚乙二 醇、DMF與CTAB，攪拌溶解，封閉陳化1天得到溶膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方 法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制 備二氧化硅膜，其中噴涂速度為30ml/min，噴涂時(shí)間為40s，噴涂溫度為200°C，二氧化硅膜 厚度為200nm，將得到的二氧化硅膜在400°C熱處理40分鐘，在二氧化硅膜上印刷正反面電 極、背場(chǎng)，烘干，在900°C燒結(jié)20秒。本實(shí)施例所制備的雙層膜硅太陽能電池的可見光反射率比正常電池片低10%以 上；其電池的功率提高以上；量子效率測(cè)試表明，其雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收
進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求
一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為第一步量取摩爾比為1∶5-50∶0.5-10∶0.001-1∶0-0.2的正硅酸四乙酯、無水乙醇、去離子水、36.5vol％濃度的鹽酸和有機(jī)添加物，將鹽酸加到去離子水中稀釋，將正硅酸四乙酯和無水乙醇混合，攪拌加熱至20-100℃，分5-10次加入稀釋的鹽酸溶液，待溫度穩(wěn)定后繼續(xù)攪拌60～180分鐘，冷卻，加入有機(jī)添加物，攪拌溶解，封閉陳化得到溶膠；第二步用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法在晶體硅太陽能電池基片上形成氮化硅膜，采用第一步制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制備二氧化硅膜，其中噴涂速度為1～50ml/min，噴涂時(shí)間為1～30s，噴涂溫度為20～200℃，二氧化硅膜厚度為30～200nm，將得到的二氧化硅膜在200～600℃熱處理1-30分鐘，在二氧化硅膜上印刷正反面電極、背場(chǎng)，烘干，在800-1000℃燒結(jié)5-120秒。
2.如權(quán)利要求1所述的一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，所述 第一步中的有機(jī)添加物為硅烷偶聯(lián)劑KH-560、十六烷基三甲基溴化銨、N，N-二甲基甲酰胺 和聚乙二醇之中的一種以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池雙層膜的制作方法，其特征在于，具體步驟為將正硅酸四乙酯和乙醇混合，攪拌加熱，把稀釋的鹽酸溶液加入上述溶液中，冷卻，加入有機(jī)添加物，攪拌溶解，封閉陳化得到溶膠；用常規(guī)方法制備晶體硅太陽能電池基片，用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法形成氮化硅膜，采用制得的溶膠在氮化硅膜上噴涂制備二氧化硅膜，將得到的二氧化硅膜在200～600℃熱處理，印刷正反面電極、背場(chǎng)，烘干，燒結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是太陽能電池表面光反射率更低；太陽能電池片的功率更高；雙層膜電池在短波與長(zhǎng)波方面吸收進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)H01L31/0216GK101814548SQ20091004633
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者何濤, 孔慧, 熊勝虎, 郭明星, 郭愛娟, 郭群超 申請(qǐng)人:上海交大泰陽綠色能源有限公司