專利名稱：一種太陽能電池的多層減反膜以及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，具體地說，涉及的是一種太陽能電池的多層減反膜 以及其制作方法，屬于太陽能制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
早期的太陽能電池生產(chǎn)中一般使用TiO2作為光學減反膜。但TiO2對硅材料沒有 鈍化作用，使用TiO2作為減反膜的太陽能電池的開路電壓較低，效率難以提高。因此漸漸 地被同時具有很好減反效果和鈍化作用的SiNx減反膜所取代。因此在目前的太陽能電池 生產(chǎn)中大多使用SiNx作為減反膜。但SiNx減反膜生產(chǎn)成本較高，而且使用SiNx作為減反 膜的組件在封裝之后的反射率較高。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00910303615. 0，名稱為一種晶硅太陽能電池雙層減 反膜及其制備方法的發(fā)明專利，該專利自述為“本發(fā)明公開了一種晶硅太陽能電池雙層減 反膜及其制備方法，其特征在于，依次由疏松層TiO2薄膜、致密層TiO2薄膜和SiO2鈍化層 組成；所述的SiO2鈍化層處于致密層TiO2薄膜和硅基襯底之間。制備方法包括以下步驟 在硅基襯底正表面上依次沉積一層致密層TiO2薄膜和一層疏松層TiO2薄膜；電極銀漿印刷 后，經(jīng)400°C 900°C的常規(guī)燒結(jié)，在硅襯底與致密TiO2界面處生成SiO2鈍化層。本發(fā)明中 Ti02/Ti02準雙層減反膜通過改變沉積條件一次完成，在工藝和設(shè)備上得到優(yōu)化，且比單層 減反膜具有更好的減反射效果。”該專利雖然有一定的改善，但是還無法達到理想的效果。為了降低太陽能電池的生產(chǎn)成本，很有必要制作出一種生產(chǎn)成本低，工藝簡單的， 但又同時具有鈍化作用的減反膜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種太陽能電池的多層減反 膜以及其制作方法，使TiO2為基礎(chǔ)的減反膜具有鈍化作用，同時又能兼顧組件封裝后的減 反效果。為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所述的太陽能電池的多層減反膜，包括SiO2膜以及減 反膜，所述SiO2膜設(shè)置在太陽能電池窗口層上，所述減反膜設(shè)置在SiO2膜上，其中所述 SiO2膜厚度為5 40nm ；所述減反膜厚度為50 lOOnm，并且折射率在2. 3 2. 4左右。進一步的，所述減反膜為透光膜。進一步的，所述減反膜可以采用Ti02/Si02雙層膜，也可以是MgF/Ti02/Si02，或者 SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 等多層膜的形式。進一步的，所述減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝。本發(fā)明上述的太陽能電池的多層減反膜的制作方法，具體為在太陽能電池窗口 層(電池的P+或者N+)生長一層5 40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉積50 IOOnm 的減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝。該層減反膜是折射率在2. 3 2. 4 左右的透光膜。
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采用這種結(jié)構(gòu)的原因是，封裝后的太陽能電池的減反膜(一般而言是一層SiNx) 是夾在窗口層(電池的P+或者N+)上和EVA之間的一種三明治結(jié)構(gòu)。從光學原理考慮，對 于單層減反膜，當^1Cl1 = λ時，反射率有最小值κ =
H1 +η0η2其中I^d1分別為減反膜的折射率和厚度，Iitl為空氣或玻璃的折射率，H2為襯底的 折射率，λ為減反膜的中心波長。從上式可以看出當Il1 二 W時反射率最小。晶體硅的 折射率為η2 = 3. 9，封裝材料(玻璃或EVA)的折射率Iitl = 1.46,則Ii1 = 2. 38時反射率R =0。工業(yè)應(yīng)用中多采用的SiNx薄膜的折射率在封裝之后因折射率一般為2. 0左右，不能 達到最佳的減反效果。而TiO2的折射率一般為2. 3，與最佳減反膜的折射率較為匹配，但是 TiO2的僅有減反效果而無鈍化效果，因此加上一層很薄的SiO2起到彌補TiO2鈍化的作用。 采用這種新型減反膜在封裝之后可以取得很好的減反射和鈍化效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明采用SiO2加TiO2或其它折射率在 2. 3-2. 4左右的單層或多層光學減反膜，使TiO2為基礎(chǔ)的減反膜具有鈍化作用，同時又能 兼顧組件封裝后的減反效果。本發(fā)明能夠?qū)ふ倚碌募夹g(shù)途徑代替當前工業(yè)常用的SiNx單 層減反膜，采用上述多層膜結(jié)構(gòu)，同時實現(xiàn)光學匹配和電學鈍化作用，減反鈍化效果可以與 SiNx媲美。而且該多層膜結(jié)構(gòu)的制備工藝簡單，設(shè)備造價低，是一種比較理想的結(jié)構(gòu)。
圖1為本發(fā)明一具體實施例中太陽能電池的多層減反膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中太陽能電池窗口層1，3102膜2，減反膜33乂八4。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不 用于限定本發(fā)明的保護范圍。實施例1如圖1所示，本發(fā)明提供一種太陽能電池的多層減反膜，包括SiO2膜2以及減反 膜3，所述SiO2膜2設(shè)置在太陽能電池窗口層1上，所述減反膜3設(shè)置在SiO2膜2上，其中 所述SiO2膜2厚度為5 40nm ；所述減反膜3厚度為50 lOOnm，并且為折射率在2. 3 2. 4左右的透光膜。所述減反膜3可以采用Ti02/Si02雙層膜，也可以是MgF/Ti02/Si02，或者SiC/Ti02/ Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02等多層膜的形式。本實施例中，如圖1所示，減反膜3 為雙層膜的形式。所述減反膜3上面覆蓋EVA 4。EVA是一種塑料物料，由乙烯(E)及乙烯基醋酸鹽 (VA)所組成。在太陽能電池窗口層(電池的P+或者N+)生長一層5 40nm厚度的SiO2膜，再 在SiO2膜上沉積50 IOOnm的減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA 4和玻璃封裝。該 層減反膜是折射率在2. 3 2. 4左右的透光膜。實施例2
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實施例1所述太陽能電池的多層減反膜的制作方法當硅片進行完正常的制絨，擴散，洗磷等太陽能電池制備工藝后，采用熱氧化或者 溶膠-凝膠的方法，在太陽能電池的窗口層即電池的N+生長一層5 40nm厚度的SiO2膜。 然后在SiO2膜上沉積50 IOOnm的減反膜。之后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝， 該封裝工藝為常用的工藝。本實施例中，所述減反膜是折射率在2. 3左右的透光膜，可以采用的是Ti02/Si02 雙層膜，如圖1中所示。實施例3實施例1所述太陽能電池的多層減反膜的制作方法當硅片進行完正常的制絨，擴散，洗磷等太陽能電池制備工藝后，采用熱氧化或者 溶膠-凝膠的方法，在太陽能電池的窗口層即電池的P+生長一層5 40nm厚度的SiO2膜。 然后在SiO2膜上沉積50 IOOnm的減反膜。之后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝， 該封裝工藝為常用的工藝。本實施例中，所述減反膜是折射率在2. 4左右的透光膜，為了達到最佳光學匹配， 采用的是多層膜的形式，為 MgF/Ti02/Si02、SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 等中的一種。本發(fā)明中，采用上述太陽能電池多層減反膜結(jié)構(gòu)的理論依據(jù)是，封裝后的太陽能 電池的減反膜(一般而言是一層SiNx)是夾在窗口層(電池的P+或者N+)上和EVA之間的 一種三明治結(jié)構(gòu)。從光學原理考慮，對于單層減反膜，當如乩=λ時，反射率有最小值Κ =
W1 + 0 2其中ni，d工分別為減反膜的折射率和厚度，n0為空氣或玻璃的折射率，n2為襯底 的折射率，λ為減反膜的中心波長。從上式可以看出當Il1 二)^時反射率最小。晶體硅的 折射率為η2 = 3. 9，封裝材料(玻璃或EVA)的折射率Iitl = 1.46,則Ii1 = 2. 38時反射率R =0。工業(yè)應(yīng)用中多采用的SiNx薄膜的折射率在封裝之后因折射率一般為2. 0左右，不能 達到最佳的減反效果。而TiO2的折射率一般為2. 3，與最佳減反膜的折射率較為匹配，但是 TiO2的僅有減反效果而無鈍化效果，因此加上一層很薄的SiO2起到彌補TiO2鈍化的作用。 采用這種新型減反膜在封裝之后可以取得很好的減反射和鈍化效果。而且該種結(jié)構(gòu)減反膜 的制備工藝簡單，設(shè)備造價低，但減反鈍化效果可以與SiNx媲美。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于包括SiO2膜以及減反膜，所述SiO2膜 設(shè)置在太陽能電池窗口層上，所述減反膜設(shè)置在SiO2膜上，其中所述SiO2膜厚度為5 40nm ；所述減反膜厚度為50 lOOnm，并且是折射率為2. 3 2. 4的透光膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于所述減反膜是 Ti02/Si02 雙層膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于所述減反膜是 MgF/Ti02/Si02、SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 多層膜的形式中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于所述減反膜上 面覆蓋EVA和玻璃封裝。
5.一種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的多層減反膜的制作方法，其特征在于在所 述太陽能電池窗口層生長一層5 40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉積50 IOOnm的 減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝，該層減反膜是折射率在2. 3 2. 4左右 的透光膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能電池的多層減反膜的制作方法，其特征在于所述太 陽能電池窗口層是指電池的P+或者N+。
全文摘要
本發(fā)明公開一種太陽能電池的多層減反膜以及其制作方法，具體為在太陽能電池窗口層生長一層5～40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉積50～100nm的減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝。該層減反膜是折射率在2.3～2.4左右的透光膜。本發(fā)明使TiO2為基礎(chǔ)的減反膜具有鈍化作用，同時又能兼顧組件封裝后的減反效果，能夠代替當前工業(yè)常用的SiNx單層減反膜，減反鈍化效果可以與SiNx媲美。而且該多層膜結(jié)構(gòu)的制備工藝簡單，設(shè)備造價低，是一種比較理想的結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L31/0216GK102005485SQ20101050487
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者朱軍 申請人:浙江首科科技有限公司