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 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入射光的反射率，對太陽電 池效率的提高起著非常重要的作用。對于減反射膜的要求具有減反射的同時最好具有一 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 反射的同時和波長轉(zhuǎn)換效應，可以提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。為了達到上述目的，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，用等離子增強化學氣相淀積方 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，烘干，在800-1000°C燒結(jié)5-120秒。進一步地，所述第一步中的有機添加物優(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)制備過程簡單方便、費用低廉；(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波方面吸收進一步提高。
圖1為晶體硅太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。實施例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，用等離子增強化學氣相淀積方 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，烘干，在 800°C燒結(jié)120秒。本實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；量子效率測試表明，其雙層膜電池在短波與長波方面吸收 進一步提高。實施例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，用等離子增強化學氣相淀積方 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，烘干， 在1000°C燒結(jié)5秒。本實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；量子效率測試表明，其雙層膜電池在短波與長波方面吸收 進一步提高。實施例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，用等離子增強化學氣相淀積方 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，烘干， 在850°C燒結(jié)100秒。本實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；量子效率測試表明，其雙層膜電池在短波與長波方面吸收 進一步提高。實施例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，用等離子增強化學氣相淀積方 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，烘干，在90(TC燒結(jié)80秒。本實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；量子效率測試表明，其雙層膜電池在短波與長波方面吸收 進一步提高。實施例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，冷卻至20°C，加入摩爾比為1 5的有機添加物硅烷偶聯(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，用等離子增強化學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，烘干，在950°C燒結(jié)50秒。本實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；量子效率測試表明，其雙層膜電池在短波與長波方面吸收 進一步提高。實施例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，冷卻至20°C，加入摩爾比為1 10 5的有機添加物聚乙二 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，用等離子增強化學氣相淀積方 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，烘干，在900°C燒結(jié)20秒。本實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；量子效率測試表明，其雙層膜電池在短波與長波方面吸收
進一步提高。
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，用等離子增強化學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，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，用等離子增強化學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，烘干，燒結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點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波方面吸收進一步提高。
文檔編號H01L31/0216GK101814548SQ20091004633
公開日2010年8月25日 申請日期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 申請人:上海交大泰陽綠色能源有限公司