CN101969087B - 一种提高太阳能电池效率的方法 - Google Patents
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Abstract
该发明涉及一种提高太阳能电池效率的方法，属于太阳能电池领域。本发明利用掩膜的方式，对成品太阳能电池受光面的电极区域进行覆盖和保护，然后在原有减反射膜的上表面，再制备单层或多层减反射膜，制备后将电极区域的掩膜移除。本发明不影响现有的常规太阳能电池生产工艺，且可直接与现有工艺衔接，对太阳能电池成品的性能进行再提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制作方法。具体地，本发明涉及一种提高栅线电极及减反射膜都在受光面的太阳能电池成品转化效率的方法。
背景技术
太阳能电池通过在受光面制作减反射膜，降低电池片表面的光反射，提高太阳光利用率。目前可用来制备减反膜的材料有：MgF2、SiO2、Al2O3、SiO、Si3N4、TiO2、Ta2O5、ZnS等，通过利用不同材料的折射率和厚度搭配，降低反射率。在优化的基础上，多层膜的减反射效果更理想，但因目前多层减反射膜的制作成本仍较高，大部分太阳能电池生产仍采用单层膜制作技术。例如，晶体硅太阳能电池一般利用PECVD技术沉积Si3N4材料作为单层减反射膜。单层减反射膜技术由于采用单种材料，折射率及其光谱响应性能固定，即便采用最优厚度制备，对于光谱的减反射作用仍主要集中在某一波段，减反射效果比较局限，要使整个光谱的综合减反射效果更好，则需增加减反射膜的数量，可通过不同减反射膜的相互匹配优化光谱利用效率，之前国外有报道采用SiO2与Si3N4组合、MgF2与ZnS组合、SiO2与TiO2组合等制作双层减反射膜的方法，都是该方法的体现。但目前所报道的多层膜制作方法，均是在太阳能电池片制作过程中的减反膜制作工序，通过连续镀膜实现的(常规太阳能电池的制作工艺如图1所示，一般包括制绒、扩散、刻蚀、去PSG、减反射膜、丝网印刷、烧结等工序)。如果采用该技术路线，即在单层减反射膜上再制作其它减反射膜，然后再烧结，则经常会出现太阳能电池性能与目前烧结工艺难以匹配，必须对烧结工艺重新进行优化，才能使电池性能最优，增加了技术复杂性；并需要配置整条太阳能电池生产线，才能完成多层减反射膜电池能电池成品的制作，设备成本及生产运行成本高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于：提供一种提高太阳能电池光电转换效率的制作方法。其优点在于，所用工艺不需对现有的生产工艺进行改变，可直接对太阳能电池成品，进行减反膜的再制备和优化，不仅适用于单层减反射膜的产品，对已经制作多层减反射膜的太阳能电池成品，也可进行产品性能的进一步优化。
本发明的技术方案为：
一种提高太阳能电池效率的方法，包括以下步骤：
步骤一、对太阳能电池成品表面进行清洁；
步骤二、选用能承受步骤三的工艺条件而不产生损坏的材质作为掩膜，制备与电池片电极主栅线长度、宽度相同的掩膜，完全覆盖电池片受光面电极主栅线；
步骤三、将电池片进行减反射膜制备，使整个电池受光面覆盖一层或多层和原有减反膜材质不同的减反射膜；
步骤四、如果掩膜为金属焊接方式覆盖，直接进入步骤五；如果掩膜为非焊接方式覆盖，则将步骤三制备好减反射膜的太阳能电池片去除掩膜，之后再进行步骤五；
步骤五、对去除掩膜后的太阳能电池表面进行清洁。
在本发明的较佳实施例中，步骤一所述的太阳能电池成品表面覆盖有一层或多层减反射膜。
在本发明的较佳实施例中，步骤一所述的太阳能电池产品为多晶硅或单晶硅太阳能电池产品。
在本发明的较佳实施例中，所述掩膜的材质包括有机膜、无机膜、金属。其选用原则为能承受步骤三的工艺条件而不产生损坏的材质。
在本发明的较佳实施例中，所述的有机膜包括：聚酰亚胺胶布、铁氟龙胶布、玻璃纤维胶布、聚氯乙烯胶布，聚酯胶布等。
在本发明的较佳实施例中，所述的无机膜包括：SiO2、Si3N4、Al2O3等。
在本发明的较佳实施例中，所述的金属包括：铜镍合金、不锈钢合金、铜锌合金、铝合金等。
在本发明的较佳实施例中，所述掩膜和电极主栅线的贴合方法包括粘合、焊接、直接遮盖等。
在本发明的较佳实施例中，步骤三所述的减反设膜的材料为MgF2、SiO2、Al2O3、SiO、Si3N4、TiO2、Ta2O5或ZnS，厚度为1-300nm。
本发明的方法，直接对已有覆盖减反膜的太阳能电池成品，进行减反膜的再制备和优化，通过本方法所实现的电池片，可较原有太阳能电池的效率得到再一步提升，适用于单层或多层减反射膜的产品；和现有多层减反膜制备方法相比，本发明所涉及的方法独立于现有太阳能电池生产工艺，不影响现有太阳能电池片的生产，又可直接衔接太阳能电池的现有工艺，对已有太阳能电池成品实现再加工，适用性强，用于实现该工艺所需配置设备少、成本低。
附图说明
图1为常规工艺示意图；
图2为本发明工艺示意图；
图3为太阳能电池受光面的示意图；
图4为本发明电极线掩膜覆盖结构示意图
图5为本发明进行减反射膜处理后的结构示意图
图6为本发明去除掩膜后的结构示意图
图中，1-电池片基底；2-电极线；3-掩膜；4-减反射膜
具体实施方式
下面结合附图和具体实施步骤对本发明进行进一步说明：
本方案主要按掩膜的材质及覆盖方式分为技术方案1(掩膜为不能用于太阳能组件电池片电极焊接的有机物或无机物)及技术方案2(掩膜为可用于太阳能组件电池片电极焊接的导电金属，且采用焊接方式)，如图2所示。
技术方案1：
步骤一用酒精对太阳能电池成品表面进行清洁。
步骤二制备与电池片电极主栅线长度、宽度相同的掩膜，完全覆盖电池片受光面电极主栅线，掩膜的材质可以为有机物或者无机物，掩膜材质的选用以能承受步骤三的工艺条件而不产生损坏为前提。
步骤三将电池片进行减反射膜制备，可制备一层或多层减反膜，减反膜的材料主要有：MgF2、SiO2、Al2O3、SiO、Si3N4、TiO2、Ta2O5、ZnS，厚度范围在1-300nm。
步骤四将制备完减反膜的太阳能电池片去除掩膜。
步骤五对去除掩膜后的太阳能电池表面进行清洁。
技术方案2：
步骤一用酒精对太阳能电池成品表面进行清洁。
步骤二制备与电池片电极主栅线长度、宽度接近的金属焊条，通过焊接覆盖电池片受光面电极主栅线，材质的选用以能满足组件电极焊接、并承受步骤三的工艺条件而影响焊接结合性能为前提。
步骤三将电池片进行减反射膜制备，可制备一层或多层减反膜，减反膜的材料主要有：MgF2、SiO2、Al2O3、SiO、Si3N4、TiO2、Ta2O5、ZnS，厚度范围在1-300nm。
步骤四对步骤三处理后的太阳能电池表面进行清洁。
实施例1
1、采用如图3所示的单层减反射膜的单晶太阳能电池片，减反射膜质Si3N4，其中Si3N4折射率2.0，厚度为80nm；
2、用酒精对电池成品片受光面和栅线进行清洗；
3、测量电池受光面侧线规格为125mm*2mm；
4、制备规格为2mm*125mm的聚酰亚胺胶布(PI胶布)，完全覆盖受光面的栅线，如图4所示；
5、制备减反射膜，将步骤4所制备的电池片放入反应炉中，通过等离子增强化学气相沉积在电池受光面生长SiO2膜，温度250度，厚度100nm，如图5所示；
6、将PI胶布从电池表面剥离，如图6所示；
7、对去除PI胶布掩膜后的太阳能电池表面用酒精进行清洁。
实施例2
1、采用单层减反射膜的单晶太阳能电池片(如图3所示)，减反射膜质Si3N4，其中Si3N4折射率2.0，厚度为80nm；
2、用酒精对电池成品片受光面和栅线进行清洗；
3、测量电池受光面侧线规格为125mm*2mm；
4、制备规格为2mm*125mm的Al2O3膜，完全覆盖受光面的栅线，如图4所示；
5、制备减反射膜，将步骤4所制备的电池片放入反应炉中，通过等离子增强化学气相沉积在电池受光面生长SiO2膜，温度250度，厚度100nm，如图5所示；
6、将Al2O3膜从电池栅线表面去除，结果如图6所示；
7、对去除Al2O3膜掩膜后的太阳能电池表面用酒精进行清洁。
实施例3：
1、采用如图3所示的单层减反射膜的多晶太阳能电池片，减反射膜质Si3N4，其中Si3N4折射率2.0，厚度为60nm；
2、用酒精对电池成品片受光面和栅线进行清洗；
3、制备与粗栅线相同宽度的铜镍合金线；
4、将合金线与栅线完全覆盖并焊接贴合，如图4所示；
5、将焊接贴合后的电池片至于PECVD炉中，通过等离子增强化学气相沉积在电池受光面生长SiO2膜，温度250度，厚度100nm，如图5所示；
6、对太阳能电池表面用酒精进行清洁。
上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (9)
1.一种提高太阳能电池效率的方法，包括以下步骤：
步骤一、对太阳能电池成品表面进行清洁；
步骤二、选用能承受步骤三的工艺条件而不产生损坏的材质作为掩膜，制备与电池片电极主栅线长度、宽度相同的掩膜，完全覆盖电池片受光面电极主栅线；
步骤三、将电池片进行减反射膜制备，使整个电池受光面覆盖一层或多层和原有减反膜材质不同的减反射膜；
步骤四、如果掩膜为金属焊接方式覆盖，直接进入步骤五；如果掩膜为非焊接方式覆盖，则将步骤三制备好减反射膜的太阳能电池片去除掩膜，之后再进行步骤五；
步骤五、对太阳能电池表面进行清洁。
2.如权利要求1所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：步骤一所述的太阳能电池成品表面覆盖有一层或多层减反射膜。
3.如权利要求1或2所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：步骤一所述的太阳能电池成品为多晶硅或单晶硅太阳能电池成品。
4.如权利要求1所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述掩膜的材质包括有机膜、无机膜、金属。
5.如权利要求4所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述的有机膜包括：聚酰亚胺胶布、铁氟龙胶布、玻璃纤维胶布、聚氯乙烯胶布或聚酯胶布。
6.如权利要求4所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述的无机膜包括：SiO2、Si3N4或Al2O3。
7.如权利要求4所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述的金属包括：铜镍合金、不锈钢合金、铜锌合金或铝合金。
8.如权利要求4所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：所述掩膜和电极主栅线的贴合方法为粘合、焊接或直接遮盖。
9.如权利要求1所述的一种提高太阳能电池效率的方法，其特征在于：步骤三所述的减反射膜的材料为MgF2、SiO2、Al2O3、SiO、Si3N4、TiO2、Ta2O5或ZnS，厚度为1-300nm。
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