CN103000706A - 一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜，是由三层膜构成，第一层为太阳能电池晶体硅表面的二氧化硅薄膜，厚度为15-25nm，折射率为1.46-1.47；第二层膜为二氧化钛薄膜，厚度为40-60nm，折射率为2.08-2.36，第三层薄膜为氮化硅薄膜，厚度为20-70nm，折射率为2.1-2.5。本发明三层减反射膜可以降低电池表面对光的反射，提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池的生产加工技术领域，更具体地说，是一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜及其制备方法。
背景技术
随着全球人口的增长和经济的快速发展，能源紧张和环境污染问题日益突出。现有的石化能源是不可再生资源，在可以预见的将来会面临开采枯竭问题，而太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。因此，研究利用可再生资源特别是太阳能对解决能源危机和环境保护，对人类社会的可持续发展具有重要意义。
目前，几乎90%以上的商品太阳能电池是晶体硅太阳电池，商业化的电池组件效率是15~17%。但其较高的生产成本和较低的光电转化率仍然使得太阳能电池的应用受到限制。减反射膜就是一种有效的低成本提高光利用率的方法，常见的用二氧化钛、氮化硅、氟化镁、二氧化硅等在太阳能电池表面镀减反射膜，单层膜已不能满足实际的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜，其特征在于：其是由三层膜构成，第一层为太阳能电池晶体硅表面的二氧化硅薄膜，厚度为15-25nm，折射率为1.46-1.47；第二层膜为二氧化钛薄膜，厚度为40-60nm，折射率为2.08-2.36，第三层薄膜为氮化硅薄膜，厚度为20-70nm，折射率为2.1-2.5。
一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
(1)在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜；
(2)采用溶胶凝胶法在步骤(1)的二氧化硅薄膜表面形成二氧化钛薄膜；
(3)利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)的二氧化钛薄膜上沉积一层氮化硅薄膜；
(4)在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
所述的步骤(1)的工艺条件为：通入氮气流量为5-35L/min，氧气流量为10-40 L/min，温度为600-700℃，反应时间10-40min。
所述的步骤(2)包括如下步骤：
(1)将四氯化钛、无水乙醇混合，搅拌形成透明溶液，再滴加蒸馏水并搅拌均匀；
(2)将二氧化钛粒子加入上述溶胶中，超声分散处理40-50min，形成二氧化钛粒子分散的涂覆浆体；
(3)将上述二氧化钛涂覆浆体采用丝网印刷方法在二氧化硅薄膜表面印刷二氧化钛薄膜。
所述的步骤(3)的工艺条件为：温度为480℃，氨气流量为2.7-3.1L/min，硅烷流量为11-14 L/min，射频功率4300瓦，持续时间1min。
所述的步骤(3)的工艺条件为：氨气流量为3L/min，硅烷流量为12L/min。
本发明的有益效果：本发明得到了三层减反射膜，该减反射膜可以降低电池表面对光的反射，提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率；本发明采用的溶胶凝胶法是一种广泛应用于薄膜沉积的方法，其具有设备简单，对样品尺寸没有要求，无需特殊的真空或者高压环境，且制备得到的薄膜均匀性好。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、硅片，2、二氧化硅，3、二氧化钛，4、氮化硅。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示。
实施例1
一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
1、在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜，其中通入氮气流量为10L/min，氧气流量为20 L/min，温度为600℃，反应时间20min，得到厚度为16nm，折射率为1.46的二氧化硅薄膜。
2、采用溶胶凝胶法在步骤(1)的二氧化硅薄膜表面形成厚度为40nm，折射率为2.08的二氧化钛薄膜，其包括以下步骤：A、将四氯化钛、无水乙醇混合，搅拌形成透明溶液，再滴加蒸馏水并搅拌均匀；B、将二氧化钛粒子加入上述溶胶中，超声分散处理50min，形成二氧化钛粒子分散的涂覆浆体；C、将上述二氧化钛涂覆浆体采用丝网印刷方法在二氧化硅薄膜表面印刷二氧化钛薄膜。
3、利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)的二氧化钛薄膜上沉积一层厚度为30nm，折射率为2.1的氮化硅薄膜，其中温度为480℃，通入氨气流量为3L/min，硅烷流量为12L/min，射频功率4300瓦，持续时间1min；
4、在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
实施例2
一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
1、在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜，其中通入氮气流量为35L/min，氧气流量为30 L/min，温度为700℃，反应时间20min，得到厚度为20nm，折射率为1.47的二氧化硅薄膜。
2、采用溶胶凝胶法在步骤(1)的二氧化硅薄膜表面形成厚度为50nm，折射率为2.28的二氧化钛薄膜，其包括以下步骤：A、将四氯化钛、无水乙醇混合，搅拌形成透明溶液，再滴加蒸馏水并搅拌均匀；B、将二氧化钛粒子加入上述溶胶中，超声分散处理50min，形成二氧化钛粒子分散的涂覆浆体；C、将上述二氧化钛涂覆浆体采用丝网印刷方法在二氧化硅薄膜表面印刷二氧化钛薄膜。
3、利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)的二氧化钛薄膜上沉积一层厚度为60nm，折射率为2.4的氮化硅薄膜，其中温度为480℃，通入氨气流量为2.7L/min，硅烷流量为14 L/min，射频功率4300瓦，持续时间1min；
4、在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
Claims (6)
1.一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜，其特征在于：其是由三层膜构成，第一层为太阳能电池晶体硅表面的二氧化硅薄膜，厚度为15-25nm，折射率为1.46-1.47；第二层膜为二氧化钛薄膜，厚度为40-60nm，折射率为2.08-2.36，第三层薄膜为氮化硅薄膜，厚度为20-70nm，折射率为2.1-2.5。
2.一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅镀减反射膜，其特征在于它包括以下步骤：
(1)在扩散炉内用热氧化方法在晶体硅表面生长一层二氧化硅薄膜；
(2)采用溶胶凝胶法在步骤(1)的二氧化硅薄膜表面形成二氧化钛薄膜；
(3)利用等离子体增强化学气相沉积方法在步骤(2)的二氧化钛薄膜上沉积一层氮化硅薄膜；
(4)在上述氮化硅薄膜上印刷正反面电极、背场后进行烧结操作。
3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)的工艺条件为：通入氮气流量为5-35L/min，氧气流量为10-40 L/min，温度为600-700℃，反应时间10-40min。
4.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)包括如下步骤：
(1)将四氯化钛、无水乙醇混合，搅拌形成透明溶液，再滴加蒸馏水并搅拌均匀；
(2)将二氧化钛粒子加入上述溶胶中，超声分散处理40-50min，形成二氧化钛粒子分散的涂覆浆体；
(3)将上述二氧化钛涂覆浆体采用丝网印刷方法在二氧化硅薄膜表面印刷二氧化钛薄膜。
5.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，其特征在于所述的步骤(3)的工艺条件为：温度为480℃，氨气流量为2.7-3.1L/min，硅烷流量为11-14 L/min，射频功率4300瓦，持续时间1min。
6.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，其特征在于所述的步骤(3)的工艺条件为：氨气流量为3L/min，硅烷流量为12L/min。
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