技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
太阳能电池及其制备方法,特别是涉及一种晶硅太阳能电池及其制备方法,属于太阳能电池制造技术领域。
背景技术
[0002] 太阳能电池的主要问题是效率低,晶硅太阳能电池光波吸收范围相对较窄。而太阳能电池对光波的吸收范围将影响太阳能电池的转化效率。
[0003] 中国
专利文献CN103022020A“高效率非晶硅与
铜铟镓硒叠构太阳电池技术”,该发明是先各分别利用等离子增强
化学气相沉积法(PECVD)制备非晶硅(a-Si)单结太阳电池,与利用蒸
镀法或硒化法制备铜铟镓硒(CIGS)太阳电池,并经由两片乙烯
醋酸乙烯酯(EVA)与高穿透率(低
铁)玻璃配合四端点封装技术制成太阳能
电池组件。中国专利文献CN102856421A“一种新型三结
薄膜太阳能电池”,该发明是包括由下而上依次排列的玻璃
基板、背
电极钼层、多结电池单元、
窗口层和减反层,减反层上设置有栅电极;多结电池单元由以下电池层由下而上依次排列:P型硒铟铜层、N型硫化镉层、第一P型非晶硅层、本征非晶锗硅层、第一N型非晶硅层、第二P型非晶硅层、本征非晶硅层和第二N型非晶硅层。两项发明都是通过电池结构层叠来拓展太阳光吸收
波长范围,达到提高转化效率的目的。
[0004] 但是叠层电池成本较高,层与层之间容易出现各种问题。一旦层与层之间出现击穿现象,整个电池就要报废。因此在成本较低的前提下,提高晶硅太阳能电池对光波的吸收范围是急需解决的一个问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种晶硅太阳能电池,可以扩大晶硅太阳能电池的光波吸收范围,提高转化效率。
[0006] 本发明的另一个目的在于提供这种晶硅太阳能电池的制备方法。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案是这样的,一种晶硅太阳能电池,其特征在于,该电池包括由下而上依次排列的低温
银浆
栅线、透明导电玻璃、P型
多晶硅、n型多晶3+ 3+ -
硅、氮化硅减反射膜和正电极栅线,所述透明导电玻璃由含有Er 、La 、F 的醋酸盐溶液与正
硅酸乙酯
水解溶液混合得到的胶体经干燥后获得。
[0008] 在本发明的一个具体
实施例中,所述透明导电玻璃由含有Er3+、Yb3+、La3+、F-的醋酸盐溶液与正硅酸乙酯水解溶液混合得到的胶体经干燥后获得。
[0009] 一种晶硅太阳能电池的制备方法,包括P型
硅片经过链式制绒、扩散、管式PECVD镀氮化硅减反射膜、丝网印刷正电极栅线并
烧结后,将其放置在透明导电玻璃上面,再经过
退火处理后,低温银浆丝网印刷和低温烘干制得;所述透明导电玻璃制备方法如下:A.正硅酸乙酯水解溶液制备,用
乙醇稀释正硅酸乙酯,醋酸作为催化剂,TEOS:C2H5OH:H2O:CH3COOH的摩尔比为1:1:10:0.5;B.盐溶液制备,ErF3、YbF3、LaF3、SiO2的3+ 3+ 3+
摩尔比0.1:X:10:(84.9-X),其中X=0、1、3、4、5,溶液中添加Er 醋酸盐、Yb 醋酸盐和La
3+ - 3+ 3+ 3+ 3+
醋酸盐中的至少一种,使
金属离子M :F=1:2,其中M =Er +Yb +La ;C.将盐溶液按
质量比
1:3~1:4.5注入正硅酸乙酯水解溶液中,得到胶体,胶体经过干燥后获得透明导电玻璃。
[0011] 优选的,所述胶体干燥过程为将胶体在室温下保持两周后,加热至75℃保持一周,最后鼓
风烘干48小时。
[0012] 优选的,所述退火处理为加热至200℃保持3~5分钟后空冷。
[0013] 本发明所提供的技术方案的优点在于,透明导电玻璃就是可以将波的吸收范围扩大的材料,它可以将
能量较低的长波长聚集,形成高能量的
光子反射到电池片的
PN结,进而形成更多的空穴
电子对。电池片烧结后放置在透明导电玻璃上退火处理,使氮化硅里面的
缺陷减少,氢可以更好的
钝化悬挂键;透明导电玻璃可以和电池片有一定的粘结作用。采用上述技术方案,通过在电池片的背面增添一层透明导电玻璃,使晶硅电池片光波的吸收范围从400~1100nm,增加到400~1300nm,甚至更长的波长,增大光波吸收范围,可以提高电池片的效率。
附图说明
[0014] 图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
[0015] 下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
[0016] 本发明的电池片结构如图1所示,由下而上依次排列的低温银浆栅线1、透明导电玻璃2、P型多晶硅3、n型多晶硅4、氮化硅减反射膜5和正电极栅线6。
[0017] 实施例1电池片的制备方法为P型多晶硅片经过链式制绒后,在其
正面通过扩散炉扩散三氯
氧磷进入P型多晶硅片,形成n型多晶硅,其流量是4500sccm,其温度为830℃;通过管式PECVD镀氮化硅减反射膜,具体参数硅烷:600sccm,
氨气:5000sccm,压
力1700帕,功率4500瓦;随后通过丝网印刷,印刷太阳能电池正极金属栅线;进入烧结炉进行烧结,温度为940℃;制备透明导电玻璃,先用等量的乙醇稀释正硅酸乙酯,醋酸作为催化剂,按TEOS:C2H5OH:H2O:CH3COOH的摩尔比为1:1:10:0.5制备正硅酸乙酯水解溶液,然后以
3+ 3+
ErF3、LaF3、SiO2的摩尔比0.1:10:84.9为原料,在溶液中添加Er 醋酸盐和La 醋酸盐中,
3+ - 3+ 3+ 3+
使金属离子M :F=1:2,其中M =Er +La 制得盐溶液,将盐溶液按质量比1:3慢慢注入正硅酸乙酯水解溶液中,边注入边搅拌,30分钟左右得到纯净的胶体,将胶体注入培养皿中,用
锡纸
覆盖在上面,在
温室下得到凝胶。将该凝胶在室温下保持两周后,放在
坩埚中逐渐缓慢升温至75℃,在此温度下干燥一周。最后放在
电阻恒温鼓风干燥箱中干燥48小时,即可获得该透明导电玻璃。将烧结后的电池片,用翻转机翻转,使背面朝上。将制备好的透明导电玻璃放在电池片上面,其大小与电池片相匹配(125*125或者156*156)。随后进入
200℃烘箱保持3分钟进行退火处理,电池片背面使用低温银浆进行丝网印刷,进入烘箱进行200℃的烘干制得晶硅太阳能电池。
[0018] 实施例2电池片的制备方法为P型多晶硅片经过链式制绒后,在其正面通过扩散炉扩散三氯氧磷进入P型多晶硅片,形成n型多晶硅,其流量是4500sccm,其温度为830℃;通过管式PECVD镀氮化硅减反射膜,具体参数硅烷:600sccm,氨气:5000sccm,压力1700帕,功率4500瓦;随后通过丝网印刷,印刷太阳能电池正极金属栅线;进入烧结炉进行烧结,温度为940℃;制备透明导电玻璃,先用等量的乙醇稀释正硅酸乙酯,醋酸作为催化剂,按TEOS:C2H5OH:H2O:CH3COOH的摩尔比为1:1:10:0.5制备正硅酸乙酯水解溶液,然后以
3+ 3+
ErF3、YbF3、LaF3、SiO2的摩尔比0.1:1:10:83.9为原料,在溶液中添加Er 醋酸盐、Yb 醋
3+ 3+ - 3+ 3+ 3+ 3+
酸盐和La 醋酸盐,使金属离子M :F=1:2,其中M =Er +Yb +La 制得盐溶液,将盐溶液按质量比1:4慢慢注入正硅酸乙酯水解溶液中,边注入边搅拌,30分钟左右得到纯净的胶体,将胶体注入培养皿中,用锡纸覆盖在上面,在温室下得到凝胶。将该凝胶在室温下保持两周后,放在坩埚中逐渐缓慢升温至75℃,在此温度下干燥一周。最后放在电阻恒温鼓风干燥箱中干燥48小时,即可获得该透明导电玻璃。将烧结后的电池片,用翻转机翻转,使背面朝上。将制备好的透明导电玻璃放在电池片上面,其大小与电池片相匹配(125*125或者
156*156)。随后进入200℃烘箱保持3.5分钟进行退火处理,电池片背面使用低温银浆进行丝网印刷,进入烘箱进行200℃的烘干制得晶硅太阳能电池。
[0019] 实施例3电池片的制备方法为P型多晶硅片经过链式制绒后,在其正面通过扩散炉扩散三氯氧磷进入P型多晶硅片,形成n型多晶硅,其流量是4500sccm,其温度为830℃;通过管式PECVD镀氮化硅减反射膜,具体参数硅烷:600sccm,氨气:5000sccm,压力1700帕,功率4500瓦;随后通过丝网印刷,印刷太阳能电池正极金属栅线;进入烧结炉进行烧结,温度为940℃;制备透明导电玻璃,先用等量的乙醇稀释正硅酸乙酯,醋酸作为催化剂,按TEOS:C2H5OH:H2O:CH3COOH的摩尔比为1:1:10:0.5制备正硅酸乙酯水解溶液,然后以
3+
ErF3、YbF3、LaF3、SiO2的摩尔比0.1:3:10:81.9为原料,在溶液中添加Er 醋酸盐,使金属离
3+ - 3+ 3+ 3+ 3+
子M :F=1:2,其中M =Er +Yb +La 制得盐溶液,将盐溶液按质量比1:3.5慢慢注入正硅酸乙酯水解溶液中,边注入边搅拌,30分钟左右得到纯净的胶体,将胶体注入培养皿中,用锡纸覆盖在上面,在温室下得到凝胶。将该凝胶在室温下保持两周后,放在坩埚中逐渐缓慢升温至75℃,在此温度下干燥一周。最后放在电阻恒温鼓风干燥箱中干燥48小时,即可获得该透明导电玻璃。将烧结后的电池片,用翻转机翻转,使背面朝上。将制备好的透明导电玻璃放在电池片上面,其大小与电池片相匹配(125*125或者156*156)。随后进入200℃烘箱保持3分钟进行退火处理,电池片背面使用低温银浆进行丝网印刷,进入烘箱进行200℃的烘干制得晶硅太阳能电池。
[0020] 实施例4电池片的制备方法为P型多晶硅片经过链式制绒后,在其正面通过扩散炉扩散三氯氧磷进入P型多晶硅片,形成n型多晶硅,其流量是4500sccm,其温度为830℃;通过管式PECVD镀氮化硅减反射膜,具体参数硅烷:600sccm,氨气:5000sccm,压力1700帕,功率4500瓦;随后通过丝网印刷,印刷太阳能电池正极金属栅线;进入烧结炉进行烧结,温度为940℃;制备透明导电玻璃,先用等量的乙醇稀释正硅酸乙酯,醋酸作为催化剂,按TEOS:C2H5OH:H2O:CH3COOH的摩尔比为1:1:10:0.5制备正硅酸乙酯水解溶液,然后以
3+ 3+
ErF3、YbF3、LaF3、SiO2的摩尔比0.1:4:10:80.9为原料,在溶液中添加Yb 醋酸盐和La 醋
3+ - 3+ 3+ 3+ 3+
酸盐,使金属离子M :F=1:2,其中M =Er +Yb +La 制得盐溶液,将盐溶液按质量比1:4.5慢慢注入正硅酸乙酯水解溶液中,边注入边搅拌,30分钟左右得到纯净的胶体,将胶体注入培养皿中,用锡纸覆盖在上面,在温室下得到凝胶。将该凝胶在室温下保持两周后,放在坩埚中逐渐缓慢升温至75℃,在此温度下干燥一周。最后放在电阻恒温鼓风干燥箱中干燥48小时,即可获得该透明导电玻璃。将烧结后的电池片,用翻转机翻转,使背面朝上。将制备好的透明导电玻璃放在电池片上面,其大小与电池片相匹配(125*125或者156*156)。随后进入200℃烘箱保持4分钟进行退火处理,电池片背面使用低温银浆进行丝网印刷,进入烘箱进行200℃的烘干制得晶硅太阳能电池。
[0021] 实施例5电池片的制备方法为P型多晶硅片经过链式制绒后,在其正面通过扩散炉扩散三氯氧磷进入P型多晶硅片,形成n型多晶硅,其流量是4500sccm,其温度为830℃;通过管式PECVD镀氮化硅减反射膜,具体参数硅烷:600sccm,氨气:5000sccm,压力1700帕,功率4500瓦;随后通过丝网印刷,印刷太阳能电池正极金属栅线;进入烧结炉进行烧结,温度为940℃;制备透明导电玻璃,先用等量的乙醇稀释正硅酸乙酯,醋酸作为催化剂,按TEOS:C2H5OH:H2O:CH3COOH的摩尔比为1:1:10:0.5制备正硅酸乙酯水解溶液,然后以
3+ 3+
ErF3、YbF3、LaF3、SiO2的摩尔比0.1:5:10:79.9为原料,在溶液中添加Er 醋酸盐、Yb 醋
3+ 3+ - 3+ 3+ 3+ 3+
酸盐和La 醋酸盐,使金属离子M :F=1:2,其中M =Er +Yb +La 制得盐溶液,将盐溶液按质量比1:4慢慢注入正硅酸乙酯水解溶液中,边注入边搅拌,30分钟左右得到纯净的胶体,将胶体注入培养皿中,用锡纸覆盖在上面,在温室下得到凝胶。将该凝胶在室温下保持两周后,放在坩埚中逐渐缓慢升温至75℃,在此温度下干燥一周。最后放在电阻恒温鼓风干燥箱中干燥48小时,即可获得该透明导电玻璃。将烧结后的电池片,用翻转机翻转,使背面朝上。将制备好的透明导电玻璃放在电池片上面,其大小与电池片相匹配(125*125或者
156*156)。随后进入200℃烘箱保持5分钟进行退火处理,电池片背面使用低温银浆进行丝网印刷,进入烘箱进行200℃的烘干制得晶硅太阳能电池。