CN102315328B - 一种非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种非晶硅晶体硅结合型太阳能电池及其制备方法涉及太阳能应用技术领域。电池是按背板钢化玻璃层、PVB或EVA层、晶硅电池层、PVB或EVA层、AZO层、非晶硅层、TCO层和玻璃基板依次排列制成，制备方法包括在玻璃基板上制备TCO；TCO膜层激光刻划；制备PIN电池层；制备电池背电极；刻划背电极；引出正负电极；铺设PVB或者EVA；铺设单晶硅或多晶硅太阳能电池片；铺设PVB或EVA；叠片。通过该方法可以实现非晶硅太阳能电池与晶体硅太阳能电池对光谱吸收特性的互补，从而达到对太阳能量的充分利用，使得太阳能电池的转化效率更高，可由目前晶硅转换效率的15%增加到20～25%，使太阳能电池的应用更加广泛。

Description

一种非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，具体涉及一种非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法。
背景技术
目前市场上广为流传的是非晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池及单晶硅太阳电池，由于非晶硅、单晶硅和多晶硅都有不同的带隙，对太阳光的吸收在不同的光谱范围。这样就造成单一太阳电池对太阳光不能充分吸收，从而使得太阳电池的转换效率偏低，如何能把两种或者三种太阳电池集合到一起，达到对太阳光的充分吸收，从而使得电池的转换效率得到提升是目前面临的一个难题。还存在对太阳能量的利用不够充分及转化效率不够高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述问题提供一种非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法。
本发明的技术解决方案是：太阳能电池是按背板钢化玻璃层、PVB或EVA层、晶硅电池层、PVB或EVA层、AZO层、非晶硅层、TCO层和玻璃基板（超白浮法玻璃）依次排列制成，制备方法包括以下步骤：
a. 用LPCVD或磁控溅射在玻璃基板上制备TCO；
b. 对玻璃基板上的TCO膜层激光刻划，制造子电池；
c. 在TCO膜层上制备PIN电池层；
d. 激光刻划PIN电池膜层；
e. 用磁控溅射制备电池背电极，包括AZO、Ag膜层；
f. 激光刻划背电极，激光清边机清边；
g. 引出正负电极，用超声波焊接机焊接汇流条、引流条；
h. 铺设PVB或者EVA；
i. 铺设单晶硅或多晶硅太阳能电池片，焊接电极，并引出导线；
j. 铺设PVB或EVA，厚度控制在1～1.5mm；
k. 叠片，把背板钢化玻璃按要求放置在PVB或EVA上；
l. 辊压机预压，高压釜层压封装后经过清理、检验、检测、包装等工序就制造出非晶硅/晶体硅结合型太阳能电池。
本发明的技术效果是：通过该方法可以实现非晶硅太阳能电池与晶体硅太阳能电池对光谱吸收特性的互补，从而达到对太阳能量的充分利用，使得太阳能电池的转化效率更高，可由目前晶硅转换效率的15%增加到20～25%，使太阳能电池的应用更加广泛。
具体实施方式
首先，是制备非晶硅太阳能电池膜层I层时带隙控制在1.6～1.8ev，厚度控制在1800～2500Å；背电极采用磁控溅射的方法分别制备透明型AZO（掺铝氧化锌膜层）导电膜层和Ag层，其厚度分别控制在2000～5000Å及100～200Å，激光划刻后引出正负电极，汇流条、引流条宽度控制在2～5mm，厚度控制在0.05～0.1之间，接线盒安装在整个太阳能电池的侧面，以此作为整个太阳能电池的前电池；然后，铺上一层透明型PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或者EVA，其厚度控制在0.3～0.4mm之间。然后把制作好的单晶硅或者多晶硅太阳能电池铺在PVB或者EVA上，作为整个太阳能电池的背电池，并引出电池的电极，接线盒安装在整个太阳能电池的背玻璃上；然后再平铺一层PVB或者EVA，其厚度控制在1～1.5mm，最后铺上背板钢化玻璃，用层压机或者高压釜把整个电池封装在一起。通过以上制造方法，使得太阳能电池的光吸收率更高，太阳能电池的转换效率可以达到20%以上，远远高于目前晶硅太阳能电池的转换效率。
包括以下步骤：
a. 用LPCVD（低压化学气相沉积）或磁控溅射在玻璃基板上制备TCO（透明导电玻璃）；
膜层厚度：500～700nm
方块电阻：小于15Ω/□
光透率：波长400～800 nm的光透过率要大于90%。
b. 对玻璃基板上的TCO膜层激光刻划，制造出多个单独的子电池。
c. 在TCO膜层上制备PIN电池层，制备工艺如下：
制备p层工艺参数为：
使用B(CH3)3、SiH4、CH4、Ar、H2气体，沉积温度180℃～210℃，功率密度0.18～0.3W/cm2，氢稀释比R（R= H2/ SiH4）为23～35，硅烷与甲烷流量比为10:(1～1.35)，沉积压力为100～140pa，膜层厚度150～250Å；
制备I层工艺条件：
使用SiH4、Ar、H2气体，其中H2/ SiH4比之R为19～21，沉积温度180℃～220℃，功率密度0.2～0.45W/cm2，沉积压力为110～155pa, 膜层厚度1800～2500Å；
制备N层工艺条件：
使用PH3、SiH4、Ar、H2气体，其中H2/SiH4比之R为21～32，沉积温度180℃～210℃，功率密度0.25～0.45W/cm2，沉积压力为110～150pa, 膜层厚度150～250Å。
d. 激光刻划PIN电池膜层。
e. 用磁控溅射制备电池背电极，包括AZO、Ag膜层；
AZO膜层厚度：2000～5000Å；方阻：小于280 Ω/□
Ag膜层厚度：100～300Å。
f. 激光刻划背电极，激光清边机清边。
g. 引出正负电极
用超声波焊接机焊接汇流条、引流条，宽度控制在3～5mm，厚度控制在0.05～0.1mm之间。
h. 铺设PVB或者EVA：
铺设透明型PVB或者EVA，厚度控制在0.3～0.4mm之间。
i. 铺设单晶硅或多晶硅太阳能电池片，焊接电极，并引出导线。
j. 铺设PVB或EVA，厚度控制在1～1.5mm。
k. 叠片
把背板钢化玻璃按要求放置在PVB或EVA上。
l. 辊压机预压；
高压釜层压封装后经过清理、检验、检测、包装等工序就制造出非晶硅/晶体硅结合型太阳能电池。

Claims (5)

1.一种非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法，其特征在于，太阳能电池是按背板钢化玻璃层、PVB或EVA层、晶硅电池层、PVB或EVA层、AZO层、非晶硅层、TCO层和玻璃基板依次排列制成，制备方法包括以下步骤：
a、用LPCVD或磁控溅射在玻璃基板上制备TCO；
b、对玻璃基板上的TCO膜层激光刻划，制造子电池；
c、在TCO膜层上制备PIN电池层；
d、激光刻划PIN电池膜层；
e、用磁控溅射制备电池背电极，包括AZO、Ag膜层；
f、激光刻划背电极，激光清边机清边；
g、引出正负电极，用超声波焊接机焊接汇流条、引流条；
h、铺设PVB或者EVA；
i、铺设单晶硅或多晶硅太阳能电池片，焊接电极，并引出导线；
j、铺设PVB或EVA，厚度控制在1～1.5mm；
k、叠片，把背板钢化玻璃按要求放置在PVB或EVA上；
l、辊压机预压，高压釜层压封装后经过清理、检验、检测、包装工序就制造出非晶硅/晶体硅结合型太阳能电池；
所述步骤c制备工艺如下：
制备p层，使用B(CH3)3、SiH4、CH4、Ar、H2气体，沉积温度180℃～210℃，功率密度0.18～0.3W/cm2，氢稀释比R为23～35，硅烷与甲烷流量比为10:1～1.35，沉积压力为100～140pa，膜层厚度150～250Å；
制备I层，使用SiH4、Ar、H2气体，其中H2/ SiH4比之R为19～21，沉积温度180℃～220℃，功率密度0.2～0.45W/cm2，沉积压力为110～155pa, 膜层厚度1800～2500Å；
制备N层，使用PH3、SiH4、Ar、H2气体，其中H2/SiH4比之R为21～32，沉积温度180℃～210℃，功率密度0.25～0.45W/cm2，沉积压力为110～150pa, 膜层厚度150～250Å。
2.如权利要求1所述的非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的TCO膜层厚度为500～700nm，方块电阻小于15Ω/□，波长400～800 nm的光透过率要大于90%。
3.如权利要求1所述的非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤e中AZO膜层厚度2000～5000Å，方阻小于280 Ω/□，Ag膜层厚度100～300Å。
4.如权利要求1所述的非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤g用超声波焊接机焊接汇流条、引流条，宽度控制在3～5mm，厚度控制在0.05～0.1mm之间。
5.如权利要求1所述的非晶硅晶体硅结合型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤h铺设透明型PVB或者EVA，厚度控制在0.3～0.4mm之间。
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