CN103346200A - 玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法 - Google Patents

玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103346200A
CN103346200A CN2013101734582A CN201310173458A CN103346200A CN 103346200 A CN103346200 A CN 103346200A CN 2013101734582 A CN2013101734582 A CN 2013101734582A CN 201310173458 A CN201310173458 A CN 201310173458A CN 103346200 A CN103346200 A CN 103346200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
carried out
micro
hcl
glass substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101734582A
Other languages
English (en)
Inventor
何嵩
徐希翔
张津岩
胡安红
彭长涛
李洁林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
APOLLO PRECISION (FUJIAN) Ltd
Original Assignee
APOLLO PRECISION (FUJIAN) Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by APOLLO PRECISION (FUJIAN) Ltd filed Critical APOLLO PRECISION (FUJIAN) Ltd
Priority to CN2013101734582A priority Critical patent/CN103346200A/zh
Publication of CN103346200A publication Critical patent/CN103346200A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法，所述玻璃基板包括第一表面和第二表面，所述第一表面为光线入射面，所述第二表面为光线射出面，在所述第一表面和/或第二表面上具有微米级的表面微结构。本发明能够增加光在吸光层中的行程，提高光生载流子的有效收集，大大提高薄膜硅层电池的电流，从而提高硅基薄膜太阳能电池光电转换效率。

Description

玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法
技术领域
本发明涉及光伏太阳能电池技术领域，特别涉及一种玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法。
背景技术
在光伏电池领域，硅基薄膜太阳电池因其原材料储量丰富、无污染、制备工艺简单及耗能低、便于大面积连续化生产等优点，受到广泛关注。
微晶硅介于非晶硅与晶体硅之间，微结构有序性得到了提高，基本不存在光致衰退效应，微晶硅太阳电池的稳定性也得到了很大的改善。因此，微晶硅被认为是一种非常具有发展前景的光伏材料。此外，微晶硅可以与非晶硅叠加在一起，构成非晶硅微晶硅叠层电池，可将电池光谱响应长波限从目前非晶硅单结太阳电池的0.9μm扩展到1.2μm，能更充分地利用太阳光谱，提高硅薄膜电池的转换效率，有广泛的应用前景。
但是微晶硅薄膜是间接带隙特性，因而吸收系数比较低，对于太阳能能电池的应用希望更充分的利用太阳能，这就需要光在吸收层内的行程足够的长，增加载流子的有效收集。通常情况下，这种提高光吸收的方式是通过加大微晶硅薄膜层的厚度来实现的。这样带来的后果是增加了薄膜的沉积时间，减少了产出，从而增加了生产成本。另外也可以通过氧化物导电薄膜的粗糙表面或者对导电薄膜的表面刻蚀达到一定的陷光效果。但是这些方法由于导电薄膜表面的雾度较低，对硅薄膜的陷光效果很有限，而且刻蚀对导电薄膜性能有所损害。对玻璃基板化学刻蚀，产生微米级的表面形貌，和纳米级的透明导电膜表面形貌相结合，形成微米-纳米级的多重陷光结构，可以很大的提高微晶硅薄膜的陷光效应，尤其是对近红外波段的吸收，增加光的有效行程，减少微晶薄膜层的厚度，提高产能，降低成本。而且同时可以提高整体电流，以及电池的转换效率。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法，能够增加光在吸光层中的行程，提高光生载流子的有效收集，大大提高薄膜硅层电池的电流，从而提高硅基薄膜太阳能电池光电转换效率。
本发明的玻璃基板，包括第一表面和第二表面，所述第一表面为光线入射面，所述第二表面为光线射出面，在所述第一表面和/或第二表面上具有微米级的表面微结构。
所述表面微结构为连续分布的微形坑。
所述表面微结构为连续分布的微形金字塔。
所述微形坑的直径为1～7um，深度为0.5～4um。
本发明的玻璃基板的制造方法，包括步骤：
对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；
利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；
对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；
对刻蚀后的玻璃表面进行H2SO4/HCL酸洗；
对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；
超声波去离子水清洗。
所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。
所述粉末微粒的形状为球体或多面体。
本发明的薄膜太阳能电池的制造方法，包括下列步骤：
对玻璃基板表面进行化学刻蚀；
透明导电氧化物前电极薄膜沉积；
P1激光划线；
双结非晶、微晶硅薄膜电池各层系沉积；
P2激光划线；
电池背电极沉积；
P3激光划线；
层压封装和退火处理。
所述对玻璃基板表面进行化学刻蚀的步骤包括：
对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；
利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；
对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；
对刻蚀后的玻璃表面进行H2SO4/HCL酸洗；
对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；
超声波去离子水清洗。
所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。
所述透明导电氧化物前电极薄膜为掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜。
所述掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜表面具有纳米级的表面微结构。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的方法提供一种提高硅薄膜电池光电转换效率的玻璃基板表面预处理方法，这种方法和喷砂方法相比，绒面表面结构均匀可控，不会出现尖锐的突起，这样可以避免器件的局部短路。多结微晶硅薄膜太阳电池经过玻璃基板前序处理方法，能有效的增加玻璃基板的雾度，使光在微晶硅薄膜中的行程加长，增大光生载流子的有效收集，进而提高光电转换效率。
此外，对玻璃基板进行化学刻蚀产生的微米级的表面形貌和纳米级的透明导电膜表面形貌相结合，形成微米-纳米级的多重陷光结构，可以很大的提高微晶硅薄膜的陷光效应，尤其是对近红外波段的吸收，增加光的有效行程，减少微晶薄膜层的厚度，提高产能，降低成本。而且同时可以提高整体电流，以及电池的转换效率。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记未必指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚起见，放大了层的厚度。
图1为说明本发明玻璃基板表面微结构的示意图；
图2为说明本发明的玻璃基板表面形貌微结构的SEM示意图；
图3为本发明的玻璃基板表面形貌微结构的3D示意图；
图4为本发明的玻璃基板制造方法的流程图；
图5为本发明的薄膜太阳能电池制造方法流程图；
图6为本发明的薄膜太阳能电池结构示意图；
图7为本发明薄膜太阳能电池导电前电极薄膜表面微结构示意图。
所述示图是说明性的，而非限制性的，在此不能过度限制本发明的保护范围。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
图1为说明本发明玻璃基板表面微结构的示意图。如图1所示，本发明的玻璃基板1包括第一表面101和第二表面102，第一表面101为光线入射面，第二表面102为光线射出面，在第一表面101和/或第二表面102上具有微米级的表面微结构。图2为说明本发明的玻璃基板表面形貌微结构的SEM示意图；图3为本发明的玻璃基板表面形貌微结构的3D示意图。如图2和图3所示，本发明的玻璃基板的表面微结构为连续分布的微形坑，微形坑的直径为1～7um，深度为0.5～4um。
在其它实施例中，玻璃基板1的表面微结构还可以是连续分布的微形金字塔，其边长为0.5～4um，高度为2～5um。
图4为本发明的玻璃基板制造方法的流程图。如图4所示，本发明的玻璃基板的制造方法，首先对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；然后利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；接着对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀。化学刻蚀使用的蒙砂粉是一种氟化物(如氟化铵、氟氢化钾、氟化钙)，是白色粉末状的，使用时加入硫酸或盐酸，配制成蒙砂液，玻璃基板放在此蒙砂液中，由蒙砂粉与酸反应生成的氢氟酸对玻璃基板进行侵蚀，达到蒙砂效果。本实施例中，化学刻蚀的时间为10秒至100秒。
然后对刻蚀后的玻璃表面进行H2SO4/HCL酸洗；并对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；最后利用超声波去离子水清洗。
本发明的薄膜太阳能电池的制造方法包括：在玻璃或其它透明基板上进行化学刻蚀；在进行化学刻蚀后的基板上沉积透明导电氧化物薄膜；在透明导电氧化物薄膜表面依次沉积单结或多结微晶硅电池；在电池表面沉积背电极形成电池芯片。在实施例中，所述刻蚀时间为10s～100s。所述多结微晶硅电池包括双结、三结、四结电池。所述的双结电池包括非晶硅/微晶硅电池，非晶硅锗/微晶硅电池；三结电池包括非晶硅/非晶硅锗/微晶硅或微晶硅锗。
下面以制备双结p/i/n型微晶薄膜太阳电池为例来说明本发明。图5为本发明的薄膜太阳能电池制造方法流程图，图6为本发明的薄膜太阳能电池结构示意图，图7为本发明薄膜太阳能电池导电前电极薄膜表面微结构示意图。如图5所示，本发明的薄膜太阳能电池的制造方法，包括步骤：对玻璃基板表面进行化学刻蚀；透明导电氧化物前电极薄膜沉积；P1激光划线；双结非晶、微晶硅薄膜电池各层系沉积；P2激光划线；电池背电极沉积；P3激光划线；层压封装和退火处理。
所述对玻璃基板表面进行化学刻蚀的步骤包括：对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；对刻蚀后的玻璃表面进行H2SO4/HCL酸洗；对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；超声波去离子水清洗。所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。
图6为说明本发明薄膜太阳能电池制造方法的结构示意图。如图6所示，并结合图5，首先在1245mm×635mm的玻璃1表面进行化学刻蚀，在刻蚀后的玻璃基板上采用LPCVD制备1.5-2.0um的BZO导电薄膜2(也可以使其它氧化物导电薄膜)，作为电池的前电极。在前电极表面采用等离子体增强化学气相沉积法依次沉积250nm的非晶硅p层3、本证i层4和n层5；接着继续沉积1.2um的微晶硅p层6、i层7和n层8，沉积过程中采用硅烷、氢气，磷烷和三甲基硼烷作为反应气体。之后在纳米硅层上溅射60nm的ZnO:Al和100nm的Ag复合薄膜9，作为电池的背电极层。将制备好的电池芯片敷设EVA10，并加盖背板玻璃11，然后经过层压封装。最后再经过退火处理。目前电池的初始转换效率为11.8％，峰值功率为88.8W。通过对玻璃绒面结构的调整，硅薄膜以及激光刻蚀工艺的优化，可以进一步提高电池的转换效率。
图7为本发明薄膜太阳能电池导电前电极薄膜表面微结构示意图。掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜表面具有纳米级的表面微结构。玻璃基板1表面的微米级的表面形貌和纳米级的透明导电膜2表面形貌相结合，形成微米-纳米级的多重陷光结构，可以很大的提高微晶硅薄膜的陷光效应，尤其是对近红外波段的吸收，增加光的有效行程，提高了整体电流和电池的光电转换效率。同时，由于可以减少微晶薄膜层的厚度，从而可以提高产能，降低成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (12)

1.一种玻璃基板，包括第一表面和第二表面，所述第一表面为光线入射面，所述第二表面为光线射出面，其特征在于：在所述第一表面和/或第二表面上具有微米级的表面微结构。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板，其特征在于：所述表面微结构为连续分布的微形坑。
3.根据权利要求1所述的玻璃基板，其特征在于：所述表面微结构为连续分布的微形金字塔。
4.根据权利要求2所述的玻璃基板，其特征在于：所述微形坑的直径为1～7um，深度为0.5～4um。
5.一种权利要求1所述玻璃基板的制造方法，包括步骤：
对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；
利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；
对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；
对刻蚀后的玻璃表面进行H2SO4/HCL酸洗；
对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；
超声波去离子水清洗。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述粉末微粒的形状为球体或多面体。
8.一种薄膜太阳能电池的制造方法，包括下列步骤：
对玻璃基板表面进行化学刻蚀；
透明导电氧化物前电极薄膜沉积；
P1激光划线；
双结非晶、微晶硅薄膜电池各层系沉积；
P2激光划线；
电池背电极沉积；
P3激光划线；
层压封装和退火处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述对玻璃基板表面进行化学刻蚀的步骤包括：
对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；
利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；
对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；
对刻蚀后的玻璃表面进行H2SO4/HCL酸洗；
对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；
超声波去离子水清洗。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述透明导电氧化物前电极薄膜为掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜表面具有纳米级的表面微结构。
CN2013101734582A 2013-05-13 2013-05-13 玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法 Pending CN103346200A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101734582A CN103346200A (zh) 2013-05-13 2013-05-13 玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101734582A CN103346200A (zh) 2013-05-13 2013-05-13 玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103346200A true CN103346200A (zh) 2013-10-09

Family

ID=49280985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101734582A Pending CN103346200A (zh) 2013-05-13 2013-05-13 玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103346200A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103633193A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 上海交通大学 一种用于硅基薄膜太阳电池的微结构陷光方法
CN105366950A (zh) * 2015-11-27 2016-03-02 吕建平 一种无手印玉砂工艺
CN106068247A (zh) * 2014-02-24 2016-11-02 皮尔金顿集团有限公司 涂覆的窗玻璃
CN109407431A (zh) * 2017-08-17 2019-03-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板
CN110467354A (zh) * 2019-08-27 2019-11-19 Oppo广东移动通信有限公司 蒙砂玻璃及其制备方法、玻璃后盖和电子设备
CN114141958A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种光伏导电fto玻璃的处理方法和电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101913772A (zh) * 2010-09-02 2010-12-15 上海多林化工科技有限公司 一步法制作低反射玻璃的方法
CN102231398A (zh) * 2011-06-29 2011-11-02 中国科学院深圳先进技术研究院 具有绒面的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法
CN202183397U (zh) * 2011-08-10 2012-04-04 信义光伏产业(安徽)控股有限公司 一种高透光导电薄膜玻璃
WO2012092537A2 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Solexel, Inc. Laser processing methods for photovoltaic solar cells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101913772A (zh) * 2010-09-02 2010-12-15 上海多林化工科技有限公司 一步法制作低反射玻璃的方法
WO2012092537A2 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Solexel, Inc. Laser processing methods for photovoltaic solar cells
CN102231398A (zh) * 2011-06-29 2011-11-02 中国科学院深圳先进技术研究院 具有绒面的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法
CN202183397U (zh) * 2011-08-10 2012-04-04 信义光伏产业(安徽)控股有限公司 一种高透光导电薄膜玻璃

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103633193A (zh) * 2013-11-05 2014-03-12 上海交通大学 一种用于硅基薄膜太阳电池的微结构陷光方法
CN103633193B (zh) * 2013-11-05 2016-08-17 上海交通大学 一种用于硅基薄膜太阳电池的微结构陷光方法
CN106068247A (zh) * 2014-02-24 2016-11-02 皮尔金顿集团有限公司 涂覆的窗玻璃
US10550032B2 (en) 2014-02-24 2020-02-04 Pilkington Group Limited Coated glazing
CN106068247B (zh) * 2014-02-24 2020-03-10 皮尔金顿集团有限公司 涂覆的窗玻璃
CN105366950A (zh) * 2015-11-27 2016-03-02 吕建平 一种无手印玉砂工艺
CN109407431A (zh) * 2017-08-17 2019-03-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板
CN110467354A (zh) * 2019-08-27 2019-11-19 Oppo广东移动通信有限公司 蒙砂玻璃及其制备方法、玻璃后盖和电子设备
CN114141958A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种光伏导电fto玻璃的处理方法和电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103346200A (zh) 玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法
CN110707178A (zh) N型太阳能电池硼扩se结构的制备方法
CN102270705B (zh) 一种双结构绒面透明导电电极的制备方法
CN102403376B (zh) 含有硅量子点的n-i-p异质结太阳能电池及其制备方法
CN103515484A (zh) 一种周期性结构的绒面透明导电薄膜及其制备方法
CN102254963A (zh) 一种石墨烯/硅柱阵列肖特基结光伏电池及其制造方法
CN109285897A (zh) 一种高效钝化接触晶体硅太阳电池及其制备方法
CN102751371A (zh) 一种太阳能薄膜电池及其制造方法
CN102332499B (zh) 一种利用微颗粒制备双结构绒面透明电极的方法
JP7109833B2 (ja) 半積層型フレキシブルシリコン系薄膜太陽電池、及びその製造方法
CN102231398A (zh) 具有绒面的铜铟镓硒薄膜电池及其制备方法
CN103730522A (zh) 光电转换结构、应用其的太阳能电池及其制造方法
CN102881728B (zh) 基于超颖材料结构的薄膜太阳能电池及其制备方法
Chen et al. Improvement of conversion efficiency of multi-crystalline silicon solar cells using reactive ion etching with surface pre-etching
CN104538476A (zh) 基于硅纳米线绒面的异质结太阳能电池及其制备方法
CN102157594B (zh) 一种超晶格量子阱太阳电池及其制备方法
CN202651157U (zh) 一种低辐射透明薄膜太阳能电池组件
Gudovskikh et al. Multijunction a-Si: H/c-Si solar cells with vertically-aligned architecture based on silicon nanowires
CN105405910A (zh) 一种异质结太阳能电池及其制备方法与太阳能电池组件
CN104842073A (zh) 一种薄膜太阳能电池的激光刻蚀方法及装置
CN103107240A (zh) 多晶硅薄膜太阳能电池及其制作方法
CN103107236B (zh) 异质结太阳能电池及其制作方法
CN102208459A (zh) 基于ZnO纳米线的高效硅基薄膜太阳能电池及制造方法
TW201240130A (en) Manufacturing method for multi-color crayoned solar cells
CN106024919A (zh) 非晶硅薄膜太阳能电池及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131009

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication