CN103730525B - 一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片及其制造工艺，太阳能电池硅基片包括硅基底片本体，所述硅基片本体表面为同心圆型波纹式非平面结构，呈条状顺序排列。它的制造工艺为：利用磁控溅射法预淀积同心圆型二氧化硅薄膜和等离子增强化学气相淀积法淀积非晶硅掩蔽层和化学腐蚀形成表面形貌。本发明硅基片的表面为同心圆型波纹式非平面结构。该结构有效的增大了基片的受光面积，且当光从不同角度入射都有直射面，达到了最大限度的利用光能。硅基片的发电效率高。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种表面呈同心圆型非平面结构条状顺序排列的太阳能电池硅基片及其制造工艺。
背景技术
太阳能发电干净，不产生公害，所以太阳能发电被誉为最理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电变换来实现。
目前，太阳能电池主要有单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池，其中单晶硅电池的量产转换效率最高，可以达到18-19％。但是，太阳能电池的转换效率还不能满足人们对于太阳能电池转换效率的需求。因此，人们在电池上进行了相应的结构设计来进一步提高电池的转换效率。传统太阳能电池都采用的是平面硅基片，当光在非直射情况下，电池的光反射损失大，不具备聚光性能。因此，太阳电池的发电时间受到光照角度的影响，一般为上午9点到下午3点。为了克服以上的困难，需要对太阳电池的硅基片进行非平面化设计以达到增加电池发电时间的目的。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片及其制造工艺，不仅增大了太阳电池受光面积，而且可以实现不同角度的光在电池上都有直射面，达到最大限度的聚集吸收，减小反射。
技术方案：一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片，包括硅基底片本体，其特征在于：所述硅基片本体表面为同心圆型波纹式非平面结构，呈条状顺序排列。
作为优化：所述硅基片本体的同心圆的顶端和底端之间的高度差范围为2-3毫米。
作为优化：所述硅基片本体的同心圆的底面直径之间的宽度差范围为7-12毫米。
一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片的制造工艺，包括如下步骤：
步骤一、氧化掩蔽层淀积：利用开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网将二氧化硅氧化层淀积于硅基片上，在硅基片上形成具有同心圆型结构的二氧化硅；
步骤二、非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网置于平板型硅基片表面，利用等离子增强化学气相沉积法，淀积非晶硅，在硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非晶硅掩蔽层；
步骤三、碱腐蚀：将硅基片的表面浸到碱腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
步骤四、酸腐蚀：将硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
作为优化：所述步骤一中非晶硅掩蔽层的厚度为2-3毫米。
作为优化：所述步骤三中碱腐蚀混和溶液由NaOH构成，步骤四中酸腐蚀混合溶液由HF：HNO3构成，质量比为1∶4-1∶6。
作为优化：所述步骤三中化学腐蚀的温度是85-90℃；腐蚀时间是23-47小时；步骤四中酸腐蚀的温度为65-75℃；腐蚀时间为5-10分钟。
有益效果：本发明硅基片的表面为条状顺序排列的同心圆型非平面结构，这最大限度的增加了电池的受光面积，形成有效的宏观陷光结构；实现了不同角度的光在电池上都有直射面，达到最大限度的聚集吸收，减小反射，延长了电池的有效发电时间。同心圆型的表面可以在光照强度不高的情况下，提高电池的光电转换效率。
本发明的制造工艺，利用化学气相淀积法形成非晶硅掩蔽层，利用化学腐蚀最终形成同心圆型非平面结构。该硅基片的制造工艺简便，表面所形成的同心圆型的非平面结构，提高了太阳电池的转换效率，生产成本低，且有如下特点：
1)氧化掩蔽层淀积：利用开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网将二氧化硅氧化层淀积于硅基片上，在硅基片上形成具有同心圆型结构的二氧化硅；
2)非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网置于平板型硅基片表面，利用等离子增强化学气相沉积法，淀积非晶硅，在硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非晶硅掩蔽层；
3)碱腐蚀：将硅基片的表面浸到碱腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
4)酸腐蚀：将硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
附图说明
图1为本发明的平面结构示意图；
图2为本发明的图1中A-A剖面局部结构示意图；
图3为本发明的制造工艺中丝网的结构示意图；
图4为本发明的制造工艺流程的示意图；
图5为本发明所示电池基板的太阳电池的光谱响应图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图1、2、3所示，一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片，包括硅基底片本体1，硅基片本体1表面为同心圆型波纹式非平面结构，呈条状顺序排列。硅基片本体1的同心圆的顶端2和底端3之间的高度差范围为2-3毫米。硅基片本体1的同心圆的底面直径之间的宽度差范围为7-12毫米。
如图4所示，一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片的制造工艺，包括如下步骤：
步骤一、氧化掩蔽层淀积：利用开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网4将二氧化硅氧化层淀积于硅基片上，在硅基片上形成具有同心圆型结构的二氧化硅；
步骤二、非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网4置于平板型硅基片表面，利用等离子增强化学气相沉积法，淀积非晶硅，在硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非晶硅掩蔽层；
步骤三、碱腐蚀：将硅基片的表面浸到碱腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
步骤四、酸腐蚀：将硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
步骤一中非晶硅掩蔽层的厚度为2-3毫米。
步骤三中碱腐蚀混和溶液由NaOH构成，步骤四中酸腐蚀混合溶液由HF：HNO3构成，质量比为1∶4-1∶6。
步骤三中化学腐蚀的温度是85-90℃；腐蚀时间是23-47小时；步骤四中酸腐蚀的温度为65-75℃；腐蚀时间为5-10分钟。
图5所示为应用本发明所示电池基板的太阳电池的光谱响应图。从图5中可以看出应用本发明的电池基板，电池的光谱响应提高。这说明同心圆型非平面结构可以提高电池转换效率。
对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种同心圆型波纹式太阳能电池硅基片的制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、二氧化硅掩蔽层淀积：利用开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网将二氧化硅氧化层淀积于硅基片上，在硅基片上形成具有同心圆型结构的二氧化硅；
步骤二、非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的同心圆型窗口的丝网置于平板型硅基片表面，利用等离子增强化学气相沉积法，淀积非晶硅，在硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非晶硅掩蔽层；
步骤三、碱腐蚀：将硅基片的表面浸到碱腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构；
步骤四、酸腐蚀：将硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面形成条状顺序排列的同心圆型非平面结构。
2.根据权利要求1所述的同心圆型波纹式太阳能电池硅基片的制造工艺，其特征在于：所述步骤二中非晶硅掩蔽层的厚度为2-3毫米。
3.根据权利要求1所述的同心圆型波纹式太阳能电池硅基片的制造工艺，其特征在于：所述步骤三中碱腐蚀溶液由NaOH构成，步骤四中酸腐蚀溶液由HF：HNO3构成，质量比为1∶4-1∶6。
4.根据权利要求1所述的同心圆型波纹式太阳能电池硅基片的制造工艺，其特征在于：所述步骤三中化学腐蚀的温度是85-90℃；腐蚀时间是23-47小时；步骤四中酸腐蚀的温度为65-75℃；腐蚀时间为5-10分钟。
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