CN103762259B - 一种凸透镜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

本发明公开了一种凸透镜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单晶硅基底片本体，所述硅基片本体表面为凸透镜型波纹式非平面结构，呈条状顺序排列。它的制造工艺为：利用低压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凸透镜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

一种凸透镜型波纹式太阳能电池硅基片及其制造工艺
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多凸透镜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，本发明提供了一种凸透镜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：一种凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片，包括单晶硅基底片本体，所述单晶硅基片本体表面为凸透镜型波纹式非平面结构，呈条状顺序排列。
作为优化：所述单晶硅基片本体的凸透镜的顶端和底端之间的高度差范围为1-2毫米。
作为优化：所述单晶硅基片本体的凸透镜的底面直径之间的宽度差范围为8-10毫米。
一种凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片的制造工艺，包括如下步骤：
步骤一、非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的圆形窗口的丝网置于平板型硅基片表面，利用低压化学气相沉积法，淀积非晶硅，在单晶硅基片的表面形成条状顺序排列的凸透镜型非晶硅掩蔽层；
步骤二、化学腐蚀：将单晶硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使单晶硅基片的表面最终形成条状顺序排列的凸透镜型非平面结构。
作为优化：所述步骤一中低压化学气相淀积法的淀积气压为5-10pa，淀积温度为500-550℃，淀积气体为SiH4，淀积非晶硅掩蔽层的厚度为1-2毫米。
作为优化：所述步骤二中酸腐蚀混合溶液由HF：HN03构成，质量比为1：3-1：5。
作为优化：所述步骤二中化学腐蚀的温度是60-80℃；腐蚀时间是22-35小时。
有益效果：本发明硅基片的表面为条状顺序排列的凸透镜型非平面结构，不仅增大了电池基片表面的受光面积，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，延长了电池的有效发电时间。凸透镜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，利用低压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凸透镜型非平面结构。该硅基片的制造工艺简便，表面所形成的凸透镜型的非平面结构，提高了太阳电池的转换效率，生产成本低，且有如下特点：
1)非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的圆形窗口的丝网置于平板型单晶硅基片表面，利用化学气相沉积法，淀积非晶硅，在硅基片的表面形成条状顺序排列的凸透镜型非晶硅掩蔽层；
2)化学腐蚀：将硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使硅基片的表面最终形成条状顺序排列的凸透镜型非平面结构。
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，一种凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片，包括单晶硅基底片本体1，单晶硅基片本体1表面为凸透镜型波纹式非平面结构，呈条状顺序排列。
单晶硅基片本体1的凸透镜的顶端2和底端3之间的高度差范围为1-2毫米。
单晶硅基片本体1的凸透镜的底面直径之间的宽度差范围为8-10毫米。
如图4所示，一种凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片的制造工艺，包括如下步骤：
步骤一、非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的圆形窗口的丝网4置于平板型单晶硅基片表面，利用低压化学气相沉积法，淀积非晶硅，在单晶硅基片的表面形成条状顺序排列的凸透镜型非晶硅掩蔽层；
步骤二、化学腐蚀：将单晶硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使单晶硅基片的表面最终形成条状顺序排列的凸透镜型非平面结构。
步骤一中低压化学气相淀积法的淀积气压为5-10pa，淀积温度为500-550℃，淀积气体为SiH4，淀积非晶硅掩蔽层的厚度为1-2毫米。
步骤二中酸腐蚀混合溶液由HF：HN03构成，质量比为1：3-1：5。
步骤二中化学腐蚀的温度是60-80℃；腐蚀时间是22-35小时。
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。这说明凸透镜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)

1.一种凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片的制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、非晶硅掩蔽层淀积：将开有条状顺序排列的圆形窗口的丝网置于平板型硅基片表面，利用低压化学气相沉积法，淀积非晶硅，在单晶硅基片的表面形成条状顺序排列的凸透镜型非晶硅掩蔽层；
步骤二、化学腐蚀：将单晶硅基片的表面浸到酸腐蚀溶液中，经过化学腐蚀处理，使单晶硅基片的表面最终形成条状顺序排列的凸透镜型非平面结构。
2.根据权利要求1所述的凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片的制造工艺，其特征在于：所述步骤一中低压化学气相淀积法的淀积气压为5-10Pa，淀积温度为500-550℃，淀积气体为SiH4，淀积非晶硅掩蔽层的厚度为1-2毫米。
3.根据权利要求1所述的凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片的制造工艺，其特征在于：所述步骤二中酸腐蚀溶液由HF：HNO3构成，质量比为1∶3-1∶5。
4.根据权利要求1所述的凸透镜型波纹式太阳能电池单晶硅基片的制造工艺，其特征在于：所述步骤二中化学腐蚀的温度是60-80℃；腐蚀时间是22-35小时。
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