CN106129180A - 一种晶体硅太阳能电池的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，包括原料硅片加工制得绒面硅片，PN结加工制得PN结硅片，蒸镀烧结加工制得晶体硅太阳能电池；根据晶体硅太阳能电池应用地域的气象环境确定分档测试的温度范围和光照强度范围，然后测试晶体硅太阳能电池的电池效率进行初步分档并剔除在确定的温度范围和光照强度范围内电池效率变化情况与整体差异较大的个体，再测试晶体硅太阳能电池的工作电流值进行精细分档并剔除在确定的温度范围和光照强度范围内工作电流值变化情况与整体差异较大的个体。本发明使组件封装时单元电池片之间的工作电流相匹配，从而使太阳能电池板具有较低的功率损失率和较高的电池效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池加工技术领域，特别是一种晶体硅太阳能电池的制造工艺。
背景技术
可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可永续利用，是有利于人与自然和谐发展的重要能源。在可再生能源中，太阳能、风能尤其具有普遍性和安全实用性，其中太阳能更是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分清洁、绝对安全、相对广泛、资源充足、经济实用、长寿命和免维护性等一系列突出优点。尤其在我国太阳能是总储量最为丰富的可再生能源，我国陆地每年接受的太阳能辐射能理论估计值为1.47×108亿千瓦时，是我国当前和未来最具规模化和产业化发展潜力的可再生能源。
光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，这种技术的关键元件是太阳能电池；太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统装置。太阳能电池的制造工艺主要包括以下步骤：对硅片进行切割和清洗，然后进行绒面制备；再进行扩散前清洗，然后进行磷扩散；然后进行周边刻蚀，去除背面的PN结；然后依次制备上下电极和减反射膜，最后烧结并进行测试分档。
现有技术中的太阳能电池板中同一电池效率档的单元电池片工作的电流差的离散度较大，使组件封装时单元电池片之间会出现工作电流不匹配，影响电池效率且整个组件功率损失较高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，使组件封装时单元电池片之间的工作电流相匹配，从而使太阳能电池板具有较低的功率损失率和较高的电池效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一、原料硅片加工：将立方块状硅切割成棒状，再由棒状切割成片状硅片，然后用碱性溶液腐蚀除去硅片表面的切割损伤区域同时形成绒面，制备获得绒面硅片；
步骤二、PN结加工：使用三氯氧磷在扩散炉中对绒面硅片进行磷扩散形成PN结，然后腐蚀去除绒面硅片四周边缘和背面的PN结，制备获得PN结硅片；
步骤三、蒸镀烧结加工：通过真空蒸镀金属铝制作PN结硅片的上下电极，然后再通过真空蒸镀在PN结硅片表面形成一层三氧化二铝膜用以减少入反射损失，最后将镀膜后的PN结硅片烧结在铜质底板上，制备获得晶体硅太阳能电池；
步骤四、测试分档作业：根据晶体硅太阳能电池应用地域的气象环境确定分档测试的温度范围和光照强度范围，然后测试晶体硅太阳能电池的电池效率进行初步分档并剔除在确定的温度范围和光照强度范围内电池效率变化情况与整体差异较大的个体，再测试晶体硅太阳能电池的工作电流值进行精细分档并剔除在确定的温度范围和光照强度范围内工作电流值变化情况与整体差异较大的个体。
作为上述技术方案的进一步改进，测试分档作业包括以下步骤：
步骤41、根据晶体硅太阳能电池应用地域的气象环境确定分档测试的温度范围和光照强度范围；
步骤42、选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的中位值作为测试环境，然后测试晶体硅太阳能电池的电池效率，得到中位值电池效率，确定电池效率分档区间，然后根据中位值电池效率测试结果进行初步分档；
步骤43、分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的极值作为测试环境，然后对初步分档后的晶体硅太阳能电池进行电池效率测试，得到极值电池效率；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的极值电池效率均值，将每一档中极值电池效率与其所在分档中极值电池效率均值的差值大于电池效率分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除；
步骤44、选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的中位值作为测试环境，对步骤三分类后的晶体硅太阳能电池进行工作电流值测试，得到中位值工作电流，确定工作电流值分档区间，然后根据中位值工作电流测试结果进行精细分档；
步骤45、分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的极值作为测试环境，然后对精细分档后的晶体硅太阳能电池进行工作电流值测试，得到极值工作电流；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的极值工作电流均值，将每一档中极值工作电流与其所在分档中极值工作电流均值的差值大于工作电流值分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，一方面避免了同一电池效率档的单元电池片工作的电流差离散度大的问题，另一方面将不同光照条件下工作状态与整体电池组有较大偏差的单元电池片剔除，使组件封装时单元电池片之间的工作电流相匹配，从而使太阳能电池板具有较低的功率损失率和较高的电池效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明，本实施例所提供的一一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一、原料硅片加工：将立方块状硅切割成棒状，再由棒状切割成片状硅片，然后用碱性溶液腐蚀除去硅片表面的切割损伤区域同时形成绒面，制备获得绒面硅片；
步骤二、PN结加工：使用三氯氧磷在扩散炉中对绒面硅片进行磷扩散形成PN结，然后腐蚀去除绒面硅片四周边缘和背面的PN结，制备获得PN结硅片；
步骤三、蒸镀烧结加工：通过真空蒸镀金属铝制作PN结硅片的上下电极，然后再通过真空蒸镀在PN结硅片表面形成一层三氧化二铝膜用以减少入反射损失，最后将镀膜后的PN结硅片烧结在铜质底板上，制备获得晶体硅太阳能电池；
步骤四、测试分档作业，具体地，包括以下步骤：
步骤41、根据晶体硅太阳能电池应用地域的气象环境确定分档测试的温度范围和光照强度范围；
步骤42、选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的中位值作为测试环境，然后测试晶体硅太阳能电池的电池效率，得到中位值电池效率，确定电池效率分档区间，然后根据中位值电池效率测试结果进行初步分档；
步骤43、分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的最大值作为测试环境，然后对初步分档后的晶体硅太阳能电池进行电池效率测试，得到最大值电池效率；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的最大值电池效率均值，将每一档中最大值电池效率与其所在分档中最大值电池效率均值的差值大于电池效率分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除；
分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的最小值作为测试环境，然后对初步分档后的晶体硅太阳能电池进行电池效率测试，得到最小值电池效率；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的最小值电池效率均值，将每一档中最小值电池效率与其所在分档中最小值电池效率均值的差值大于电池效率分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除；
步骤44、选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的中位值作为测试环境，对步骤三分类后的晶体硅太阳能电池进行工作电流值测试，得到中位值工作电流，确定工作电流值分档区间，然后根据中位值工作电流测试结果进行精细分档；
步骤45、分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的最大值作为测试环境，然后对精细分档后的晶体硅太阳能电池进行工作电流值测试，得到最大值工作电流；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的最大值工作电流均值，将每一档中最大值工作电流与其所在分档中最大值工作电流均值的差值大于工作电流值分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除；
分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的最小值作为测试环境，然后对初步分档后的晶体硅太阳能电池进行工作电流值测试，得到最小值工作电流；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的最小值工作电流均值，将每一档中最小值工作电流与其所在分档中最小值工作电流均值的差值大于工作电流值分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、原料硅片加工：将立方块状硅切割成棒状，再由棒状切割成片状硅片，然后用碱性溶液腐蚀除去硅片表面的切割损伤区域同时形成绒面，制备获得绒面硅片；
步骤二、PN结加工：使用三氯氧磷在扩散炉中对绒面硅片进行磷扩散形成PN结，然后腐蚀去除绒面硅片四周边缘和背面的PN结，制备获得PN结硅片；
步骤三、蒸镀烧结加工：通过真空蒸镀金属铝制作PN结硅片的上下电极，然后再通过真空蒸镀在PN结硅片表面形成一层三氧化二铝膜用以减少入反射损失，最后将镀膜后的PN结硅片烧结在铜质底板上，制备获得晶体硅太阳能电池；
步骤四、测试分档作业：根据晶体硅太阳能电池应用地域的气象环境确定分档测试的温度范围和光照强度范围，然后测试晶体硅太阳能电池的电池效率进行初步分档并剔除在确定的温度范围和光照强度范围内电池效率变化情况与整体差异较大的个体，再测试晶体硅太阳能电池的工作电流值进行精细分档并剔除在确定的温度范围和光照强度范围内工作电流值变化情况与整体差异较大的个体。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池的制造工艺，其特征在于：测试分档作业包括以下步骤：
步骤41、根据晶体硅太阳能电池应用地域的气象环境确定分档测试的温度范围和光照强度范围；
步骤42、选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的中位值作为测试环境，然后测试晶体硅太阳能电池的电池效率，得到中位值电池效率，确定电池效率分档区间，然后根据中位值电池效率测试结果进行初步分档；
步骤43、分别选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的极值作为测试环境，然后对初步分档后的晶体硅太阳能电池进行电池效率测试，得到极值电池效率；计算获得每一档晶体硅太阳能电池的极值电池效率均值，将每一档中极值电池效率与其所在分档中极值电池效率均值的差值大于电池效率分档区间长度值一半的晶体硅太阳能电池剔除；
步骤44、选择步骤一中确定的温度范围和光照强度范围的中位值作为测试环境，对步骤三分类后的晶体硅太阳能电池进行工作电流值测试，得到中位值工作电流，确定工作电流值分档区间，然后根据中位值工作电流测试结果进行精细分档；
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161116 |