CN110391304A - 一种太阳能电池多层减反射渐变膜及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池多层减反射渐变膜及其制备方法，所述太阳能电池多层减反射渐变膜包括由下至上依次设置的第一氮化硅薄膜、第二氮化硅薄膜、第一氮氧化硅薄膜、第二氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜，且各薄膜的折射率由下至上逐层降低。本发明由下至上由两层氮化硅薄膜、两层氮氧化硅薄膜和一层氧化硅薄膜组成，各薄膜的折射率逐层降低，解决了现有氮化硅膜层之间折射率差距较大导致光学失配造成光损失的问题，使得太阳能电池正面整体反射率更低，增加光吸收，提高了太阳能电池的转换效率；而且本发明由于内层的氮化硅薄膜折射率较大，具有优异的钝化作用，进一步增强了太阳能电池的短波响应，同时提升了太阳能电池的抗PID性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池多层减反射渐变膜，还涉及该太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺。
背景技术
太阳能电池制备减反射膜是太阳能电池制造工艺流程中一道非常重要的工序。减反射膜可以降低太阳能电池正表面的光反射，增加光吸收，同时具有钝化作用，减少电池表面复合，还有可以保护电池不受外界水气、金属杂质的侵蚀而发生衰减。
常被用作减反射膜的材料是氮化硅，目前主要使用等离子体镀膜设备制备氮化硅薄膜，通过改变氮/硅比可以制备得到不同折射率的氮化硅薄膜，由于高折射率的氮化硅具有较好的表面钝化作用，因此高折射率的氮化硅被用做底层，同时需要制备一层折射率低的氮化硅用做外层，以保证减反射膜的整体折射率低从而达到较好的减反效果。但是，两层氮化硅膜之间折射率差距较大会导致光学失配造成光损失问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种减少光损失、提高钝化效果、提高转换效率的太阳能电池多层减反射渐变膜。
本发明的第一个目的通过如下的技术方案来实现：一种太阳能电池多层减反射渐变膜，其特征在于：它包括由下至上依次设置的第一氮化硅薄膜、第二氮化硅薄膜、第一氮氧化硅薄膜、第二氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜，且各薄膜的折射率由下至上逐层降低。
本发明由下至上由两层氮化硅薄膜、两层氮氧化硅薄膜和一层氧化硅薄膜组成，各薄膜的折射率逐层降低，解决了现有氮化硅膜层之间折射率差距较大导致光学失配造成光损失的问题，使得太阳能电池正面整体反射率更低，增加光吸收，提高了太阳能电池的转换效率；而且本发明由于内层的氮化硅薄膜折射率较大，具有优异的钝化作用，进一步增强了太阳能电池的短波响应，同时提升了太阳能电池的抗PID性能。
本发明所述第一氮化硅薄膜的膜厚为10-20nm，折射率为2.2-2.3。
本发明所述第二氮化硅薄膜的膜厚为30-50nm，折射率为2.03-2.09。
本发明所述第一氮氧化硅薄膜的膜厚为3-15nm，折射率为1.8-2.0。
本发明所述第二氮氧化硅薄膜的膜厚为3-15nm，折射率大于或等于1.6且小于1.8。
本发明所述氧化硅薄膜的膜厚为3-15nm，折射率为1.3-1.5。
本发明所述太阳能电池多层减反射渐变膜是单晶电池、PERC电池或多晶电池的减反射膜。
本发明的第二个目的在于提供一种上述太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺。
本发明的第二个目的通过如下的技术方案来实现：一种上述太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
S1、在经过制绒处理的硅片正面上沉积第一氮化硅薄膜；
S2、在第一氮化硅薄膜上沉积第二氮化硅薄膜，且第二氮化硅薄膜的折射率低于第一氮化硅薄膜的折射率；
S3、在第二氮化硅薄膜上沉积第一氮氧化硅薄膜，且第一氮氧化硅薄膜的折射率低于第二氮化硅薄膜的折射率；
S4、在第一氮氧化硅薄膜上沉积第二氮氧化硅薄膜，且第二氮氧化硅薄膜的折射率低于第一氮氧化硅薄膜的折射率；
S5、在第二氮氧化硅薄膜上沉积氧化硅薄膜，且氧化硅薄膜的折射率低于第二氮氧化硅薄膜的折射率。
本发明在所述步骤S1中，沉积第一氮化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率7000-13500W，沉积压力1300-1800mTor，沉积占空比5:40-5:80ms，沉积时间50-150s，氨气流量3000-5000sccm，硅烷流量700-1300sccm。
本发明在所述步骤S2中，沉积第二氮化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率9000-13500W，沉积压力1300-1800mTor，沉积占空比5:40-5:80ms，沉积时间300-550s，氨气流量6000-8000sccm，硅烷流量600-1200sccm。
本发明在所述步骤S3中，沉积第一氮氧化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率5000-9000W，沉积压力800-1500mTor，沉积占空比5:100-5:150ms，沉积时间100-300s，笑气流量500-900sccm，氨气流量1800-3200sccm，硅烷流量100-300sccm。
本发明在所述步骤S4中，沉积第二氮氧化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率5000-9000W，沉积压力800-1500mTor，沉积占空比5:100-5:150ms，沉积时间100-200s，笑气流量1500-3500sccm，氨气流量500-1500sccm，硅烷流量100-300sccm。
本发明在所述步骤S5中，沉积氧化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率5000-9000W，沉积压力800-1500mTor，沉积占空比5:100-5:150ms，沉积时间100-200s，笑气流量3000-5200sccm，硅烷流量100-300sccm。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明多层减反射渐变膜解决了现有两氮化硅膜层之间由于折射率差距较大导致光学失配造成光损失的问题，使得太阳能电池正面整体反射率更低，增加光吸收，提高了太阳能电池的转换效率。
⑵本发明多层减反射渐变膜由于第一氮化硅薄膜的折射率较大，具有优异的钝化作用，进一步增强了太阳能电池的短波响应，同时提升太阳能电池的抗PID性能。
⑶本发明适用于单晶、高效PERC电池与多晶电池。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的反射率曲线图；
图3是本发明实施例1的IQE曲线图；
图4是本发明实施例2的反射率曲线图；
图5是本发明实施例2的IQE曲线图；
图6是本发明实施例3的反射率曲线图；
图7是本发明实施例3的IQE曲线图；
图8是对比例1-3的反射率曲线图；
图9是对比例1-3的IQE曲线图。
图中：1-氧化硅薄膜；2-第二氮氧化硅薄膜；3-第一氮氧化硅薄膜；4-第二氮化硅薄膜；5-第一氮化硅薄膜；6-单晶硅片。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，是本发明一种太阳能电池多层减反射渐变膜，包括由下至上依次设置的第一氮化硅薄膜5、第二氮化硅薄膜4、第一氮氧化硅薄膜3、第二氮氧化硅薄膜2和氧化硅薄膜1，且各薄膜的折射率由下至上逐层降低。第一氮化硅薄膜5的膜厚为12nm，折射率为2.23；第二氮化硅薄膜4的膜厚为45nm，折射率为2.05；第一氮氧化硅薄膜3的膜厚为6nm，折射率为1.93；第二氮氧化硅薄膜2的膜厚为6nm，折射率为1.68；氧化硅薄膜1的膜厚为5nm，折射率为1.41。
太阳能电池多层减反射渐变膜的厚度为74nm，折射率为2.09。
一种上述太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺，具体包括以下步骤：
S1、使用管式等离子体沉积设备在经过制绒处理的单晶硅片6正面上沉积第一氮化硅薄膜5，沉积温度450℃，沉积功率9800W，沉积压力1600mTor，沉积占空比5:70ms，沉积时间100s，氨气流量4100sccm，硅烷流量1200sccm。
S2、在第一氮化硅薄膜5上沉积第二氮化硅薄膜4，沉积温度450℃，沉积功率12500W，沉积压力1600mTor，沉积占空比5:70ms，沉积时间455s，氨气流量7500sccm，硅烷流量950sccm；
S3、在第二氮化硅薄膜4上沉积第一氮氧化硅薄膜3，沉积温度450℃，沉积功率8000W，沉积压力900mTor，沉积占空比5:140ms，沉积时间180s，笑气流量900sccm，氨气流量2700sccm，硅烷流量140sccm；
S4、在第一氮氧化硅薄膜3上沉积第二氮氧化硅薄膜2，沉积温度450℃，沉积功率8000W，沉积压力900mTor，沉积占空比5:140ms，沉积时间80s，笑气流量2500sccm，氨气流量900sccm，硅烷流量140sccm；
S5、在第二氮氧化硅薄膜2上沉积氧化硅薄膜1，沉积温度450℃，沉积功率8000W，沉积压力900mTor，沉积占空比5:140ms，沉积时间60s，笑气流量4500sccm，硅烷流量145sccm。
本发明机理：减反射膜结构由内而外由两层氮化硅、两层氮氧化硅和一层氧化硅组成，各膜层均由管式等离子体镀膜设备沉积镀膜，氮化硅层通过控制氨气/硅烷气流比来实现折射率渐变，氮氧化硅层通过控制氨气/笑气/硅烷气流比来实现折射率渐变，通过氮化硅、氮氧化硅和二氧化硅五种不同折射的匹配，实现了减反射膜由内而外的折射率逐渐降低，使入射光在膜层中多次折射，避免入射光直接入射高折射率的氮化硅引起大角度折射而导致光损失，同时增强太阳能电池对短波光的吸收。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：第一氮化硅薄膜5的膜厚为12nm，折射率为2.21；第二氮化硅薄膜4的膜厚为45nm，折射率为2.09；第一氮氧化硅薄膜3的膜厚为6nm，折射率为1.96；第二氮氧化硅薄膜2的膜厚为6nm，折射率为1.74；氧化硅薄膜1的膜厚为6nm，折射率为1.45。
太阳能电池多层减反射渐变膜的厚度为75nm，折射率为2.08。
一种上述太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺，具体包括以下步骤：
S1、使用管式等离子体沉积设备在经过制绒处理的单晶硅片6正面上沉积第一氮化硅薄膜5，沉积温度460℃，沉积功率8000W，沉积压力1600mTor，沉积占空比5:60ms，沉积时间85s，氨气流量4100sccm，硅烷流量1050sccm；
S2、在第一氮化硅薄膜5上沉积第二氮化硅薄膜4，沉积温度460℃，沉积功率11800W，沉积压力1600mTor，沉积占空比5:60ms，沉积时间400s，氨气流量7000sccm，硅烷流量800sccm；
S3、在第二氮化硅薄膜4上沉积第一氮氧化硅薄膜3，沉积温度460℃，沉积功率8500W，沉积压力1000mTor，沉积占空比5:150ms，沉积时间180s，笑气流量800sccm，氨气流量2700sccm，硅烷流量135sccm；
S4、在第一氮氧化硅薄膜3上沉积第二氮氧化硅薄膜2，沉积温度460℃，沉积功率8500W，沉积压力1000mTor，沉积占空比5:150ms，沉积时间95s，笑气流量2500sccm，氨气流量900sccm，硅烷流量135sccm；
S5、在第二氮氧化硅薄膜2上沉积氧化硅薄膜1，沉积温度460℃，沉积功率8500W，沉积压力1000mTor，沉积占空比5:150ms，沉积时间50s，笑气流量4300sccm，硅烷流量135sccm。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于：第一氮化硅薄膜5的膜厚为12nm，折射率为2.21；第二氮化硅薄膜4的膜厚为45nm，折射率为2.08；第一氮氧化硅薄膜3的膜厚为6nm，折射率为1.95；第二氮氧化硅薄膜2的膜厚为6nm，折射率为1.76；氧化硅薄膜1的膜厚为6nm，折射率为1.46。
太阳能电池多层减反射渐变膜的厚度为75nm，折射率为2.09。
一种上述太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺，具体包括以下步骤：
S1、使用管式等离子体沉积设备在经过制绒处理的单晶硅片6正面上沉积第一氮化硅薄膜5，沉积温度460℃，沉积功率9000W，沉积压力1500mTor，沉积占空比5:50ms，沉积时间71s，氨气流量3900sccm，硅烷流量1000sccm；
S2、在第一氮化硅薄膜5上沉积第二氮化硅薄膜4，沉积温度460℃，沉积功率12500W，沉积压力1500mTor，沉积占空比5:50ms，沉积时间345s，氨气流量7500sccm，硅烷流量920sccm；
S3、在第二氮化硅薄膜4上沉积第一氮氧化硅薄膜3，沉积温度460℃，沉积功率8500W，沉积压力1000mTor，沉积占空比5:150ms，沉积时间180s，笑气流量800sccm，氨气流量2500sccm，硅烷流量150sccm；
S4、在第一氮氧化硅薄膜3上沉积第二氮氧化硅薄膜2，沉积温度460℃，沉积功率8500W，沉积压力1000mTor，沉积占空比5:150ms，沉积时间80s，笑气流量2450sccm，氨气流量850sccm，硅烷流量150sccm；
S5、在第二氮氧化硅薄膜2上沉积氧化硅薄膜1，沉积温度460℃，沉积功率8500W，沉积压力1000mTor，沉积占空比5:150ms，沉积时间50s，笑气流量4500sccm，硅烷流量150sccm；
实施例1多层减反射渐变膜的测试反射率曲线如图2所示，实施例2多层减反射渐变膜的测试反射率曲线如图4所示，实施例3多层减反射渐变膜的测试反射率曲线如图6所示，图8是对比例1-3的反射率曲线图，可以看出，实施例1-3多层减反射渐变膜的反射率在短波段300-400nm明显低于对比例1-3，说明多层减反射渐变膜降低了整体反射率。
实施例1多层减反射渐变膜的测试IQE曲线如图3所示，实施例2多层减反射渐变膜的测试IQE曲线如图5所示，实施例3多层减反射渐变膜的测试IQE曲线如图7所示，图9是对比例1-3的IQE曲线图。使用管式等离子体沉积设备在经过制绒、扩散、刻蚀和退火后的单晶硅片上，沉积多层减反射渐变膜，制作太阳能电池片，测试电性能与转换效率，同时测试电池片的IQE。
| Type | Uoc(V) | Isc(A) | Rs(Ω) | Rsh(Ω) | FF(％) | Eta(％) | Irev2(A) |
| 实施例1 | 0.6716 | 9.812 | 0.00180 | 1211 | 81.22 | 21.905％ | 0.031 |
| 实施例2 | 0.6721 | 9.808 | 0.00181 | 1121 | 81.25 | 21.920％ | 0.035 |
| 实施例3 | 0.6711 | 9.794 | 0.00176 | 1220 | 81.34 | 21.877％ | 0.031 |
| 对比例1-3 | 0.6710 | 9.790 | 0.00176 | 1011 | 81.21 | 21.873％ | 0.054 |
(表1)
可以看出，实施例1-3的短波响应较对比例1-3高，说明多层减反射渐变膜的钝化效果较好；从表1电性能与效率可以看出本发明多层减反射渐变膜的电池转换效率有0.03-0.05％提升。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池多层减反射渐变膜，其特征在于：它包括由下至上依次设置的第一氮化硅薄膜、第二氮化硅薄膜、第一氮氧化硅薄膜、第二氮氧化硅薄膜和氧化硅薄膜，且各薄膜的折射率由下至上逐层降低。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池多层减反射渐变膜，其特征在于：所述第一氮化硅薄膜的膜厚为10-20nm，折射率为2.2-2.3；所述第二氮化硅薄膜的膜厚为30-50nm，折射率为2.03-2.09；所述第一氮氧化硅薄膜的膜厚为3-15nm，折射率为1.8-2.0；所述第二氮氧化硅薄膜的膜厚为3-15nm，折射率为大于或等于1.6且小于1.8；所述氧化硅薄膜的膜厚为3-15nm，折射率为1.3-1.5。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池多层减反射渐变膜，其特征在于：所述太阳能电池多层减反射渐变膜的厚度为66-78nm，折射率为2.07-2.09。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池多层减反射渐变膜，其特征在于：所述太阳能电池多层减反射渐变膜是单晶电池、PERC电池或多晶电池的减反射膜。
5.一种权利要求1～4任一项所述太阳能电池多层减反射渐变膜的制备工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
S1、在经过制绒处理的硅片正面上沉积第一氮化硅薄膜；
S2、在第一氮化硅薄膜上沉积第二氮化硅薄膜，且第二氮化硅薄膜的折射率低于第一氮化硅薄膜的折射率；
S3、在第二氮化硅薄膜上沉积第一氮氧化硅薄膜，且第一氮氧化硅薄膜的折射率低于第二氮化硅薄膜的折射率；
S4、在第一氮氧化硅薄膜上沉积第二氮氧化硅薄膜，且第二氮氧化硅薄膜的折射率低于第一氮氧化硅薄膜的折射率；
S5、在第二氮氧化硅薄膜上沉积氧化硅薄膜，且氧化硅薄膜的折射率低于第二氮氧化硅薄膜的折射率。
6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤S1中，沉积第一氮化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率7000-13500 W，沉积压力1300-1800mTor，沉积占空比5:40-5:80ms，沉积时间50-150s，氨气流量3000-5000sccm，硅烷流量700-1300sccm。
7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤S2中，沉积第二氮化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率9000-13500 W，沉积压力1300-1800mTor，沉积占空比5:40-5:80ms，沉积时间300-550s，氨气流量6000-8000sccm，硅烷流量600-1200sccm。
8.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤S3中，沉积第一氮氧化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率5000-9000 W，沉积压力800-1500mTor，沉积占空比5:100-5:150ms，沉积时间100-300s，笑气流量500-900sccm，氨气流量1800-3200sccm，硅烷流量100-300sccm。
9.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤S4中，沉积第二氮氧化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率5000-9000 W，沉积压力800-1500mTor，沉积占空比5:100-5:150ms，沉积时间100-200s，笑气流量1500-3500sccm，氨气流量500-1500sccm，硅烷流量100-300sccm。
10.根据权利要求9所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤S5中，沉积氧化硅薄膜的工艺参数为：沉积温度410-480℃，沉积功率5000-9000 W，沉积压力800-1500mTor，沉积占空比5:100-5:150ms，沉积时间100-200s，笑气流量3000-5200sccm，硅烷流量100-300sccm。
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111029415A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 广东爱旭科技有限公司 | 改善管式perc太阳能电池边缘绕镀色差的正面复合膜 |
| CN111081823A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-04-28 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种减少绕镀和色差的perc太阳能电池制作方法 |
| CN111106186A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 广东爱旭科技有限公司 | 用于全黑晶硅光伏组件的太阳能电池及其制备方法 |
| CN111139448A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-12 | 浙江鸿禧能源股份有限公司 | 一种新型pecvd镀膜工艺 |
| CN111416022A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-14 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种用于制备黑组件太阳能电池正膜的制备方法 |
| CN112349813A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-09 | 江苏润阳悦达光伏科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺 |
| CN112981351A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-06-18 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 非金属吸收渐变薄膜的制备方法、具膜器件和电子产品 |
| CN113066893A (zh) * | 2019-12-13 | 2021-07-02 | 南通苏民新能源科技有限公司 | 一种双面perc太阳电池及其制备方法 |
| CN113278950A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-20 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 渐变折射率减反薄膜及其制备方法和应用 |
| CN114420770A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-04-29 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及其光伏组件 |
| CN114944441A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-26 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件 |
| CN115172474A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 一种太阳电池及其制备方法 |
| US11536876B2 (en) | 2020-05-09 | 2022-12-27 | Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. | Composite membrane, touchpad and display device |
| WO2023125776A1 (zh) | 2021-12-30 | 2023-07-06 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池正面钝化膜层 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120003637A (ko) * | 2010-07-05 | 2012-01-11 | 현대중공업 주식회사 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| CN102534547A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-07-04 | 合肥晶澳太阳能科技有限公司 | 一种晶体硅太阳电池的渐变减反射氮化硅薄膜的制备工艺 |
| CN104952941A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-09-30 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种多层异质减反射膜太阳能电池 |
| CN106449783A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 多晶硅太阳能电池高效多层减反射膜及其制备方法 |
| CN210778613U (zh) * | 2019-07-02 | 2020-06-16 | 天津爱旭太阳能科技有限公司 | 一种太阳能电池多层减反射渐变膜 |
-
2019
- 2019-07-02 CN CN201910588489.1A patent/CN110391304A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120003637A (ko) * | 2010-07-05 | 2012-01-11 | 현대중공업 주식회사 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| CN102534547A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-07-04 | 合肥晶澳太阳能科技有限公司 | 一种晶体硅太阳电池的渐变减反射氮化硅薄膜的制备工艺 |
| CN104952941A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-09-30 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种多层异质减反射膜太阳能电池 |
| CN106449783A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 多晶硅太阳能电池高效多层减反射膜及其制备方法 |
| CN210778613U (zh) * | 2019-07-02 | 2020-06-16 | 天津爱旭太阳能科技有限公司 | 一种太阳能电池多层减反射渐变膜 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113066893A (zh) * | 2019-12-13 | 2021-07-02 | 南通苏民新能源科技有限公司 | 一种双面perc太阳电池及其制备方法 |
| CN111139448A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-12 | 浙江鸿禧能源股份有限公司 | 一种新型pecvd镀膜工艺 |
| CN111106186A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-05 | 广东爱旭科技有限公司 | 用于全黑晶硅光伏组件的太阳能电池及其制备方法 |
| CN111029415A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 广东爱旭科技有限公司 | 改善管式perc太阳能电池边缘绕镀色差的正面复合膜 |
| CN111081823A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-04-28 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种减少绕镀和色差的perc太阳能电池制作方法 |
| CN111416022A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-14 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种用于制备黑组件太阳能电池正膜的制备方法 |
| US11536876B2 (en) | 2020-05-09 | 2022-12-27 | Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. | Composite membrane, touchpad and display device |
| CN112349813A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-09 | 江苏润阳悦达光伏科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池pecvd低反射率膜优化工艺 |
| CN113278950A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-20 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 渐变折射率减反薄膜及其制备方法和应用 |
| CN112981351A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-06-18 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 非金属吸收渐变薄膜的制备方法、具膜器件和电子产品 |
| WO2023125776A1 (zh) | 2021-12-30 | 2023-07-06 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池正面钝化膜层 |
| CN114420770A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-04-29 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及其光伏组件 |
| CN114944441A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-26 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件 |
| CN114944441B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-07-25 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件 |
| WO2023226487A1 (zh) * | 2022-05-23 | 2023-11-30 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件 |
| CN115172474A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 一种太阳电池及其制备方法 |
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