CN111463319B - 一种硅太阳能电池片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池领域，涉及一种硅太阳能电池片，具体涉及一种硅太阳能电池片的制作方法，包括如下步骤：步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干2‑4h，然后升温烘干30‑120min，形成减反射膜；步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片。本发明解决了现有太阳能板电势诱导衰减现象，利用二氧化硅的电绝缘特性和一氧化钛的电传导性，实现了硅基片表面无漏电流现象，辅以一氧化钛与浆料的连接性，形成快速传导体系。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，涉及一种硅太阳能电池片，具体涉及一种硅太阳能电池片的制作方法。
背景技术
目前太阳能是一种清洁能源，而光伏组件利用硅材料P-N结的光生伏特效应，光能转化为电能的装置，包括：相对设置的玻璃背板和玻璃基板；设置在玻璃背板和玻璃基板之间的太阳能电池片；固定所述玻璃背板、太阳能电池片和玻璃基板的封装边框等。
传统的太阳能电池片制作工艺包括：制绒、扩散、刻蚀、化学气相沉积(即PECVD)、丝网印刷和烧结等过程。其中，制绒是指利用酸或碱在硅片表面腐蚀出不同的表面形貌，即表面织构化，从而减少光的反射率，提高短路电流，最终提高太阳能电池的光电转换效率；扩散是指对硅片进行杂质扩散，形成PN结，即半导体器件工作的“心脏”；刻蚀是将硅片的P型区域和N型区域隔绝开来；PECVD是借助微波或射频等，使含有薄膜组成原子的气体电离，形成等离子体，而等离子体的化学活性很强，很容易发生化学反应，从而在硅片表面沉积出所期望的减反射膜；丝网印数是指使用印刷刮刀上的胶条，使浆料通过带有图像或图案的丝网模板，对硅片表面进行印刷，形成印刷电极；烧结是指燃尽浆料中的有机组分，使浆料与硅片形成良好的欧姆结合粗。
但是，利用现有技术中太阳能电池制作工艺制作的光伏组件易出现电势诱导衰减效应，即所述光伏组件长期在高负电压的作用下，使得其玻璃基板、封装材料之间存在漏电流通道，大量电荷聚集在太阳能电池片的表面
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种硅太阳能电池片的制作方法，解决了现有太阳能板电势诱导衰减现象，利用二氧化硅的电绝缘特性和一氧化钛的电传导性，实现了硅基片表面无漏电流现象，辅以一氧化钛与浆料的连接性，形成快速传导体系。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种硅太阳能电池片的制作方法，包括如下步骤：
步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；所述制绒采用酸制绒，所述扩散为磷扩散，所述等离子清洗采用氮气，等离子清洗的时间为30-900s；
步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干2-4h，然后升温烘干30-120min，形成减反射膜；硅酸乙酯乙醇液中的硅酸乙酯的浓度为0.02mol/L，硅酸乙酯溶液均匀喷洒在硅基片表面，形成良好的液膜结构，喷洒量为2-5mL/cm2，潮湿环境的湿度为30％，恒温烘干的温度为80-90℃，升温烘干的温度为120-150℃，进一步的，升温烘干过程进行挤压处理，压力为0.5-0.8MPa；
步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片；所述初印刷采用导电材料，且初印刷的质量是电极印刷质量2-6％；所述初印刷采用一氧化钛乙醇悬浊液，所述一氧化钛乙醇悬浊液在硅基板上形成导电基膜，一氧化钛乙醇悬浊液中的一氧化钛在乙醇中的浓度为20-30g/L，所述氮气环境下烘干的温度为80-100℃。
一种硅太阳能电池片，其采用上述方法制作得到。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有太阳能板电势诱导衰减现象，利用二氧化硅的电绝缘特性和一氧化钛的电传导性，实现了硅基片表面无漏电流现象，辅以一氧化钛与浆料的连接性，形成快速传导体系。
2.本发明利用一氧化钛的快速传导性作为基片表面传导，解决了现有电极印刷中基于浆料成分带来的局部电荷堆积问题(导电物质断裂造成局部电传导速度慢)。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
一种硅太阳能电池片的制作方法，包括如下步骤：
步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；所述制绒采用酸制绒，所述扩散为磷扩散，所述等离子清洗采用氮气，等离子清洗的时间为30-900s；
步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干2-4h，然后升温烘干30-120min，形成减反射膜；硅酸乙酯乙醇液中的硅酸乙酯的浓度为0.02mol/L，硅酸乙酯溶液均匀喷洒在硅基片表面，形成良好的液膜结构，喷洒量为2-5mL/cm2，潮湿环境的湿度为30％，恒温烘干的温度为80-90℃，升温烘干的温度为120-150℃，进一步的，升温烘干过程进行挤压处理，压力为0.5-0.8MPa；该步骤中，硅酸乙酯乙醇液属于硅酸乙酯的稀溶液，将其涂覆在硅基片表面能够形成良好的超薄液膜，同时硅基片在等离子清洗中，表面杂质去除的同时能够形成表面微粗糙结构，将硅酸乙酯乙醇液涂覆时，硅酸乙酯分子在乙醇的良好渗透性作用下逐步渗透至微粗糙结构内，能够形成良好的附着效果；在潮湿环境下恒温烘干中，空气中的蒸馏水与乙醇具有良好的互溶体系，乙醇能够起到吸收水分子的效果，将空气中的水分子吸收至液体内，并快速作用之一算乙酯表面，形成水解体系，同时乙醇在该温度下转化为乙醇蒸汽，将硅酸乙酯分子晶化析出，蒸馏水分子能够分透支整个硅酸乙酯薄膜内外，确保内外形成分解反应转化为硅酸结构，形成良好的粘结性；升温烘干过程中将表面液膜中的水分子完全蒸发，同时水解形成有机产物同样蒸发去除，达到硅酸薄膜，随着水分子的不断流失，最终形成二氧化硅薄膜；再辅以压力的条件下，而二氧化硅具有良好的致密性，达到良好的减反射效果；
步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片；所述初印刷采用导电材料，且初印刷的质量是电极印刷质量2-6％；所述初印刷采用一氧化钛乙醇悬浊液，所述一氧化钛乙醇悬浊液在硅基板上形成导电基膜，一氧化钛乙醇悬浊液中的一氧化钛在乙醇中的浓度为20-30g/L，所述氮气环境下烘干的温度为80-100℃，利用氮气环境下一氧化钛具有良好的稳定性，不会出现氧化现象，同时一氧化钛本身具有良好的导电性，实现了快速导电效果，在电极印刷过程中，将导电浆料铺设在一氧化钛表面，利用一氧化钛加快导电浆的电子转移速度，有效的提升了电池片的效率。本申请文件中的烧结要求为现有技术，是本领域技术人员较为常规的方式，此处不做详细描述。
实施例1
一种硅太阳能电池片的制作方法，包括如下步骤：
步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；所述制绒采用酸制绒，所述扩散为磷扩散，所述等离子清洗采用氮气，等离子清洗的时间为30s；
步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干2h，然后升温烘干30min，形成减反射膜；硅酸乙酯乙醇液中的硅酸乙酯的浓度为0.02mol/L，硅酸乙酯溶液均匀喷洒在硅基片表面，形成良好的液膜结构，喷洒量为2mL/cm2，潮湿环境的湿度为30％，恒温烘干的温度为80℃，升温烘干的温度为120℃，升温烘干过程进行挤压处理，压力为0.5MPa；
步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片；所述初印刷采用导电材料，且初印刷的质量是电极印刷质量2％；所述初印刷采用一氧化钛乙醇悬浊液，所述一氧化钛乙醇悬浊液在硅基板上形成导电基膜，一氧化钛乙醇悬浊液中的一氧化钛在乙醇中的浓度为20g/L，所述氮气环境下烘干的温度为80℃。
该实施例中的氧化硅薄膜为5nm折射率为1.5，同时一氧化钛厚度为2nm，有效的提升了传导效率。
实施例2
一种硅太阳能电池片的制作方法，包括如下步骤：
步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；所述制绒采用酸制绒，所述扩散为磷扩散，所述等离子清洗采用氮气，等离子清洗的时间为900s；
步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干4h，然后升温烘干120min，形成减反射膜；硅酸乙酯乙醇液中的硅酸乙酯的浓度为0.02mol/L，硅酸乙酯溶液均匀喷洒在硅基片表面，形成良好的液膜结构，喷洒量为5mL/cm2，潮湿环境的湿度为30％，恒温烘干的温度为90℃，升温烘干的温度为150℃，升温烘干过程进行挤压处理，压力为0.8MPa；
步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片；所述初印刷采用导电材料，且初印刷的质量是电极印刷质量6％；所述初印刷采用一氧化钛乙醇悬浊液，所述一氧化钛乙醇悬浊液在硅基板上形成导电基膜，一氧化钛乙醇悬浊液中的一氧化钛在乙醇中的浓度为30g/L，所述氮气环境下烘干的温度为100℃。
该实施例中的氧化硅薄膜为50nm折射率为1.9，同时一氧化钛厚度为5nm，有效的提升了传导效率。
实施例3
一种硅太阳能电池片的制作方法，包括如下步骤：
步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；所述制绒采用酸制绒，所述扩散为磷扩散，所述等离子清洗采用氮气，等离子清洗的时间为500s；
步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干3h，然后升温烘干90min，形成减反射膜；硅酸乙酯乙醇液中的硅酸乙酯的浓度为0.02mol/L，硅酸乙酯溶液均匀喷洒在硅基片表面，形成良好的液膜结构，喷洒量为4mL/cm2，潮湿环境的湿度为30％，恒温烘干的温度为85℃，升温烘干的温度为140℃，升温烘干过程进行挤压处理，压力为0.6MPa；
步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片；所述初印刷采用导电材料，且初印刷的质量是电极印刷质量4％；所述初印刷采用一氧化钛乙醇悬浊液，所述一氧化钛乙醇悬浊液在硅基板上形成导电基膜，一氧化钛乙醇悬浊液中的一氧化钛在乙醇中的浓度为25g/L，所述氮气环境下烘干的温度为90℃。
该实施例中的氧化硅薄膜为15nm折射率为1.5，同时一氧化钛厚度为3nm，有效的提升了传导效率。
本发明实施例提供的制作方法通过在硅基片表面形成减反射层，利用二氧化硅优异的电绝缘特性，形成良好的绝缘效果，同时将表面电荷堆积在表面，不会形成漏电流的现象，从而使电池片具有抗电势诱导衰减效应，即可降低或消除所述光伏组件长期工作在高负压环境中所产生的电势诱导衰减效应；针对堆积的电荷，一氧化钛作为印刷底层，能够具有良好的导电特性，将堆积的电荷重新传道，达到消除电荷堆积的效果，实现了电池片使用寿命的延长。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有太阳能板电势诱导衰减现象，利用二氧化硅的电绝缘特性和一氧化钛的电传导性，实现了硅基片表面无漏电流现象，辅以一氧化钛与浆料的连接性，形成快速传导体系。
2.本发明利用一氧化钛的快速传导性作为基片表面传导，解决了现有电极印刷中基于浆料成分带来的局部电荷堆积问题(导电物质断裂造成局部电传导速度慢)。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种硅太阳能电池片的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，将硅基片进行制绒，扩散和刻蚀，然后进行等离子清洗处理，达到表面洁净；
步骤2，将硅酸乙酯乙醇液均匀涂敷在硅基片表面，在潮湿环境中恒温烘干2-4h，然后升温烘干30-120min，形成减反射膜；
步骤3，在硅基片上进行初印刷，氮气环境下烘干形成预印刷膜，然后进行电极印刷，并对印刷好电极的硅片进行烧结，制成太阳能电池片；
所述步骤1中的制绒采用酸制绒，所述扩散为磷扩散，所述等离子清洗采用氮气，等离子清洗的时间为30-900s；
所述步骤2中的硅酸乙酯乙醇液中的硅酸乙酯的浓度为0.02mol/L，硅酸乙酯溶液均匀喷洒在硅基片表面，形成良好的液膜结构，喷洒量为2-5mL/cm2；
所述步骤2中的潮湿环境的湿度为30％，恒温烘干的温度为80-90℃，升温烘干的温度为120-150℃；
所述步骤2中的升温烘干过程进行挤压处理，压力为0.5-0.8MPa；
所述步骤3中的所述初印刷采用导电材料，且初印刷的质量是电极印刷质量2-6％；所述步骤3中的所述初印刷采用一氧化钛乙醇悬浊液，所述一氧化钛乙醇悬浊液在硅基板上形成导电基膜，一氧化钛乙醇悬浊液中的一氧化钛在乙醇中的浓度为20-30g/L，所述氮气环境下烘干的温度为80-100℃。
2.一种硅太阳能电池片，其特征在于：所述电池片采用权利要求1的方法制作得到。
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