CN111628016B - 一种光伏发电用硅材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：8‑12份晶硅籽晶、3‑7份聚硅氧烷、6‑10份锂化聚乙炔、1‑5份二苯基硅二醇、1‑5份己烷、1.6‑2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4‑8份保护剂、0.6～1份二硫化钼。本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法。本发明通过加入锂化聚乙炔，锂化聚乙炔具有极高的导电性能，在锂化聚乙炔融化后混合在硅材料内，在对光电转化过程中，极大的提高了光伏电池的光电转化率，同时加入保护剂，保护剂具有较强的耐酸耐碱性能，在硅材料使用过程中，有效的保护硅材料，提高硅材料的耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及硅材料制备技术领域，尤其涉及一种光伏发电用硅材料及其制备方法。
背景技术
由于世界经济的快速发展，世界各国对能源的需求口益增长，而且传统能源口渐枯竭，因此在当今世界，能源短缺己经成为世界各国必须面对的共同问题。为了解决能源危机，世界各国一直持续研发各种可行的替代能源，其中以光伏电池最受瞩目。
随着光伏电池的发展,目前市场上主流的光伏电池为硅光伏电池，硅材料被大量运用到电池上，现有的硅材料使得光伏电池光电转化效率低，同时耐腐蚀性差。
发明内容
本发明提出了一种光伏发电用硅材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的光伏电池光电转化效率低，同时耐腐蚀性差的问题。
本发明提出了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：
8-12份晶硅籽晶、3-7份聚硅氧烷、6-10份锂化聚乙炔、1-5份二苯基硅二醇、1-5份己烷、1.6-2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4-8份云母粉、0.6～1份二硫化钼。
优选的，所述二苯基硅二醇与所述己烷的质量比为1:1。
本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将8-12份晶硅籽晶、3-7份聚硅氧烷、6-10份锂化聚乙炔、1-5份二苯基硅二醇、1-5份己烷、1.6-2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4-8份云母粉和0.6～1份二硫化钼放入密炼机中，控制温度为1500-1600℃，加热时间为6-10min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射16-20min后停止，硅材料放置48-72h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
优选的，所述反应气体为氮气或惰性气体。
优选的，所述S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
优选的，所述逐级降温过程为控温室的初始温度为300-400℃，保温10-14min后，控温室内温度降温至80-100℃，保温32-40min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
本发明提出的一种光伏发电用硅材料及其制备方法，有益效果在于：
通过加入锂化聚乙炔，锂化聚乙炔具有极高的导电性能，在锂化聚乙炔融化后混合在硅材料内，在对光电转化过程中，极大的提高了光伏电池的光电转化率，同时加入保护剂，保护剂具有较强的耐酸耐碱性能，在硅材料使用过程中，有效的保护硅材料，提高硅材料的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：
8份晶硅籽晶、3份聚硅氧烷、6份锂化聚乙炔、1份二苯基硅二醇、1份己烷、1.6份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4份云母粉、0.6份二硫化钼。
二苯基硅二醇与优选的己烷的质量比为1:1。
本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将8份晶硅籽晶、3份聚硅氧烷、6份锂化聚乙炔、1份二苯基硅二醇、1份己烷、1.6份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4份云母粉和0.6份二硫化钼放入密炼机中，将原料熔化，控制温度为1500℃，加热时间为6min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，避免空气中的杂质对硅材料造成干扰，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定，通过旋转座可调节激光器的照射角度；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射16min后停止，硅材料放置48h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂保护硅材料，提高硅材料的抗腐蚀性能，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
反应气体为氮气或惰性气体。
S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
逐级降温过程为控温室的初始温度为300℃，保温10min后，控温室内温度降温至80℃，保温32min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
实施例2
本发明提出了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：
9份晶硅籽晶、4份聚硅氧烷、7份锂化聚乙炔、2份二苯基硅二醇、12份己烷、1.7份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、5份云母粉、0.7份二硫化钼。
二苯基硅二醇与优选的己烷的质量比为1:1。
本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将9份晶硅籽晶、4份聚硅氧烷、7份锂化聚乙炔、2份二苯基硅二醇、12份己烷、1.7份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、5份云母粉和0.7份二硫化钼放入密炼机中，将原料熔化，控制温度为1520℃，加热时间为7min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，避免空气中的杂质对硅材料造成干扰，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定，通过旋转座可调节激光器的照射角度；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射17min后停止，硅材料放置54h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂保护硅材料，提高硅材料的抗腐蚀性能，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
反应气体为氮气或惰性气体。
S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
逐级降温过程为控温室的初始温度为320℃，保温11min后，控温室内温度降温至85℃，保温34min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
实施例3
本发明提出了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：
10份晶硅籽晶、5份聚硅氧烷、8份锂化聚乙炔、3份二苯基硅二醇、13份己烷、1.8份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、6份云母粉、0.8份二硫化钼。
二苯基硅二醇与优选的己烷的质量比为1:1。
本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将10份晶硅籽晶、5份聚硅氧烷、8份锂化聚乙炔、3份二苯基硅二醇、13份己烷、1.8份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、6份云母粉和0.8份二硫化钼放入密炼机中，将原料熔化，控制温度为1550℃，加热时间为8min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，避免空气中的杂质对硅材料造成干扰，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定，通过旋转座可调节激光器的照射角度；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射18min后停止，硅材料放置57h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂保护硅材料，提高硅材料的抗腐蚀性能，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
反应气体为氮气或惰性气体。
S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
逐级降温过程为控温室的初始温度为350℃，保温12min后，控温室内温度降温至90℃，保温36min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
实施例4
本发明提出了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：
11份晶硅籽晶、6份聚硅氧烷、9份锂化聚乙炔、4份二苯基硅二醇、4份己烷、1.9份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、7份云母粉、0.9份二硫化钼。
二苯基硅二醇与优选的己烷的质量比为1:1。
本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将原料放入密炼机中，将原料熔化，控制温度为1570℃，加热时间为9min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，避免空气中的杂质对硅材料造成干扰，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定，通过旋转座可调节激光器的照射角度；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射19min后停止，硅材料放置66h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂保护硅材料，提高硅材料的抗腐蚀性能，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
反应气体为氮气或惰性气体。
S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
逐级降温过程为控温室的初始温度为370℃，保温13min后，控温室内温度降温至95℃，保温38min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
实施例5
本发明提出了一种光伏发电用硅材料，其重量按下列配比：
12份晶硅籽晶、7份聚硅氧烷、10份锂化聚乙炔、5份二苯基硅二醇、5份己烷、2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、8份云母粉、1份二硫化钼。
二苯基硅二醇与优选的己烷的质量比为1:1。
本发明还提出了一种光伏发电用硅材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将12份晶硅籽晶、7份聚硅氧烷、10份锂化聚乙炔、5份二苯基硅二醇、5份己烷、2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、8份云母粉和1份二硫化钼放入密炼机中，将原料熔化，控制温度为1600℃，加热时间为10min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，避免空气中的杂质对硅材料造成干扰，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定，通过旋转座可调节激光器的照射角度；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射120min后停止，硅材料放置72h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂保护硅材料，提高硅材料的抗腐蚀性能，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
反应气体为氮气或惰性气体。
逐级降温过程为控温室的初始温度为400℃，保温14min后，控温室内温度降温至100℃，保温40min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光伏发电用硅材料，其特征在于，其重量按下列配比：
8-12份晶硅籽晶、3-7份聚硅氧烷、6-10份锂化聚乙炔、1-5份二苯基硅二醇、1-5份己烷、1.6-2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4-8份云母粉、0.6～1份二硫化钼。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电用硅材料，其特征在于，所述二苯基硅二醇与所述己烷的质量比为1:1。
3.根据权利要求1-2之一所述的一种光伏发电用硅材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将8-12份晶硅籽晶、3-7份聚硅氧烷、6-10份锂化聚乙炔、1-5份二苯基硅二醇、1-5份己烷、1.6-2份甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、4-8份云母粉和0.6～1份二硫化钼放入密炼机中，控制温度为1500-1600℃，加热时间为6-10min，将溶合后的原料液混合均匀，然后压制成片，制成硅材料；
S2：在硅材料冷却至常温后，将硅材料放置真空反应室，并在硅材料周围放置介质，同时在真空反应室外放置多个激光器，激光器通过旋转座进行固定；
S3：控制器控制激光器进行启动，旋转座以一定的角度进行转动，使得激光器发出的激光射线在硅材料上移动，同时介质通电产生等离子附着在硅材料上，激光器照射16-20min后停止，硅材料放置48-72h；
S4：将硅材料放入反应腔内，通入反应气体，向反应腔内加上高频电，控制压力在加入一定的保护剂，保护剂熔化冷粘附却后，得到所需的硅材料。
4.根据权利要求3所述的一种光伏发电用硅材料的制备方法，其特征在于，所述反应气体为惰性气体。
5.根据权利要求3所述的一种光伏发电用硅材料的制备方法，其特征在于，所述S1中的压制成片的过程为将混合均匀的原料液导入模具中，将模具放入控温室，对模具进行逐级降温，使得模具冷却至常温后，取出成型的硅材料，并对硅材料进行压片处理。
6.根据权利要求5所述的一种光伏发电用硅材料的制备方法，其特征在于，所述逐级降温过程为控温室的初始温度为300-400℃，保温10-14min后，控温室内温度降温至80-100℃，保温32-40min后，控温室内温度降至常温，静置模具冷却至常温。
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