CN115224153B - 太阳能电池片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种太阳能电池片及其制备方法。太阳能电池片的制备方法包括:对晶硅太阳能电池片的预设区域进行切割形成多个小片电池片,对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,以供所述切割面钝化,生成富含硅羟基的钝化层,其中,所述雾化处理包括:利用包括羟基自由基的雾化气体对所述切割面处理。该方法能够在低温条件下实现切割面的钝化,增加太阳能电池片的光电转化效率,且提高钝化效率。

Description

太阳能电池片及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及太阳能电池领域,特别涉及一种太阳能电池片及其制备方法。
背景技术
近年来,光伏发电技术作为利用太阳能资源的主流技术,是绿色能源发展的重要领域,已经走向市场化和商业化。随着技术的不断进步,光伏组件产品的发展趋势是输出功率的不断提升。例如,半片、叠瓦、叠焊等组件技术,这些组件技术所得到的产品主要消除或减少了电池串内部的串间间距,增加有效面积,降低串内电路的电流,从而减少电路传输损失。其中,半片光伏组件和叠片光伏组件在制作时都需要将太阳能电池片进行切割,即将完整的类正方形电池片(存在大/小倒角)切割为小块电池片,然后通过串内互联技术形成电池串,接着进行摆串、检测、层压、安装边框等一系列后续组件生产制造流程。目前,常用的切割方式多采用激光划片形成沟壑,再采用物理手段进一步掰片的方式进行电池片切割。
然而,采用此切割方式处理后的小片电池,转换效率有所下降。因此,如何提供一种能有效解决因切割带来的电池片光电效率下降的问题的切割方法,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例解决的技术问题为提供一种太阳能电池片的制备方法,能够解决因切割带来的电池片光电转换效率降低的问题。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种太阳能电池片的制备方法,包括:对晶硅太阳能电池片的预设区域进行切割形成多个小片电池片,对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,以供所述切割面钝化,生成富含硅羟基的钝化层;其中,所述雾化处理包括:利用包括羟基自由基的雾化气体对所述切割面处理。
本发明的实施例还提供了一种太阳能电池片,包括:具有PN结的基底,位于基底前表面的正面钝化层,至少部分贯穿所述正面钝化层与所述基底形成电连接的正面电极,位于所述基底背表面的背面钝化层,至少部分贯穿所述背面钝化层与所述基底形成电连接的背面电极,以及经切割形成的至少一个侧面设置有富含硅羟基的钝化层。
其中,所述富含硅羟基的钝化层根据上述太阳能电池片的制备方法制备而成。
与相关技术相比,本发明实施例提供的技术方案具有以下优点:
本发明的实施例通过生成的富含羟基自由基的雾化气体对晶硅太阳能电池片的切割面进行氧化处理,从而对切割面的悬挂键进行钝化,降低了载流子的复合率,进而提高了切割后的电池片的光电转换效率,而且,由于羟基自由基的氧化电极电位高,高达2.8V,因此,相较于臭氧,羟基自由基氧化能力更强,氧化效率更高,从而使得反应时间更短、钝化效率更高。本发明的实施例通过雾化气体与切割面反应相较于通过液体与晶硅太阳能电池片的切割面直接接触反应,通过雾化气体不仅增加了与切割面的反应面积,进一步提高钝化效率,而且还便于保护晶硅太阳能电池片除切割面以外的面不被钝化。另外,相较于如热氧化法等相关技术中的高温处理,本发明的实施例在钝化层生成过程中,仅需要在较低的温度通过包括羟基自由基的雾化气体对切割层进行氧化处理,不仅避免了因高温导致的晶硅太阳能电池片光电转化效率降低的问题,而且本发明的实施例耗能更少、实验操作更加简易安全。
另外,对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,以供所述切割面钝化,生成富含硅羟基的钝化层之前,包括:通过羟基自由基发生器生成所述雾化气体。本发明的实施例通过羟基自由基发生器生成富含羟基的雾化气体,所用的羟基自由基发生器的相较于相关技术的设备来说成本低,安全系数高,在羟基生成过程中的耗能少。
另外,羟基自由基发生器包括进料口,出料口,雾化部件;所述进料口与所述雾化部件连接,所述雾化部件与所述出料口连接;所述通过羟基自由基发生器生成所述雾化气体,包括:通过所述进料口将所述过氧化氢溶液和所述臭氧气体输入所述羟基自由基发生器;通过所述雾化部件将输入的过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴;利用所述雾化液滴与所述臭氧气体反应,得到所述包括羟基自由基的雾化气体;通过所述出料口将所述雾化气体排出所述羟基自由基发生器,以供所述雾化气体与所述切割面接触,对所述切割面进行处理。在羟基自由基发生器中通过过氧化氢溶液和臭氧气体生成羟基自由基,所需物质的成本低,反应环境需求低,能耗小,而且,相较于仅使用过氧化氢溶液生成羟基,通过过氧化氢溶液和臭氧生成的羟基浓度更高,另外,将过氧化氢溶液雾化,增大反应面积,提高过氧化氢溶液和臭氧气体的反应速率,从而提高钝化效率。
另外,通过所述雾化部件将输入的过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴,包括:利用所述雾化部件发出超声波;利用所述超声波将所述过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴。本发明的实施例利用雾化部件发出超声波,超声波不仅能够将过氧化氢溶液雾化,还能够为过氧化氢雾化液滴与臭氧的反应提供能量,提高生成羟基自由基的反应效率。
另外,通过所述进料口将所述过氧化氢溶液和所述臭氧气体输入所述羟基自由基发生器,包括:将经过所述进料口进入所述羟基自由基发生器的过氧化氢溶液的流量调节在10-100sccm范围之间;将经过所述进料口进入所述羟基自由基发生器的臭氧气体的流量调节在10-300sccm范围内。本发明的实施例将过氧化氢溶液的流量控制在该流范围内,可以有效减少因过氧化氢溶液流量过大导致的雾化部件不能充分将其雾化的情况,也可以减少因过氧化氢流量过小,浪费雾化部件的雾化资源的情况,另外,调节臭氧气体和过氧化氢溶液的流量在该范围内,可以促进臭氧气体和过氧化氢充分反应生成羟基自由基,而且,反应多余臭氧气体和雾化液滴也可以掺杂在雾化气体中,促进雾化气体与切割面的反应,从而促进钝化层的生成。
另外,羟基自由基发生器还包括:气体流量计,所述通过所述出料口将所述雾化气体排出所述羟基自由基发生器,包括:通过所述气体流量计调节经所述出料口排出所述羟基自由基发生器的雾化气体的流量,其中,所述雾化气体的流量调节范围在10-500sccm;所述对所述切割面进行雾化处理之后,包括:经过预设时长结束对所述切割面的雾化处理,其中,所述预设时长为开始进行雾化处理至结束雾化处理的时长,所述预设时长范围为5-30min。本发明的实施例通过调节雾化气体的流量和时长得到不同厚度和折射率的钝化层,以此,使得生成的钝化层的厚度和折射率可以自行调节,且在该范围内的雾化气体的流量和反应时长能保证雾化气体与切割面充分反应。
另外,羟基自由基发生器中设置有催化剂,所述羟基自由基发生器中还包括:紫外灯;所述利用所述雾化液滴与所述臭氧气体反应,得到所述包括羟基自由基的雾化气体,包括:通过所述紫外灯照射所述催化剂;利用所述被紫外灯照射的催化剂催化所述雾化液滴与所述臭氧气体发生反应,得到所述雾化气体。本发明的实施例的紫外线发出的紫外光和催化剂均能催化雾化液滴与臭氧气体反应生成羟基自由基,而且催化剂在紫外光的照射下,催化剂的催化效率会有提升,进一步提高了羟基自由基的生成效率,从而提高了钝化效率。
另外,出料口为渐扩管,所述渐扩管的管壁设置有透明毛细管,所述透明毛细管的管壁涂布有所述催化剂。本发明的实施例将催化剂涂布在透明毛细管上,透明毛细管又在渐扩管上,提高了催化剂的分布面积,从而提高了羟基自由基的生成速率。
另外,紫外灯发出的光的波长范围为200-400nm。该波长范围的光更有利于催化雾化液滴与臭氧气体发生反应。
另外,对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,包括:将所述切割面温度控制在100-300℃;对温度控制后的所述切割面进行雾化处理。本发明的实施例在100摄氏度至300摄氏度范围内,使切割面与雾化气体接触,能够促进氧化硅的生成速率,而且,相较于相关技术中所需的温度,本发明的温度较低,有效避免了晶硅太阳能电池片高温处理造成的晶硅电池光电转化效率低的问题。
另外,生成的富含硅羟基的钝化层的折射率在1.4-1.6范围内,厚度在5-50nm范围内。钝化层的折射率和厚度在该范围内,能够有效提高切割面的光电转换效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例中的钝化层的制备的示意图;
图2为本发明实施例中的羟基自由基发生器的结构示意图;
图3为本发明实施例中有紫外灯的羟基自由基发生器的结构示意图;
图4为本发明实施例中有气体流量计的羟基自由基发生器的结构示意图;
图5为本发明实施例中有紫外灯、气体流量计的羟基自由基发生器的结构示意图;
图6为本发明实施例中钝化层制备过程中反应腔室的示意图。
具体实施方式
在生产过程中,利用切割工艺对整片电池片进行切割处理时,在电池的断面处极易造成严重的损伤,例如激光损伤。断面处的损伤会成为光生载流子的复合中心,因而,相比于未进行切割处理的电池片,切割后的晶硅太阳能电池片的光电转换效率往往会降低。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种太阳能电池片的制备方法,对晶硅太阳能电池片的预设区域进行切割形成多个小片电池片;对小片电池片的切割面进行雾化处理,以供所述切割面钝化,生成富含硅羟基的钝化层,其中,雾化处理包括:利用包括羟基自由基的雾化气体对所述切割面处理。本发明的实施例通过生成的富含羟基自由基的雾化气体对晶硅太阳能电池片的切割面进行氧化处理,从而对切割面的悬挂键进行钝化,降低了载流子的符合率,进而提高了切割后的电池片的光电转换效率,而且,由于羟基自由基的氧化电极电位高,高达2.8V,因此,相较于臭氧,羟基自由基氧化能力更强,氧化效率更高,从而使得反应时间更短、钝化效率更高,本发明的实施例通过雾化气体与切割面反应相较于通过液体与晶硅太阳能电池片的切割面直接接触反应,通过雾化气体不仅增加了与切割面的反应面积,进一步提高钝化效率,而且还便于保护晶硅太阳能电池片除切割面以外的面不被钝化。另外,相较于如热氧化法等相关技术中的高温处理,本发明的实施例在钝化层生成过程中,仅需要在较低的温度通过包括羟基自由基的雾化气体对切割面进行氧化处理,不仅避免了因高温导致的晶硅太阳能电池片光电转化效率降低的问题,而且本发明的实施例耗能更少、实验操作更加简易安全。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施例中,为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
在本实施例的太阳能电池片的制备方法中,对晶硅太阳能电池片的预设区域进行切割,得到图1所示的切割面101,然后,对切割面进行雾化处理,即利用包括羟基自由基的雾化气体对切割面进行氧化处理,切割面与雾化气体反应,生成富含硅羟基的钝化层。本实施例中的切割面可以是激光切割产生的,也可以是物理法或化学法切割造成的,本实施例不对此进行具体限定。
雾化气体中除包括羟基自由基之外,还可以包括保护气体和被雾化的氧化剂,该氧化剂也可以对切割面进行氧化处理,促进钝化层的生成,例如臭氧、过氧化氢溶液等。保护气体为化学性质不活泼的气体,可以达到载气的作用,例如氮气等,保护气体和氧化剂不造成对本实施例的具体限定。
初始电池片经切割之后形成多个小片电池片。所述电池片可以为晶硅太阳能电池片。在一些实施例中,所述初始电池片尺寸可以为158mm*158mm,162mm*162mm,182mm*182mm,210mm*210mm等不同规格电池片尺寸,可以沿平行于所述初始电池片的栅线区域进行切割以形成所述小片电池片。可选地,可以对所述初始电池片进行二等分切割,三等分切割,四等分切割,五等分切割,六等分切割等以形成所述小片电池片。作为示例,本发明中切割后的电池片为二等分电池片,即半片电池片。所述半片电池片可以为:P-PERC半片电池片、P-TOPcon半片电池片、N-PERT半片电池片、N-TOPcon半片电池片、HJT半片电池片等。
值得一提的是,本发明中利用包括羟基自由基的雾化气体得到钝化面的方法除了应用于晶硅太阳能电池片的切割面,当电池的前表面和后表面有钝化需求时,也可以应用该方法。
在本实施例的制备方法中,可以通过羟基自由基发生器生成包括羟基自由基的雾化气体。羟基自由基发生器的成本低,因此,相较于相关技术,例如等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)、物理气相沉积法(PVD)、原子层沉积法(ALD)、低压化学气相沉积法(LPCVD)等相关钝化层沉积技术,本实施例钝化层的制备成本更低。
在一个例子中,羟基自由基发生器可以如图2所示,包括进料口201,雾化部件202,出料口203,进料口201与雾化部件202连接,雾化部件202与出料口203连接。进料口201用于输入液体试剂和气体试剂。进料口的形状和数量可以根据自己需求设置。雾化部件202用于将输入的液体试剂雾化,并与输入的气体试剂反应,得到包括羟基自由基的雾化气体。出料口203用于将雾化气体排出羟基自由基发生器,出料口的形状和个数也可以根据需求设置。本实施例的试剂可以为过氧化氢溶液和臭氧,为了便于反应顺利进行,还可以输入保护气体,例如氮气。本实施例的羟基自由基发生器各部件的成本都较低,从而降低了钝化层的制备成本。
在另一个例子中,雾化部件202可以具体为超声波雾化部件,超声波雾化部件可以用于发出超声波。一方面超声波可以将液体试剂雾化,另一方面超声波可以为过氧化氢雾化液滴与臭氧的反应提供能量,起到催化作用,从而促进羟基自由基的生成,提高钝化效率。
在另一个例子中,羟基自由发生器中可设置有催化剂,以催化生成羟基自由基。催化剂可以为二氧化钛,二价铁盐、氮化碳等催化剂中的任意一种,本实施例不做限定。
在另一个例子中,出料口203可以为如图2所示的渐扩管,在出料口设置渐扩管有利于雾化气体的排出。
在一些实施例中,可以在渐扩管管壁设置毛细管,在毛细管的管壁涂布催化剂。一方面,利用催化剂催化羟基自由基的生成,另一方面,能够提高催化剂的分布面积,促进催化剂的催化。
在另一个例子中,羟基自由基发生器还可以如图3所示,相较于图2所示的羟基自由基发生器,图3所示的羟基自由基发生器还包括:紫外灯301。紫外灯用于发出紫外光照射催化剂。渐扩管管壁设置的毛细管具体为透明毛细管,以便于紫外光的照射。本实施例中,紫外线发出的紫外光和催化剂均能催化雾化液滴与臭氧气体反应生成羟基自由基,而且催化剂在紫外光的照射下,催化剂的催化效率会有提升,进一步提高了羟基自由基的生成效率,从而提高了钝化效率。
紫外灯发出的光的波长范围可以200-400nm之间。在该波长范围的光更有利于催化雾化液滴与臭氧气体发生反应。
在另一个例子中,羟基自由基发生器还可以如图4所示,相较于图2中的羟基自由基发生器,图4所示的羟基自由基发生器还包括:气体流量计401。通过气体流量计能够调节排出的雾化气体的流量,以使雾化气体与切割面充分反应生成钝化层,另外,调节气体流量和钝化时长可以得到不同厚度和折射率的钝化层,便于调节生成的钝化层的厚度和折射率。
在另一个例子中,羟基自由基发生器的进料口可以设置流量调节计,以调节进入羟基发生器的试剂的流量。
上述紫外灯、气体流量计、渐扩管、催化剂,流量调节计可以任意组合设置于羟基自由基发生器,以生成雾化气体,此处不再赘述。
例如,如图5所示,图5所示的羟基自由基发生器包括:进料口201,超声波雾化部件,气体流量计401,出料口203,即渐扩管,紫外灯301。图5所示的羟基自由基发生器更好的提高羟基自由基的生成效率,以提高钝化层的制备效率,
请参照图6所示,由上述图5中的羟基自由基发生器产生雾化气体,与切割面101反应,生成钝化层。以下结合图6阐述制备钝化层的工艺。
步骤1,将切割后的半片电池片送入密闭的反应腔室反应。半片电池片可以使用固定部件,例如卡具固定后再送入反应腔室中,另外,为了避免包括羟基自由基的雾化气体与半片电池片中其他面进行反应,可以包裹半片电池片的其他面,仅露出切割面,该包裹结构可以集成于该卡具,拥有该结构的卡具可为石墨卡具、石英卡具、SIC(silicon carbide,碳化硅)卡具或不锈钢卡具等。
步骤2,对反应腔室进行抽真空处理,然后通入氮气循环洗气,例如循环洗气3至5次。该步骤能够清除腔室及管道吸附的气体,最终让氮气充斥整个腔室,以使反应腔室达到一定压强,例如使压强达到约1*105Pa。步骤2中的氮气作为洗气作用,在具体实现过程中,通入反应腔室的也可以为其他化学性性质不活泼、具有洗气作用的气体,氮气不造成对本实施例的限制。
步骤3,开启羟基自由基发生器,通过进料口201将过氧化氢溶液、臭氧气体和氮气输入羟基自由基发生器,通过雾化部件202将输入的过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴。过氧化氢溶液的浓度在10-30wt%范围内,过氧化氢溶液的温度在10-40℃范围内,该浓度范围和温度范围内的过氧化氢溶液更利于反应生成羟基。
在一个例子中,通过图6所示的开口朝上的进料口输入过氧化氢溶液,另一个进料口输入臭氧气体和氮气。输入试剂的时候,调节试剂流量,本实施例中可以在羟基自由基发生器的进料口设置流量调节剂,也可以通过其他部件或者人工调节流量。以将氮气的流量调节在10-300sccm范围内,臭氧气体的流量调节在10-300sccm范围内,过氧化氢溶液的流量调节在10-100sccm范围内。本实施例将过氧化氢溶液的流量控制在该范围内,可以有效减少因过氧化氢溶液流量过大导致的雾化部件202不能充分将其雾化的情况,也可以减少因过氧化氢流量过小,浪费雾化部件202的雾化资源的情况,另外,调节臭氧气体和过氧化氢溶液的流量在该范围内,可以促进臭氧气体和过氧化氢充分反应生成羟基自由基,而且,反应多余臭氧气体和雾化液滴也可以掺杂在雾化气体中,促进雾化气体与切割面的反应,从而促进钝化层的生成。
将过氧化氢溶液输入羟基自由发生器之后,流经雾化部件202,雾化部件202将过氧化氢溶液雾化。本实施例中的雾化部件202可以为超声波雾化部件,功率范围可以在100-1000W内。利用该雾化部件202发出超声波;利用超声波将过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴。
然后,利用雾化液滴与臭氧气体反应,得到所述包括羟基自由基的雾化气体。过氧化氢溶液形成雾化液滴后与臭氧气体接触,可以得到所述包括羟基自由基的雾化气体,上述的超声波雾化部件发出的超声波还能为过氧化氢雾化液滴与臭氧的反应提供能量,催化羟基自由基的生成,提高生成羟基自由基的反应效率。本实施例在羟基自由基发生器中通过过氧化氢溶液和臭氧气体生成羟基自由基,所需物质的成本低,反应环境需求低,能耗小,而且,相较于仅使用过氧化氢溶液生成羟基,通过过氧化氢溶液和臭氧生成的羟基自由基浓度更高,另外,将过氧化氢溶液雾化,增大反应面积,提高过氧化氢溶液和臭氧气体的反应速率,从而提高钝化效率。
值得一提的是,步骤3中的氮气作为载气作用,也可以输入其他气体进行载气,氮气不造成对本实施例的限制。即,在本发明的实施例的步骤2中氮气为洗气作用,在步骤3中氮气为载气作用,本发明的实施例对用于载气及洗气的气体种类不做具体限定。另外,本实施例中的超声波雾化部件除雾化之外,还可以进行催化,实际应用过程中也可以选择其他雾化部件,以将溶液雾化。本实施例通过过氧化氢溶液和臭氧气体得到包括羟基自由基的雾化气体,更易于实现,得到的羟基自由基浓度高,在实际应用过程中,也可以通过其他试剂得到羟基自由基,例如仅通过过氧化氢溶液得到羟基自由基等。
通过步骤3得到雾化气体后,进入步骤4中的工艺流程,步骤4中可以进一步催化雾化液滴与臭氧气体的反应生成羟基自由基,并将雾化气体通过出料口,即本实施例中的渐扩管排出,步骤4如下:
步骤4,生成的雾化气体受到一定压强作用,流向渐扩管,在渐扩管中排列着管壁涂有催化剂的透明毛细管,紫外灯301发出紫外光,催化剂在紫外光的照射下,加速生成用于氧化电池切割面的羟基自由基,进一步提高雾化气体中羟基自由基的浓度。在本实施例中紫外灯发出的光的波长范围为200-400nm,该波长范围的光更有利于加速羟基自由基的产生。另外,本实施例将催化剂涂布在透明毛细管上,透明毛细管又在渐扩管上,提高了催化剂的分布面积,从而提高了羟基自由基的生成速率。透明毛细管内壁所涂布的催化剂,可使用TiO2、二价铁盐、氮化碳等催化剂中的任意一种,本实施例不做限定。
本步骤中的紫外光和催化剂均能实现催化功能,当紫外光照射到催化剂时,也会照射到雾化气体,实现催化,催化剂在紫外灯的照射下,能提高催化剂的催化效率,因此,相较于单独使用紫外光以及单独使用催化剂简单叠加的效果,本发明中的催化效率更高,但是,值得一提的是,在实际应用过程中,也可以选择单独使用催化剂、单独使用紫外光、先使用紫外光再使用催化剂等进行催化,出料口也可以不为渐扩管,可以为直管等,可根据实际需求设置。另外,雾化气体中还可以包括未进行反应的臭氧气体以及过氧化氢雾化液滴,雾化气体中包括的臭氧气体、过氧化氢溶液、羟基均能使切割面钝化。
通过上述步骤3和步骤4,向羟基自由基发生器输入过氧化氢溶液和臭氧气体,利用过氧化氢溶液与臭氧气体反应,得到包括羟基自由基的雾化气体。将羟基自由基发生器预先运行5-10min,使其能够稳定生成一定单位浓度的羟基自由基后,移动装载已经切割后的晶硅太阳能电池片的卡具,使切割面与渐扩管的距离在1-10cm范围内,渐扩管喷洒雾化气体,以便于雾化气体与切割面接触,对切割面进行氧化处理,然后进入步骤5。
步骤5,对切割面101进行雾化处理。在羟基自由基发生器所产生的羟基对切割面进行氧化的同时,调整电池片附近的加热装置,将切割面的温度控制在100-300℃范围内,进而促进二氧化硅的生成速率。本实施例将切割面温度调整在100摄氏度至300摄氏度范围内,使切割面与雾化气体接触,能够促进二氧化硅的生成速率,而且,相较于相关技术中所需的温度,本发明实施例的温度较低,有效避免了晶硅太阳能电池片高温处理造成的晶硅电池光电转化效率低的问题。
在氧化处理过程中,通过气体流量计401调节经出料口,即渐扩管排出羟基自由基发生器的雾化气体的流量,雾化气体的流量调节范围在10-500sccm,并经过预设时长结束对所述切割面的雾化处理,预设时长为开始进行雾化处理至结束雾化处理的时长,预设时长范围为5-30min,优选的,预设时长范围可以在5-10min。本实施例通过对流量和反应时长的调节,进而来调整二氧化硅薄膜的折射率和厚度,使其折射率在1.4-1.6范围内,厚度在5-50nm范围内,该厚度和折射率的钝化层能够有效提高切割面的光电转换效率。
当经过预设时长,反应结束后,进入步骤6。
步骤6,关闭进料口的阀门、关闭超声波装置以及紫外灯。关闭反应腔室的加热装置,将半片电池片从反应腔室送出,利用室温自然冷却或者利用电风扇等制冷装置使电池片恢复室温,收集半片电池片。
上述步骤1至步骤6详细的阐述了钝化层的制备流程。在实际制备过程中,可根据需求对工艺进行调整。
在上述实施例中结合了超声波雾化、紫外光催化剂催化,显著的增加了羟基自由基的浓度,提高了雾化气体的氧化能力,另外,利用雾化气体氧化切割面,使得切割面钝化,进而提高切割后的电池片的光电转换效率,本实施例中还用包裹部件覆盖电池正背面,避免半片电池片与强氧化剂直接接触而导致半片电池片的正面或背面损伤,相较于以往的氧化硅钝化层的制备工艺,本实施例通过雾化气体氧化切割面,以形成钝化层的方式,无需经过高温处理,仅需要在较低的温度通过简单易制备的雾化气体进行氧化处理。相对来说,耗能少、时间更短、实验操作更加简易安全。
由此,相较于溶胶-凝胶法、等离子体增强化学气相沉积法,本发明的实施例在钝化层生成的整个过程中设备成本都较低;相较于热氧化法需高温,本发明的实施例能耗小,耗时短,对反应条件要求相对较低,局限性小,反应温度低;相较于火焰水解法,硝酸氧化法,本发明的实施例所用到的物品安全性能更高,生成钝化层的整个过程安全系数高且反应温度低;相较于臭氧氧化法,本发明的实施例中的羟基自由基氧化电极电位高,高达2.8V,氧化能力强,氧化效率高。
本发明的另一实施例还提供了一种太阳能电池片,在所述太阳能电池片的侧面设置有富含硅羟基的钝化层,所述侧面为初始电池片经切割形成的切割面,该钝化层由上述实施例的制备方法制备而成。
具体地,所述太阳能电池片可以包括但不限于PERC电池、TOPCON电池、IBC电池、叠层电池等。所述太阳能电池片包括具有PN结的基底、位于基底前表面(即受光面)的正面钝化层,至少部分贯穿所述正面钝化层与基底形成电连接的正面电极,位于基底背表面的背面钝化层,至少部分贯穿所述背面钝化层与基底形成电连接的背面电极,以及经切割形成的至少一个侧面设置有富含硅羟基的钝化层。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各自更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种太阳能电池片的制备方法,其特征在于,包括:
对晶硅太阳能电池片的预设区域进行切割形成多个小片电池片,对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,以供所述切割面钝化,生成富含硅羟基的钝化层,其中,所述雾化处理包括:利用包括羟基自由基的雾化气体对所述切割面处理。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,以供所述切割面钝化,生成富含硅羟基的钝化层之前,包括:
通过羟基自由基发生器生成所述雾化气体。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述羟基自由基发生器包括进料口,出料口,雾化部件;所述进料口与所述雾化部件连接,所述雾化部件与所述出料口连接;
所述通过羟基自由基发生器生成所述雾化气体,包括:
通过所述进料口将过氧化氢溶液和臭氧气体输入所述羟基自由基发生器;
通过所述雾化部件将输入的所述过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴;
利用所述雾化液滴与所述臭氧气体反应,得到所述包括羟基自由基的雾化气体;
通过所述出料口将所述雾化气体排出所述羟基自由基发生器,以供所述雾化气体与所述切割面接触,对所述切割面进行雾化处理。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述通过所述雾化部件将输入的过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴,包括:
利用所述雾化部件发出超声波;
利用所述超声波将所述过氧化氢溶液雾化,形成雾化液滴。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述通过所述进料口将所述过氧化氢溶液和所述臭氧气体输入所述羟基自由基发生器,包括:
将经过所述进料口进入所述羟基自由基发生器的过氧化氢溶液的流量调节在10-100sccm范围之间;
将经过所述进料口进入所述羟基自由基发生器的臭氧气体的流量调节在10-300sccm范围内。
6.根据权利要求3所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述羟基自由基发生器还包括:气体流量计,所述通过所述出料口将所述雾化气体排出所述羟基自由基发生器,包括:
通过所述气体流量计调节经所述出料口排出所述羟基自由基发生器的雾化气体的流量,其中,所述雾化气体的流量调节范围在10-500sccm;
所述对所述切割面进行雾化处理之后,包括:
经过预设时长结束对所述切割面的雾化处理,其中,所述预设时长为开始进行雾化处理至结束雾化处理的时长,所述预设时长范围为5-30min。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述羟基自由基发生器中设置有催化剂,所述羟基自由基发生器中还包括:紫外灯;
所述利用所述雾化液滴与所述臭氧气体反应,得到所述包括羟基自由基的雾化气体,包括:
通过所述紫外灯照射所述催化剂;
利用所述被紫外灯照射的催化剂催化所述雾化液滴与所述臭氧气体发生反应,得到所述雾化气体。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述出料口为渐扩管,所述渐扩管的管壁设置有透明毛细管,所述透明毛细管的管壁涂布有所述催化剂。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述紫外灯发出的光的波长范围为200-400nm。
10.根据权利要求1至6、8至9中任一项所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述对所述小片电池片的切割面进行雾化处理,包括:
将所述切割面温度控制在100-300℃;
对温度控制后的所述切割面进行雾化处理。
11.根据权利要求1至6、8至9中任一项所述的太阳能电池片的制备方法,其特征在于,所述生成的富含硅羟基的钝化层的折射率在1.4-1.6范围内,厚度在5-50nm范围内。
12.一种太阳能电池片,其特征在于,所述太阳能电池片包括:具有PN结的基底,位于基底前表面的正面钝化层,至少部分贯穿所述正面钝化层与所述基底形成电连接的正面电极,位于所述基底背表面的背面钝化层,至少部分贯穿所述背面钝化层与所述基底形成电连接的背面电极,以及经切割形成的至少一个侧面设置有富含硅羟基的钝化层。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池片,其特征在于,所述富含硅羟基的钝化层的折射率在1.4-1.6范围内,厚度在5-50nm范围内。
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