一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池，包括IBC太阳能电池硅基体和渐变折射率增透部件，所述的渐变折射率增透部件设置在IBC太阳能电池硅基体的上表面，所述的渐变折射率增透部件自下而上依次设置第三折射率部、第二折射率部和第一折射率部，所述的第一折射率部的折射率为1.055至1.065，厚度为250nm至300nm；所述的第二折射率部的折射率为1.45至1.46，厚度为125nm至135nm；所述的第三折射率部的折射率为2.45至2.55，厚度为65nm至70nm。该IBC太阳能电池平均反射率降低至6.5％以下，显著降低了对太阳光的反射率，从而显著提高太阳能电池的光电转换效率。

A IBC solar cell with gradual antireflection components

The utility model relates to a IBC solar cell with gradient antireflection components, including IBC solar cell silicon substrate and the gradient refractive index antireflection components, graded the rate of antireflection component is arranged on the upper surface of the silicon substrate IBC solar cells, graded the rate of antireflection components from bottom to top third index set the rate of second, the refractive index and refractive index of refraction of the first, the rate of the first refraction rate of 1.055 to 1.065, the thickness of 250nm to 300nm; the second refractive index of refractive index of 1.45 to 1.46, the thickness of 125nm to 135nm; the third index of refraction the rate of 2.45 to 2.55, the thickness of 65nm to 70nm. The average reflectivity of the IBC solar cell is reduced to less than 6.5%, and the reflectivity of sunlight is reduced remarkably, thereby greatly improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

【技术实现步骤摘要】
一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池
本技术涉及IBC太阳能电池工艺领域，特别是涉及一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池。
技术介绍
太阳能是备受青睐的可再生绿色能源，而将太阳能转换成电能的太阳能电池受到越来越多的重视。随着太阳能电池工艺的发展，目前已经开发了多种结构的太阳能电池，并且已经被广泛应用于各个领域。其中，IBC太阳能电池是一种性能优越的太阳能电池结构。IBC太阳能电池通常采用N型硅作为衬底材料，其通常采用的抛光硅基体表面对于太阳光的全部入射角(0°至90°)以及硅能够吸收的太阳光的波长范围(400nm至1100nm)，其平均反射率37％以上。为了减小反射率，使得更多的太阳光能够进入太阳能电池硅基体内被吸收，通常采用基于物理反射原理，用制绒工艺在抛光硅基体表面形成锥形的绒面结构，这种方法可以将反射率降低至15％以上。为了进一步降低对太阳光的反射率，提高太阳能电池的光电转换效率，需要寻找新的降低太阳光的反射率的手段来实现这一目的。目前有申请号为201110122708.0，申请名称为《采用离子注入法制作交错背接触IBC晶体硅太阳能电池的工艺》公开了硅片正面的钝化减反射膜为SiNx膜、SiOx膜、AlOx膜、TiO2膜和a-Si膜中的一种膜或几种的复合膜；所述的钝化减反射膜的厚度为30-300nm，折射率为1.2-2.8；形成钝化减反射膜的方法为PECVD或ALD。钝化减反射膜的本质用途：减少硅表面的载流子复合、减少表面漏电流、防止硅表面受到外界的影响等等。处于正面的钝化膜，其折射率和厚度能够让一部分太阳光透过，使其可以同时用作增透膜。但是，IBC太阳能电池的钝化减反射膜要起到减少反射率的作用对于膜层的厚度以及折射率有严格要求，虽然该申请公开了钝化减反射膜的材料、折射率范围、膜厚度范围，但由于钝化减反射膜目的并不是为了作增透膜减小太阳光的反射率，该申请获得的IBC太阳能电池其钝化减反射膜折射率和厚度范围太宽，所公开的数值范围内的组合中大多数其实增透效果非常差，不能显著减低反射率，并不适合应用于实际生产中。该申请公开的IBC太阳能电池由于钝化减反射膜目的并不是为了作增透膜减小太阳光的反射率，其公开的两种及两种以上钝化减反射膜的组合方式并不清楚，无法应用于实际生产IBC太阳能电池中，起到减小入射太阳光的反射率，提高太阳能电池的光电转换效率的作用。
技术实现思路
为解决上述现有技术问题，本技术提供一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池，包括IBC太阳能电池硅基体和渐变折射率增透部件，所述的渐变折射率增透部件设置在IBC太阳能电池硅基体的上表面，所述的渐变折射率增透部件自下而上依次设置第三折射率部、第二折射率部和第一折射率部，所述的第三折射率部的折射率为2.45至2.55，厚度为65nm至70nm；所述的第二折射率部的折射率为1.45至1.46，厚度为125nm至135nm；所述的第一折射率部的折射率为1.055至1.065，厚度为250nm至300nm。其进一步的工艺方案：第三折射率部的材料为二氧化钛。其进一步的工艺方案：在IBC太阳能电池硅基体的上表面采用反应溅射工艺沉积二氧化钛层，形成第三折射率部。其进一步的工艺方案：第二折射率部的材料为二氧化硅。其进一步的工艺方案：在第三折射率部的上表面上采用反应溅射工艺沉积二氧化硅层，形成第二折射率部。其进一步的工艺方案：第一折射率部的材料为多孔二氧化硅。其进一步的工艺方案：在第二折射率部的上表面采用斜角电子束蒸发工艺沉积多孔二氧化硅层，形成第一折射率部。太阳光谱是连续光谱，每个波长都有一定光强度。白天，随着时间变化，太阳光相对于固定不变的太阳能电池板的入射角是变化的。因而增透膜膜层层数、每层的厚度及相应折射率对于总体反射率都有较大影响。比如，一层膜的二氧化硅，假设厚度为150nm，根据1/4波长理论，该增透膜对于600nm波长的光反射率很低(接近零)，但是对于其他波长的反射率会比较高，在入射角为0°的情况下，对于所有能被Si吸收的入射的太阳光，该IBC太阳能电池平均反射率至少在15％以上，考虑太阳光全角度入射(0°至90°)时，该IBC太阳能电池平均反射率会更高。本技术的由三层不同折射率和厚度的折射率部构成的渐变折射率增透部件是针对硅衬底的IBC太阳能电池并且考虑了太阳光全角度入射(0°-90°)，以及Si能够吸收的全部波长范围(400nm-1100nm)，经过不断试验而获得的技术方案，可以将平均反射率降低至6.3％以下。本技术的有益效果是：对于所有能被Si吸收的全部波长范围(400nm-1100nm)入射的太阳光，入射角为0°时，该具有渐变增透部件的IBC太阳能电池平均反射率能达到1％以下，在太阳光全角度入射(0°至90°)时，该具有渐变增透部件的IBC太阳能电池平均反射率为6.3％以下，与绒面结构或者单层膜的IBC太阳能电池相比，显著减低了对太阳光的反射率，从而改善了太阳能电池的光电转换效率。附图说明图1是一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池的结构示意图；其中，11.第一折射率部；12.第二折射率部；13.第三折射率部；20.IBC太阳能电池硅基体。具体实施方式附图仅是示例性的，并未按比例绘制，附图以及描述仅用于示例性说明本技术。实施例均是示例性的和说明性的，并且旨在提供所要求保护的本技术的进一步说明。实施例一如图1中所示，一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池，包括IBC太阳能电池硅基体和渐变折射率增透部件，渐变折射率增透部件设置在IBC太阳能电池硅基体20的上表面，该渐变折射率增透膜自下而上依次设置第三折射率部13、第二折射率部12和第一折射率部11，其中，第三折射率部13的折射率为2.45、厚度为65nm；第二折射率部12的折射率为1.45，厚度为125nm；第一折射率部11的折射率为1.055，厚度为250nm。第三折射率部13的材料为二氧化钛，第二折射率部12的材料为二氧化硅，第一折射率部11的材料为多孔二氧化硅。具有渐变增透部件的IBC太阳能电池的制作具体步骤为：A1)在IBC太阳能电池硅基体20的上表面上采用反应溅射工艺沉积二氧化钛层，形成第三折射率部13。反应溅射工艺条件为：靶材为2英寸的TiO2，RF功率为200W，Ar流量为5.0SCCM，O2流量为0.5SCCM，操作压强为2mTorr，衬底偏置为5W，衬底温度500℃，时间50分钟，获得折射率为2.45，厚度为65nm的二氧化钛层。B1)在第三折射率部13上采用反应溅射工艺沉积二氧化硅层，形成第二折射率部12。反应溅射工艺条件为：靶材为2英寸的SiO2，RF功率为200W，Ar流量为5.0SCCM，O2流量为0.5SCCM，操作压强为2mTorr，衬底偏置为5W，时间60分钟，获得折射率为1.45，厚度为125nm的二氧化硅层。C1)在第二折射率部12上采用斜角电子束蒸发工艺沉积多孔二氧化硅层，形成第一折射率部11。斜角电子束蒸发工艺是一种固定了电子束入射角度(倾斜入射)的电子束蒸发工艺，其工艺条件为：蒸发源材料为纯净的SiO2颗粒，蒸发沉积期间的腔室压强为2×10-6Torr，沉积速率为0.5nm/s，蒸气气流的斜角入射角为87°，沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池，其特征在于：包括IBC太阳能电池硅基体和渐变折射率增透部件，所述的渐变折射率增透部件设置在IBC太阳能电池硅基体的上表面，所述的渐变折射率增透部件自下而上依次设置第三折射率部、第二折射率部和第一折射率部，所述的第三折射率部的折射率为2.45至2.55，厚度为65nm至70nm；所述的第二折射率部的折射率为1.45至1.46，厚度为125nm至135nm；所述的第一折射率部的折射率为1.055至1.065，厚度为250nm至300nm。

【技术特征摘要】
1.一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池，其特征在于：包括IBC太阳能电池硅基体和渐变折射率增透部件，所述的渐变折射率增透部件设置在IBC太阳能电池硅基体的上表面，所述的渐变折射率增透部件自下而上依次设置第三折射率部、第二折射率部和第一折射率部，所述的第三折射率部的折射率为2.45至2.55，厚度为65nm至70nm；所述的第二折射率部的折射率为1.45至1.46，厚度为125nm至135nm；所述的第一折射率部的折射率为1.055至1.065，厚度为250nm至300nm。2.根据权利要求1所述的一种具有渐变增透部件的IBC太阳能电池，其特征在于：所述第三折射率部的材料为二氧化钛。3.根据权利要求2所述的一种具有渐变增透部件的IBC太...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，董鹏，张玉明，张晨旭，屈小勇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，国家电投集团西安太阳能电力有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61