一种抗高温高湿环境的光伏电池制造技术

本发明专利技术涉及一种抗高温高湿环境的光伏电池，属于太阳能光伏发电生产领域。目前还没有一种可靠性高、经济性好、轻便实用的光伏电池可以解决高温高湿环境引起的PID效应所带来的光电转换率下降的问题。本发明专利技术包括晶硅基片，所述晶硅基片的正面和背面均镀有一层减反射膜，其特点在于：所述晶硅基片的硅片边缘镀有一层边缘保护膜，所述边缘保护膜和减反射膜连接，通过边缘保护膜和减反射膜共同将晶硅基片完全密封起来使得晶硅基片与外界环境彻底隔离。本发明专利技术的结构设计合理，可靠性强，经济性好，轻便实用，可以有效解决高温高湿环境引起的PID效应所带来的光电转换率下降的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗高温高湿环境的光伏电池，属于太阳能光伏发电生产领域，具体用于改善光伏电池片的性能，提高抵抗高温高湿环境引起的PID效应的能力。
技术介绍
太阳能光伏电池是通过光生伏特效应直接把光能转化成电能的装置。晶硅光伏电池以其转换效率高、性能稳定、价格适中等因素，占据了光伏电池生产的绝大部分份额，已经在许多的商业化电站中投入使用，效果明显优于其他类型的光伏电池。然而随着应用场合的扩大，从地面到屋顶，从农业大棚到鱼塘滩涂，晶硅光伏电池也遇到了一些问题，尤其是在高温潮湿的环境，容易出现PID效应，使得光伏电池性能迅速衰减。目前光伏电池片生产工艺一般不会兼顾适用场合，只以初始转换效率指标作为判断依据；而在做成组件阶段，有采用双面玻璃夹层的方式来减少湿气对电池片的影响。虽然双玻组件对于抗高温高湿环境确实起到一定作用，但是双玻组件需两面都用玻璃，不光使得自身成本增加，还由于重量增加，使得支架和基础的成本随之增加。加上需对组件生产线有一定改动，使得双玻组件的成本一直比传统组件贵不少。现在虽然也有一些其他技术用于减少湿气对电池片的影响，如公开日为2015年04月29日，公开号为CN104576796A的中国专利中，公开了一种光伏组件背面保护膜，但是该光伏组件背面保护膜也难以有效解决高温高湿环境引起的PID效应所带来的光电转换率下降的问题。综上所述，目前还没有一种可靠性高、经济性好、轻便实用的光伏电池可以解决高温高湿环境引起的PID效应所带来的光电转换率下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，可靠性强，经济性好，轻便实用，且同时可以有效解决高温高湿环境引起的PID效应所带来的光电转换率下降的问题的抗高温高湿环境的光伏电池。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该抗高温高湿环境的光伏电池包括晶硅基片，所述晶硅基片的正面和背面均镀有一层减反射膜，其结构特点在于：所述晶硅基片的硅片边缘镀有一层边缘保护膜，所述边缘保护膜和减反射膜连接，通过边缘保护膜和减反射膜共同将晶硅基片完全密封起来使得晶硅基片与外界环境彻底隔离。作为优选，本专利技术所述减反射膜的材质为氮化硅。作为优选，本专利技术所述减反射膜的厚度为140纳米。作为优选，本专利技术所述边缘保护膜的材质为氮化硅。作为优选，本专利技术所述硅片边缘的表面为锯齿状或金字塔型。作为优选，本专利技术镀制边缘保护膜的工艺如下：在太阳能电池片工艺流程走到镀制减反射膜这一环节的时候，会在真空环境下进行，使用等离子加强化学气相沉积法在晶硅基片上镀一层减反射膜，减反射膜的厚度是140纳米；由于硅片边缘处的位置比晶硅基片的正面和背面特殊，导致等离子加强化学气相沉积法在硅片边缘镀制的减反射膜不如晶硅基片的正面和背面上那么致密，位于硅片边缘上的减反射膜形成多孔疏松的结构，使得外界环境中的水、空气容易进入，导致太阳能电池片效率下降和性能恶化的情况；在结束等离子加强化学气相沉积法后，继续在真空环境下将多片太阳能电池片叠加起来，然后移到别的真空腔室，抽至真空，先对硅片边缘进行高能粒子轰击清洗，将硅片边缘疏松的减反射膜进行清除，并进一步消除硅片边缘扩散杂质对电池性能的影响，且形成了一层锯齿状或金字塔型的表面，有利于新镀制的边缘保护膜附着于硅片边缘；然后使用物理气相沉积法在硅片边缘镀上一层致密的边缘保护膜。作为优选，本专利技术高能粒子轰击清洗时的真空度高于等离子加强化学气相沉积法的真空度。作为优选，本专利技术物理气相沉积法采用磁控溅射法。作为优选，本专利技术镀制边缘保护膜时的真空度低于0.1帕。作为优选，本专利技术多片太阳能电池片叠加起来后，所有晶硅基片中的硅片边缘相齐平。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：晶硅基片的硅片边缘镀有一层边缘保护膜，取代了原先生成的疏松的氮化硅膜，将电池片的内部和外界环境中的水汽和空气彻底隔离，降低了高温高湿环境下PID效应发生的可能性。再加上高能粒子轰击去除了边缘浅扩散的硅基，形成了锯齿状边缘，减少了电池片边缘漏电的几率，提高了光电转换效率，进一步提升了电池的性能，尤其在抗PID效应方面性能优越。所生产的光伏电池片可直接进入下游的生产流程，无需对生产线其他部分进行改动。附图说明图1是本专利技术实施例中抗高温高湿环境的光伏电池的结构示意图。图中：1—晶硅基片；2—减反射膜；3—边缘保护膜；4—硅片边缘。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1，本实施例中抗高温高湿环境的光伏电池包括晶硅基片1，晶硅基片1的正面和背面均镀有一层减反射膜2，在晶硅基片1的硅片边缘4镀有一层边缘保护膜3，边缘保护膜3和减反射膜2连接，通过边缘保护膜3和减反射膜2共同将晶硅基片1完全密封起来使得晶硅基片1与外界环境彻底隔离，可以有效解决高温高湿环境下引起的PID效应带来的光电转换率下降的问题，且可靠性高、经济性好、轻便实用。本实施例中减反射膜2的材质可以为氮化硅。减反射膜2的厚度可以为140纳米，也就是控制在约等于太阳辐射频谱峰值的1/4波长。边缘保护膜3的材质可以为氮化硅，也可以选择其他性能更优的物质作为保护膜层。硅片边缘4的表面通常为锯齿状或金字塔型。本实施例中镀制边缘保护膜3的工艺如下：在太阳能电池片工艺流程走到镀制减反射膜2这一环节的时候，会在真空环境下进行，使用等离子加强化学气相沉积法（PECVD）在晶硅基片1上镀一层减反射膜2，减反射膜2的厚度是140纳米；由于硅片边缘4处的位置比晶硅基片1的正面和背面特殊，导致等离子加强化学气相沉积法（PECVD）在硅片边缘4镀制的减反射膜2不如晶硅基片1的正面和背面上那么致密，位于硅片边缘4上的减反射膜2形成多孔疏松的结构，使得外界环境中的水、空气容易进入，导致太阳能电池片效率下降和性能恶化的情况；在结束等离子加强化学气相沉积法（PECVD）后，继续在真空环境下将多片太阳能电池片叠加起来用于进行集中处理，然后移到别的真空腔室，抽至真空，先对硅片边缘4进行高能粒子轰击清洗，将硅片边缘4疏松的减反射膜2进行清除，并进一步消除硅片边缘4扩散杂质对电池性能的影响，且形成了一层锯齿状或金字塔型的表面，有利于新镀制的边缘保护膜3附着于硅片边缘4，提高新镀膜层和晶硅基片1的结合；然后使用物理气相沉积法（PVD）在硅片边缘4镀上一层致密的边缘保护膜3。本实施例中高能粒子轰击清洗时的真空度高于等离子加强化学气相沉积法（PECVD）的真空度。物理气相沉积法（PVD）采用磁控溅射法，也可采用其他PVD手段。镀制边缘保护膜3时的真空度低于0.1帕。多片太阳能电池片叠加起来后，所有晶硅基片1中的硅片边缘4相齐平。在常规的晶硅太阳能光伏电池结构的基础上，在硅片边缘4形成一层致密薄膜作为边缘保护膜3，彻底隔离晶硅基片1与外界环境，以减少周边环境对电池片性能的影响，尤其在抗高温高湿环境引起的PID效应方面，有明显的改善。在光伏电池片常规生产流程中，完成PECVD镀制氮化硅增透膜后，继续在真空情况下，增加一道工序；将太阳能电池片层叠起来，在更高真空度的情况下，对电池片边缘进行处理，去除电池片边缘疏松的氮化硅及浅扩散的硅基片，然后通过物理气相沉积（PVD）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高温高湿环境的光伏电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的正面和背面均镀有一层减反射膜，其特征在于：所述晶硅基片的硅片边缘镀有一层边缘保护膜，所述边缘保护膜和减反射膜连接，通过边缘保护膜和减反射膜共同将晶硅基片完全密封起来使得晶硅基片与外界环境彻底隔离。

【技术特征摘要】
1.一种抗高温高湿环境的光伏电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的正面和背面均镀有一层减反射膜，其特征在于：所述晶硅基片的硅片边缘镀有一层边缘保护膜，所述边缘保护膜和减反射膜连接，通过边缘保护膜和减反射膜共同将晶硅基片完全密封起来使得晶硅基片与外界环境彻底隔离。2.根据权利要求1所述的抗高温高湿环境的光伏电池，其特征在于：所述减反射膜的材质为氮化硅。3.根据权利要求1所述的抗高温高湿环境的光伏电池，其特征在于：所述减反射膜的厚度为140纳米。4.根据权利要求1所述的抗高温高湿环境的光伏电池，其特征在于：所述边缘保护膜的材质为氮化硅。5.根据权利要求1所述的抗高温高湿环境的光伏电池，其特征在于：所述硅片边缘的表面为锯齿状或金字塔型。6.根据权利要求1所述的抗高温高湿环境的光伏电池，其特征在于：镀制边缘保护膜的工艺如下：在太阳能电池片工艺流程走到镀制减反射膜这一环节的时候，会在真空环境下进行，使用等离子加强化学气相沉积法在晶硅基片上镀一层减反射膜，减反射膜的厚度是140纳米；由于硅片边缘处的位置比晶硅基片的正面和背面特殊，导致等离子加强化学气相沉积法在硅片边缘镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润宝，周宇昊，韩苗苗，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33