一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件技术

本发明专利技术涉及一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件，所述制备方法包括如下步骤：(1)PECVD法在硅片正面沉积膜层，所述膜层为层叠结构，所述膜层的包括最内层SiN

【技术实现步骤摘要】
一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种全黑晶硅太阳能电池的制备方法，尤其涉及一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件。

技术介绍

[0002]非可再生能源逐渐枯竭，全球变暖日益严重，建立以可再生能源为主的能源系统，实现绿色可持续发展已成为共识。可再生能源渗透率仍处于低位，具有广阔发展空间，其中，光伏发电经济优势明显，度电成本已低于煤电，未来还将不断下降，发展潜力不容小觑。
[0003]太阳能作为一种清洁能源，人们对其研究开发已经进入到了一个新的阶段，开始关注电池组件的外观美观问题。全黑太阳能光伏组件由于其外观的一致性与美观性，因而越来越受到广泛的认可。
[0004]想要获得全黑组件，一方面组件物料可以采用黑色汇流条、镀膜玻璃等辅助手段实现，另外一方面关键的电池物料，则需要在电池生产制造端控制好，这是黑组件的核心关键点。如何在晶硅太阳能电池制造过程中，获得理想的黑色电池，是技术改进的关键。
[0005]CN 204497240U公开了一种晶硅高效黑电池的钝化减反射多层膜设计，其内容主要包括：所述钝化减反射多层膜底层为SiO
x
层，SiO
x
层折射率为1.48
‑
1.8，厚度为2
‑
20nm；多层钝化减反射膜中间层为SiN
x
层，SiN
x
层可以是单层SiN
x
，也可以是不同折射率的多层SiN
x
，折射率范围是1.90
‑
2.20，厚度为30
‑
70nm；钝化减反射多层膜顶层为SiO
x
N
y
层，SiO
x
N
y
层折射率为1.6
‑
1.95，厚度为 20
‑
60nm；钝化减反射多层膜的总膜厚为80
‑
140um，折射率1.9
‑
2.1。该高效黑太阳电池的多层钝化减反射膜，既可以降低电池片表面界面态，提高钝化效果，又可以降低电池片表面反射率，提高短路电流，同时还具有较好的抗PID衰减特性，且制备的黑电池层压后颜色较暗、均匀、无色差。
[0006]CN 205452298U公开了一种新型光伏黑组件，其内容主要包括：从上至下依次设置的玻璃板、上封装材料、太阳能电池片、下封装材料、背板和包覆在玻璃和背板边缘的边框，背板和边框为黑色，太阳能电池片表面上具有氮化硅薄膜，氮化硅薄膜的折射率为2.0
‑
2.2，膜厚为60
‑
90nm，玻璃板表面上的减反射膜厚度为100
‑
180nm。该技术的设计原理是：将电池片表面氮化硅薄膜的厚度及折射率与光伏玻璃及玻璃镀膜层进行匹配，当镀膜玻璃与氮化硅膜层匹配较好时，组件外观能够呈现较均.的颜色效果。采用该技术的组件可以满足应用端对色差的严格要求，同时既可以使组件有较高的功率达成，又可以节约人工细分色所耗费的时间成本，大大提高工作效率。
[0007]CN 208753345U公开一种全黑色BIPV组件，其内容主要包括：上至下依次包括正面玻璃，正面玻璃的正面设有呈矩阵分布的花纹序块单元；透明PVB胶膜，用于进行正面封装；电池片组件，用于实现太阳能与电能之间的转换；黑色PVB胶膜，用于进行背面封装；背面玻璃，背面玻璃的正面和背面均为磨砂面。该技术一种全黑色BIPV组件采用正面设有花纹序块单元的正面玻璃可以有效实现防眩光，而背面采用黑色PVB胶膜不仅可以有效匹配周围建筑环境的颜色，还可以有效进行吸光，从而使组件减弱眩光。背面玻璃的正面和背面
均为磨砂面使BIPV组件不管从任何角度都具有减低眩光效果。
[0008]以上技术方案中虽然也提高了太阳电池的黑色程度，但是CN 204497240U 中对折射率的限定明显是有缺陷的，1.9
‑
2.20的折射率局限性太小。同时，外层仅限定了氮氧化硅层的要求，没有涉及其他如氧化硅层的情况，并且仅仅是在PECVD单道镀膜工序，并未拓展到其他工序的匹配。CN 205452298U和CN 208753345U仅仅是在组件上进行改进，没有涉及在电池角度上的改进。
[0009]因此，提供一种改进太阳能电池外观全黑的方法，是太阳能电池
急需解决的问题。

技术实现思路

[0010]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种全黑晶硅太阳能电池及其制备方法与光伏组件，通过PECVD法在硅片正面沉积膜层，设计了最内层SiNx 层的材料和厚度，尤其是厚度在20nm以上时，影响了入射光在电池表面的吸收和反射效果，使得几乎全部被吸收，而仅有极少量被反射，从而得到全黑硅晶太阳能电池。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]第一方面，一种全黑晶硅太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0013](1)PECVD法在硅片正面沉积膜层，所述膜层为层叠结构，所述膜层的包括最内层SiN
x
层，厚度在20nm以上，得到正面镀膜硅片；
[0014](2)对所得正面镀膜硅片进行背面PECVD和激光开槽，得到粗制硅太阳能电池；
[0015](3)对所得粗制硅太阳能电池进行丝网印刷和电注入后，得到所述全黑晶硅太阳能电池。
[0016]本专利技术提供的制备方法中通过PECVD法在硅片正面沉积膜层，设计了最内层SiN
x
层的材料和厚度，尤其是厚度在20nm以上时，影响了入射光在电池表面的吸收和反射效果，使得几乎全部被吸收，而仅有极少量被反射，从而得到全黑硅晶太阳能电池。
[0017]本专利技术提供的制备方法中最内层SiN
x
层的厚度是控制电池外观为黑色的关键因素，当厚度越厚达到20nm以上时，电池组件层压的黑色效果好。
[0018]优选地，步骤(1)所述膜层包括从内至外层叠设置的最内层SiN
x
层、中间 SiN
x
层、SiO
x
N
y
层和SiO
x
层。
[0019]优选地，步骤(1)所述膜层的最外层包括SiO
x
层。
[0020]优选地，所述最内层SiN
x
层的厚度为20～50nm，例如可以是20nm、25nm、 30nm、40nm、45nm或50nm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述最内层SiN
x
层的折射率为2.3以上，例如可以是2.3、2.4、2.5、 2.6、2.7或2.8，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为2.3～3.4。
[0022]本专利技术所述最内层SiN
x
层的折射率是电池转换效率的影响因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全黑晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)PECVD法在硅片正面沉积膜层，所述膜层为层叠结构，所述膜层的包括最内层SiN
x
层，厚度在20nm以上，得到正面镀膜硅片；(2)对所得正面镀膜硅片进行背面PECVD和激光开槽，得到粗制硅太阳能电池；(3)对所得粗制硅太阳能电池进行丝网印刷和电注入后，得到所述全黑晶硅太阳能电池。2.根据权利要求1所述全黑晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述膜层包括从内至外层叠设置的最内层SiN
x
层、中间SiN
x
层、SiO
x
N
y
层和SiO
x
层；优选地，步骤(1)所述膜层的最外层包括SiO
x
层；优选地，所述最内层SiN
x
层的厚度为20～50nm；优选地，所述最内层SiN
x
层的折射率为2.3以上，优选为2.3～3.4；优选地，所述SiO
x
层的厚度为20nm以上，优选为20～40nm；优选地，所述SiO
x
层的折射率为1.45～1.55。3.根据权利要求1或2所述全黑晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述沉积的方式包括如下步骤：(a)抽真空后，在恒压条件下预通入硅烷和氨气；(b)在硅片正面沉积最内层SiN
x
层；(c)在最内层SiN
x
层上沉积中间SiN
x
层，在中间SiN
x
层上沉积SiO
x
N
y
层；(d)抽真空后，在恒压条件下预通入硅烷和笑气；(e)在SiO
x
N
y
层上沉积SiO
x
层。4.根据权利要求3所述全黑晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述恒压的压力为200～250Pa；优选地，步骤(a)所述预通入的时间为15～30s；优选地，步骤(a)所述预通入硅烷的流量为2200～2500sccm；优选地，步骤(a)所述预通入氨气的流量为9000～9300sccm；优选地，步骤(a)所述预通入的温度为400～600℃；优选地，步骤(b)所述沉积的时间为60～80s；优选地，步骤(b)所述沉积的温度为400～600℃；优选地，步骤(b)所述沉积的压力为200～250Pa；优选地，步骤(b)所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：任勇，何悦，任海亮，郭帅，石兆春，张磊，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：