【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于薄膜，涉及一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系及其制备方法。
技术介绍
1、对于晶硅太阳能电池，晶硅光伏组件（晶硅与光伏玻璃之间层压有封装胶膜）是其核心。由于晶体硅折射率与空气差距很大，对入射光会有相当大的反射率，不利于提高发电效率。一般通过将晶硅表面做成类金字塔形阵列结构（增加入射面积），在晶硅表面镀上氮化硅薄膜（提高光能入射量）以及在光伏玻璃表面涂覆减反射膜（减少光的发射率）来提高光电转化效率。
2、为了更好地使氮化硅层实现钝化和减反射双重功能，通常采用双层或多层氮化硅，但底层的氮化硅多层的硅含量较大，其传导电荷的能力大大加强，这将导致器件具有较低的并联电阻，不利于晶硅太阳电池的光电转换效率。
3、专利公布号为cn102610694a中公开了一种太阳电池双层减反射膜的制备方法，利用等离子体增强化学气相沉积法(pecvd)在扩散形成pn结的晶体硅片上沉积一层氮化硅薄膜；利用液相沉积方法(lpd)在氮化硅薄膜上沉积一层二氧化硅薄膜。该技术方案采用液相沉积法制备氧化硅，需要烘干晶硅电池，水汽和高温都易对电池片造成损坏，同时用到氟硅酸，需处理废液和氟化氢有毒气体，不利于环保。
4、专利公布号为cn109494262a中公开了一种晶硅太阳能电池用多层减反射膜结构及其沉积方法，包括：晶硅电池和氧化物层，所述晶硅电池和所述氧化物层之间设有一层、二层、三层或四层以上氮化硅层；氧化物层是利用氮气携带硅烷和一氧化二氮，通过射频产生等离子体反应沉积得到。其技术方案中，沉积温度为490~520℃，相比常
5、对于晶硅电池光伏组件，光谱透过率是影响发电功率的重要因素，常用的减反射技术手段是在晶硅pn结上镀制氮化硅钝化层，在光伏玻璃表面涂覆单层或双层氧化硅膜材。这两种减反射膜层分别在晶硅电池芯片和光伏玻璃两种不同的行业领域生产制备，缺少相关联的一体化设计制备方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了进一步提高光伏组件的透过率及保持性，提供一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，包括晶硅、封装胶膜b、光伏玻璃g，其特征在于：在晶硅的上表面设有双层结构的膜a，光伏玻璃的上表面设有双层结构的膜c；膜a的下层成分为氮化硅层，膜a的上层成分为氧化硅和氧化钛层；膜c的下层成分为氧化硅和氧化钛，膜c的上层成分为氧化硅和氧化锆。
4、进一步，所述膜a中下层的厚度为30~100 nm，上层的厚度为30~120 nm。
5、进一步，所述膜c中下层的厚度为100~200 nm，上层的厚度为50~150 nm。
6、一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
7、（1）在已形成pn结并制备了氮化硅钝化层的晶硅上采用电子束蒸镀法制备一层氧化硅-氧化钛层，控制基片与水平面倾角为0~50°，镀膜过程中本底真空为0.5×10-3~5.5×10-3pa，工作压强维持在 6.0×10-3~ 9.0×10-3pa，维持沉积速率为 0.1~0.8 nm/s，沉积厚度为30~120 nm，折射率为1.3~1.8；按照常规技术流程完成电池片正、负电极的印刷、烧结、检测等剩余工序；
8、（2）采用辊涂法在光伏玻璃上先涂覆氧化硅、氧化钛复合溶胶，300~450℃下固化0.5~5 min，得厚度为100~200 nm，折射率为1.5~1.9的氧化硅-氧化钛复合层；随后继续涂覆氧化硅、氧化锆复合溶胶，580~720℃下固化1~3 min，得到厚度为50~150 nm，折射率为1.3~1.6的氧化硅-氧化锆复合层；
9、（3）在步骤（1）制备的硅片镀膜面和步骤（2）制备的光伏玻璃非镀膜面之间放置封装胶膜，加热封装。
10、进一步，所述封装胶膜为添加偶联剂的eva胶膜或添加偶联剂的poe胶膜。
11、进一步，所述封装胶膜中添加的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一至两种。
12、进一步，所述氧化硅、氧化锆复合溶胶中含有偶联剂和疏水剂；经过偶联剂、疏水剂处理，一方面提高膜层间的结合力，另一方面提高疏水性、抗尘污性。
13、进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂中的至少一种。
14、进一步，所述膜c上层中含有的偶联剂为新烷氧基三(乙二胺基n-乙氧基)钛酸酯、新烷氧基三（新癸酸酰氧基）钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、四（三乙醇胺）锆、新烷氧基三（乙二胺基n-乙氧基）锆酸酯、新烷氧基三（甲基丙烯酰氧基）锆酸酯等中的一至三种。
15、进一步，所述膜c上层中含有的疏水剂为2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯、十六烷基三甲氧基硅烷、六甲基二硅胺烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷等中的一种。
16、本专利技术以在晶硅表面一层折射率在1.9～2.2的氮化硅层为基础，再设置一层折射率不大于1.8的氧化硅-氧化钛层，两层间通过较大的折射率差会减小满足全反射条件时的临界角，使得更多的由硅片表面反射回多层膜的光线二次反射回硅片中，提高了膜层的减反射效果，增加了硅中光的吸收，同时氧化硅-氧化钛层与底层氮化硅层结合进一步增加宽谱透过率，并改变、调节晶硅电池的颜色；
17、通过使用添加偶联剂的封装胶膜，通过封装烧结后的热扩散作用，胶膜中的偶联剂迁移与无机氧化物涂层发生一定的结合形成有机-无机杂化界面层，增加封装胶膜的抗老化性，抑制水汽进入及其造成的胶膜分解和电势诱导衰减，来增加胶膜与晶硅表面减反射膜的粘接力以及胶膜与玻璃表面减反射膜的粘接力；
18、在光伏玻璃表面先后设置折射率为1.5~1.9的氧化硅-氧化钛层和折射率为1.3~1.6的氧化硅-氧化锆层，根据薄膜光学干涉理论，两膜层有足够大的折射率调节范围实现最佳透过率，通过两层间折射率和厚度数值的选择可以根据需要调控入射光透过光谱的峰值位置，提高入射光谱与晶硅电池响应光谱的透过率匹配性；而且因为双层之表层膜中氧化锆的加入，膜层硬度增加，有利于防尘、耐磨；同时由于加入疏水剂，抗尘污性提高，有利于提高透过率保持性，延缓透过率衰减，降低光伏组件表面清洁成本。
19、本专利技术的有益效果：
20、1. 在氮化硅钝化层表面镀一层sio2-tio2复合膜，折射率可以在1.3~1.8之间调节，与底层氮化硅层结合，提高透过率0.5%以上。在光伏玻璃表面先后设置折射率为1.5~1.9的氧化硅-氧化钛层和折射率为1.3~1.6的氧化硅-氧化锆层，提高透过率2.0%以上；同时显著提高防尘污性，对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，包括晶硅、封装胶膜b、光伏玻璃G，其特征在于：在晶硅的上表面设有双层结构的膜a，光伏玻璃的上表面设有双层结构的膜c；膜a的下层成分为氮化硅层，膜a的上层成分为氧化硅和氧化钛层；膜c的下层成分为氧化硅和氧化钛，膜c的上层成分为氧化硅和氧化锆。
2.根据权利要求1所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，其特征在于：所述膜a中下层的厚度为30~100 nm，上层的厚度为30~120 nm。
3.根据权利要求1所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，其特征在于：所述膜c中下层的厚度为100~200 nm，上层的厚度为50~150 nm。
4.一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述封装胶膜为添加偶联剂的EVA胶膜或添加偶联剂的POE胶膜。
6.根据权利要求5所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述封装胶膜中添加的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基
7.根据权利要求4所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述氧化硅、氧化锆复合溶胶中含有偶联剂和疏水剂。
8.根据权利要求7所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂中的至少一种。
9.根据权利要求7所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述膜c上层中含有的偶联剂为新烷氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯、新烷氧基三（新癸酸酰氧基）钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、四（三乙醇胺）锆、新烷氧基三（乙二胺基N-乙氧基）锆酸酯、新烷氧基三（甲基丙烯酰氧基）锆酸酯中的一至三种。
10.根据权利要求7所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述膜c上层中含有的疏水剂为2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯、十六烷基三甲氧基硅烷、六甲基二硅胺烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，包括晶硅、封装胶膜b、光伏玻璃g，其特征在于：在晶硅的上表面设有双层结构的膜a，光伏玻璃的上表面设有双层结构的膜c；膜a的下层成分为氮化硅层，膜a的上层成分为氧化硅和氧化钛层；膜c的下层成分为氧化硅和氧化钛，膜c的上层成分为氧化硅和氧化锆。
2.根据权利要求1所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，其特征在于：所述膜a中下层的厚度为30~100 nm，上层的厚度为30~120 nm。
3.根据权利要求1所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系，其特征在于：所述膜c中下层的厚度为100~200 nm，上层的厚度为50~150 nm。
4.一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述封装胶膜为添加偶联剂的eva胶膜或添加偶联剂的poe胶膜。
6.根据权利要求5所述一种用于晶硅光伏组件的减反射膜系的制备方法，其特征在于：所述封装胶膜中添加的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，鲍田，王东，甘治平，李刚，王金磊，刘畅，汤永康，苏文静，姚婷婷，
申请(专利权)人：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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