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一种适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法.pdf

  • 上传人:00062****4422
  • 文档编号:1117875
  • 上传时间:2018-04-01
  • 格式:PDF
  • 页数:6
  • 大小:287.44KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110294167.X

    申请日:

    2011.09.27

    公开号:

    CN102332498A

    公开日:

    2012.01.25

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 31/18申请公布日:20120125|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 31/18申请日:20110927|||公开

    IPC分类号:

    H01L31/18

    主分类号:

    H01L31/18

    申请人:

    牡丹江旭阳太阳能科技有限公司

    发明人:

    王恩忠; 李鹏; 林宏达

    地址:

    157000 黑龙江省牡丹江市阳明区裕民路南莲花北路东对俄贸易加工园区

    优先权:

    专利代理机构:

    牡丹江市丹江专利事务所 23205

    代理人:

    张雨红

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    内容摘要

    一种适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法涉及太阳能应用技术领域。电池组件是按超白玻璃层、TCO膜层、前非晶硅P层、前非晶硅I层、前非晶硅N层、底微晶硅P层、底微晶硅I层、底微晶硅N层、AZO膜层、Ag膜层、PVB或EVA膜层和背板玻璃层依次排列。通过此种制备方法可以大大增加硅基薄膜太阳电池的转换效率,同样的电池组件在高温环境下可以多发出12%左右的电量。

    权利要求书

    1: 一种适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法, 其特征在于, 电池组件 是按超白玻璃层、 TCO 膜层、 前非晶硅 P 层、 前非晶硅 I 层、 前非晶硅 N 层、 底微晶硅 P 层、 底 微晶硅 I 层、 底微晶硅 N 层、 AZO 膜层、 Ag 膜层、 PVB 或 EVA 膜层和背板玻璃层依次排列, 制 备方法包括以下步骤 : a、 用 LPCVD 或磁控溅射在玻璃基板上制备 TCO ; b、 对玻璃基板上的 TCO 膜层激光刻划 ; c、 在 TCO 膜层上制备前非晶硅电池 1 ; d、 在前非晶硅电池 1 上继续制备底微晶硅电池 2 ; e、 激光刻划前非晶硅电池及底微晶硅电池膜层 ; f、 用磁控溅射制备电池背电极, 包括 AZO、 Ag 膜层 ; g、 激光刻划背电极, 激光清边机清边 ; h、 引出正负电极, 用超声波焊接机焊接汇流条、 引流条 ; i、 铺设 PVB 或者 EVA ; j、 辊压机预压, 高压釜层压封装。
    2: 如权利要求 1 所述的适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法, 其特征 在于, 所述步骤 a 中 TCO 膜层厚度 5000 ~ 7000Å, 方块电阻小于 15Ω/ □, 波长 400 ~ 800 nm 的光透过率要大于 90%。
    3: 如权利要求 1 所述的适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法, 其特征 在于, 所述步骤 c 中制备 p 层工艺参数为 : 使用 B(CH4)3、 SiH4、 CH4、 Ar、 H2 气体, 沉积温度 180℃~ 210℃, 功率密度 0.2 ~ 0.35W/ 2 cm , 氢稀释比 R(R= H2/ SiH4) 为 23 ~ 35, 硅烷与甲烷流量比为 10:(1 ~ 1.35), 为沉积压 力为 150 ~ 220pa ; 膜层厚度 150 ~ 250Å ; 制备 I 层工艺条件 : 使用 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/ SiH4 比之 R 为 16 ~ 19, 沉积温度 190℃~ 220℃, 功率 2 密度 0.2 ~ 0.45W/cm , 沉积压力为 55 ~ 95pa, 膜层厚度 1700 ~ 2200Å ; 制备 N 层工艺条件 : 使用 PH3、 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/SiH4 比之 R 为 17 ~ 20, 沉积温度 180℃~ 210℃, 2 功率密度 0.2 ~ 0.35W/cm , 沉积压力为 90 ~ 150pa, 膜层厚度 150 ~ 250Å。
    4: 如权利要求 1 所述的适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法, 其特征 在于, 所述步骤 d 中制备 p 层工艺参数为 : 使用 B(CH4)3、 SiH4、 CH4、 Ar、 H2 气体, 沉积温度 180℃~ 210℃, 功率密度 0.18 ~ 0.3W/ 2 cm , 氢稀释比 R(R= H2/ SiH4) 为 23 ~ 35, 硅烷与甲烷流量比为 10:(1 ~ 1.35), 为沉积压 力为 150 ~ 220pa ; 膜层厚度 150 ~ 250Å ; 制备 I 层工艺条件 : 使用 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/ SiH4 比之 R 为 22 ~ 25, 沉积温度 160℃~ 180℃, 功率 2 密度 0.4 ~ 0.65W/cm , 沉积压力为 200 ~ 300pa, 膜层厚度 7000 ~ 14000Å ; 制备 N 层工艺条件 : 2 使用 PH3、 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/SiH4 比之 R 为 17 ~ 20, 沉积温度 180℃~ 210℃, 2 功率密度 0.2 ~ 0.35W/cm , 沉积压力为 90 ~ 150pa, 膜层厚度 150 ~ 250Å。
    5: 如权利要求 1 所述的适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法, 其特征 在于, 所述步骤 f 中 AZO 膜层厚度 2000 ~ 5000Å, 方块电阻小于 280 Ω/ □, Ag 膜层厚度 500 ~ 1500Å。

    说明书


    一种适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备方法

        技术领域 本发明涉及太阳能应用技术领域, 具体涉及一种适用于高温环境下高效硅基薄膜 太阳电池的制备方法。
         背景技术 由于硅基薄膜太阳电池存在温度效应, 即随着温度的升高, 转换效率会有所下降, 对于叠层硅基薄膜太阳电池来说就更加明显, 由于两层之间电流的匹配是按照标准温度 25℃来调整的, 在温度高于 25℃后, 两层的电流由于温度效应会有所降低, 但两者的匹配就 出现了失调, 造成整个电池输出电流降低。
         发明内容 本发明所要解决的技术问题是 : 基于以上情况提出的一种制备方法, 在制备太阳 电池时按照将要使用的温度环境来匹配电流, 使得电池的电性参数更适用于安装位置的条 件, 从而使电池组件输出功率更高。
         本发明的技术解决方案是 : 一种适用于高温环境下高效硅基薄膜太阳电池的制备 方法, 电池组件是按超白玻璃层、 TCO 膜层、 前非晶硅 P 层、 前非晶硅 I 层、 前非晶硅 N 层、 底 微晶硅 P 层、 底微晶硅 I 层、 底微晶硅 N 层、 AZO 膜层、 Ag 膜层、 PVB 或 EVA 膜层和背板玻璃 层依次排列, 制备方法包括以下步骤 : a. 用 LPCVD 或磁控溅射在玻璃基板上制备 TCO ; b. 对玻璃基板上的 TCO 膜层激光刻划 ; c. 在 TCO 膜层上制备前非晶硅电池 1 ; d. 在前非晶硅电池 1 上继续制备底微晶硅电池 2 ; e. 激光刻划前非晶硅电池及底微晶硅电池膜层 ; f. 用磁控溅射制备电池背电极, 包括 AZO、 Ag 膜层 ; g. 激光刻划背电极, 激光清边机清边 ; h. 引出正负电极, 用超声波焊接机焊接汇流条、 引流条 ; i. 铺设 PVB 或者 EVA ; j. 辊压机预压, 高压釜层压封装。
         本发明的技术效果是 : 通过此种制备方法可以大大增加硅基薄膜太阳电池的转换 效率, 同样的电池组件在高温环境下可以多发出 12% 左右的电量。
         具体实施方式
         本发明提供的制造方法, 包含以下步骤 : 首先, 在制备前非晶硅电池 1 时, 根据安装位置温度控制 I 层厚度在 1700 ~ 2200Å, 较 正常 2000 ~ 2500Å 减薄, 整体趋势是安装位置温度越高 I 层厚度越薄 ; 然后在制备底微晶 硅电池 2 时, 同样根据安装位置温度控制 I 层厚度在 7000 ~ 14000Å, 较正常 8000 ~ 15000Å略有减薄, 整体趋势是安装位置温度越高 I 层厚度越薄, 但相比前非晶硅电池的变化趋势 小得多。
         通过以上制造方法, 使得叠层硅基薄膜太阳电池的太阳电池在高温环境下转换效 率更高, 较正常制备方法增加出 12% 左右的发电量, 从而使得硅基薄膜太阳电池更适合于 高温环境。
         具体步骤 : a. 用 LPCVD 或磁控溅射在玻璃基板上制备 TCO ; 膜层厚度 : 5000 ~ 7000Å 方块电阻 : 小于 15Ω/ □ 光透率 : 波长 400 ~ 800 nm 的光透过率要大于 90%。
         b. 对玻璃基板上的 TCO 膜层激光刻划。
         c. 在 TCO 膜层上制备前非晶硅电池 1, 制备工艺如下 : 制备 p 层工艺参数为 : 使用 B(CH4)3、 SiH4、 CH4、 Ar、 H2 气体, 沉积温度 180℃~ 210℃, 功率密度 0.2 ~ 0.35W/ 2 cm , 氢稀释比 R(R= H2/ SiH4) 为 23 ~ 35, 硅烷与甲烷流量比为 10:(1 ~ 1.35), 为沉积压 力为 150 ~ 220pa。膜层厚度 150 ~ 250Å ; 制备 I 层工艺条件 : 使用 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/ SiH4 比之 R 为 16 ~ 19, 沉积温度 190℃~ 220℃, 功率 2 密度 0.2 ~ 0.45W/cm , 沉积压力为 55 ~ 95pa, 膜层厚度 1700 ~ 2200Å ; 制备 N 层工艺条件 : 使用 PH3、 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/SiH4 比之 R 为 17 ~ 20, 沉积温度 180℃~ 210℃, 2 功率密度 0.2 ~ 0.35W/cm , 沉积压力为 90 ~ 150pa, 膜层厚度 150 ~ 250Å。
         d. 在前非晶硅电池 1 上继续制备底微晶硅电池 2, 制备工艺如下 : 制备 p 层工艺参数为 : 使用 B(CH4)3、 SiH4、 CH4、 Ar、 H2 气体, 沉积温度 180℃~ 210℃, 功率密度 0.18 ~ 0.3W/ 2 cm , 氢稀释比 R(R= H2/ SiH4) 为 23 ~ 35, 硅烷与甲烷流量比为 10:(1 ~ 1.35), 为沉积压 力为 150 ~ 220pa。膜层厚度 150 ~ 250Å ; 制备 I 层工艺条件 : 使用 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/ SiH4 比之 R 为 22 ~ 25, 沉积温度 160℃~ 180℃, 功率 2 密度 0.4 ~ 0.65W/cm , 沉积压力为 200 ~ 300pa, 膜层厚度 7000 ~ 14000Å ; 制备 N 层工艺条件 : 使用 PH3、 SiH4、 Ar、 H2 气体, 其中 H2/SiH4 比之 R 为 17 ~ 20, 沉积温度 180℃~ 210℃, 2 功率密度 0.2 ~ 0.35W/cm , 沉积压力为 90 ~ 150pa, 膜层厚度 150 ~ 250Å。
         e. 激光刻划前非晶硅电池及底微晶硅电池膜层。
         f. 用磁控溅射制备电池背电极, 包括 AZO、 Ag 膜层 ; AZO 膜层厚度 : 2000 ~ 5000Å ; 方阻 : 小于 280 Ω/ □ ; Ag 膜层厚度 : 500 ~ 1500Å。
         g. 激光刻划背电极, 激光清边机清边。
         h. 引出正负电极用超声波焊接机焊接汇流条、 引流条。
         i. 铺设 PVB 或者 EVA。
         j. 辊压机预压 ; 高压釜层压封装后经过清理、 检验、 检测、 包装等工序就制造出太阳电池。6

    关 键  词:
    一种 适用于 高温 环境 高效 薄膜 太阳电池 制备 方法
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