[发明专利]一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池制造技术，特别涉及一种晶体硅太阳能电池减反射膜及其制备方法。

背景技术

为了提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率，应减少电池表面光的反射损失，增加光的透射。减反射膜的制作直接影响着太阳能电池对入射光的反射率，对太阳能电池效率的提高起着非常重要的作用。目前已大规模产业化的是采用高温气相化学沉积PECVD设备直接在扩散完成后的硅片表面上进行氮化硅沉积，氮化硅薄膜具有较低的减反射效果，然而氮化硅减反射膜硅太阳能电池的反射率还不是很低，其它常规单层减反射膜材料都很难达到很好的减反射效果，因此现有的太阳能电池的光电转换效率还是很低，如何进一步降低反射率成为一大难题。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种降低电池表面对光的反射，提高太阳能电池的光电转换效率的晶体硅太阳能电池三层减反射膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种晶体硅太阳能电池三层减反射膜，其是由三层膜构成，第一层为太阳能电池晶体硅表面的二氧化硅薄膜，厚度为20～30nm，折射率为1.15～1.25；第二层为二氧化钛和二氧化硅复合薄膜，厚度为80～90nm，折射率为1.30～1.45；第三层为纳米二氧化钛薄膜，厚度为50～60nm，折射率为2.12～2.28。

上述所述晶体硅太阳能电池三层减反射膜的制备方法，其是对经过清洗制绒，扩散制备PN结，刻蚀去除晶体硅片四周的PN结，清洗去除磷硅玻璃的处理步骤后的晶体硅片镀减反射膜，其包括以下步骤：

1、在扩散炉内采用热氧化法在晶体硅的表面生长一层厚度为20～30nm，折射率为1.15～1.25的二氧化硅薄膜，其中通入的氮气N₂流量为5～20L/min，氧气O₂流量为2～3L/min，温度为800～900℃，反应时间为10～30min；

2、采用溶胶凝胶涂覆法在步骤1的二氧化硅薄膜表面形成厚度为80～90nm，折射率为1.30～1.45的二氧化硅和二氧化钛复合薄膜；

3、采用溶胶凝胶涂覆法在步骤2的二氧化硅和二氧化钛复合薄膜上再沉积厚度为50～60nm，折射率为2.12～2.28的二氧化钛薄膜。

本发明的三层减反射膜的制备方法中，所述的步骤2包括以下步骤：

A、将正硅酸四乙酯、无水乙醇和盐酸按照摩尔比为1∶0.1～0.2∶6～12的比例在混合容器中混合，加热至20～100℃，搅拌得到溶胶，陈化三天备用；

B、将二氧化钛纳米粒子加入上述溶胶中，超声分散处理30～60min，形成二氧化钛粒子充分分散的涂覆浆体，二氧化钛纳米粒子粒径为20～30nm，二氧化钛粒子与溶胶重量比为1∶15～20；

C、在晶体硅经步骤1形成的二氧化硅薄膜表面采用丝网印刷方法印刷一层上述浆体，随后将印刷好浆体的产品置入烧结炉中，用温度300-350℃的空气进行热处理1-2min，在二氧化硅薄膜表面再形成一层二氧化钛和二氧化硅复合薄膜。

本发明的三层减反射膜的制备方法中，所述的步骤3包括以下步骤：

A、将钛酸正丁酯与无水乙醇在混合容器中混合，搅拌形成透明溶液，再滴加蒸馏水，搅拌得到淡黄色溶胶，陈化三天备用，钛酸正丁酯、无水乙醇与蒸馏水的摩尔比为0.01-0.02∶1∶0.004-0.02；

B、将二氧化钛纳米粒子加入上述溶胶中，超声分散处理30～60min，形成二氧化钛粒子充分分散的涂覆浆体，二氧化钛纳米粒子粒径为20～30nm，二氧化钛粒子与溶胶重量比为1∶15～20；

C、在步骤2形成的二氧化钛和二氧化硅复合薄膜的表面采用丝网印刷方法印刷一层上述浆体，随后将印刷好浆体的产品置入烧结炉中，用温度400-450℃的空气进行热处理1-2min，在二氧化钛和二氧化硅复合薄膜表面再形成一层二氧化钛薄膜。