[发明专利]一种次强光非晶硅太阳能电池板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏能源技术领域，具体涉及一种次强光非晶硅太阳能电池板的制备方法。

背景技术

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流，在物理学上称为太阳能光伏（Photovoltaic，缩写为PV），简称光伏。

目前的太阳能电池主要以硅系为主，超过89%的光伏市场被硅系列太阳能电池占据，而硅系列太阳能电池又分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。其中，单晶硅、多晶硅太阳能电池转换效率较高，技术也较成熟，但生产成本居高不下，生产工艺复杂，限制了其应用范围。而非晶硅太阳能电池的成本低、重量轻，具有强大的光吸收能力，便于大规模生产，具有极大的潜力；但却由于其材料长程无须而引发的光致衰退（S-W）效应、稳定性不高等，直接影响了它的实际应用。另外，次强光为太阳辐射强度介于300W/m²与1000W/m²之间的光照环境，与我国绝大多数地区的光照条件吻合。因此，如何能提高次强光条件下非晶硅太阳能电池的稳定性及转换效率成为了目前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种次强光非晶硅太阳能电池板的制备方法，可以提高电池稳定性，减弱光致衰退效应，提高太阳能转换效率。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种次强光非晶硅太阳能电池板的制备方法，包括以下步骤：

（1）电池正极集成：选取ITO导电玻璃进行630nm激光划刻，然后脱模进行超声清洗；

（2）涂覆集热层：在所得ITO导电玻璃四周涂覆集热材料，制成环形集热层，厚度优选为120～220nm；所述集热材料优选黑铬、黑镍、镍氧化铝或氮氧化钛；

（3）硅基材料层沉积：对涂覆集热层后的ITO导电玻璃进行预热，然后进入PECVD程序进行沉积，沉积顺序依次为p型非晶硅层、i型非晶硅层和n型微晶硅层，p型非晶硅层厚度5～10nm，i型非晶硅层厚度100～200nm，n型微晶硅层厚度20～30nm；

p型非晶硅层工艺条件：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/cm²，氢稀释比R（R=H₂/SiH₄）由38匀速递减为30，硅烷与甲烷流量比为10：(1～1.35)，为沉积压力为150～220pa；

i型非晶硅层工艺条件：使用SiH₄、Ar、H₂气体，其中R由30匀速递减为21，沉积温度190～220℃，功率密度0.2～0.45W/cm₂，沉积压力为55～95pa；

n型微晶硅层工艺条件：使用PH₃、SiH₄、Ar、H₂气体，其中R由21匀速递减为15，沉积温度180～210℃，功率密度0.2～0.35W/cm²，沉积压力为90～150pa；

（4）电池负极集成：用532nm激光划刻所得硅基材料层，然后进行超声清洗，再在所述硅基材料层上进行镀铝，然后532nm激光划刻所得铝膜，进行超声清洗；

（5）保护背漆：在所得铝膜上进行丝印油墨，烘烤固化后进行电压抽测；

（6）引出电极：进行丝印铜浆，引出前电极和背电极，然后烘烤固化，即得太阳能电池板；

（7）绝缘处理：在15wt%的ZnCl₂水溶液中，加入稀盐酸调节pH值为4～5，超声震荡2～3min后得绝缘溶液；将所得太阳能电池板固定，取所配溶液涂抹于丝印的油墨层上，2～3min之后，清洗去除，并快速干燥。

光致衰退（S-W）效应：非晶硅电池在强光下照射数小时后，其光电导性能逐渐下降并最终保持相对稳定，光照后样品若在160℃下退火，其光电导性能即可恢复原值。

本发明具有以下积极有益效果：

（1）本发明采用n型微晶硅层，由于微晶硅薄膜具有高的光吸收系数和无明显光致衰退现象，又便于实现大面积制备和集成化，可助于提高电池板的稳定性和减小光致衰退效应。