[发明专利]黑硅电池片及其制备方法及黑硅光伏组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种黑硅电池片的制备方法、采用该制备方法制得的黑硅电池片及包含上述黑硅电池片的黑硅光伏组件。

背景技术

黑硅是指在晶硅材料表面形成一层纳米量级的微结构组织，能陷住更多可见光，外观为黑色的新型材料。当前，为了降低生产成本,硅片薄片化成为晶体硅太阳能电池的发展趋势之一。随着硅片变薄，对光吸收和钝化的要求非常严格，特别是在钝化效果较好时，光吸收就成为了制约电池效率提升的关键因素。因此，需要最大限度地增加硅基体对光线的吸收以提高太阳能电池的转换效率。近年来，“黑硅”材料优异的陷光性能引起了光伏业界的广泛关注。

目前，黑硅的制备方法主要有飞秒激光法、电化学腐蚀法、金属辅助化学腐蚀法。虽然与普通制绒方式相比，反射率有所降低，但是反射率还是偏高；制备出的太阳能组件的CTM偏低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种黑硅电池片的制备方法及其制得的黑硅电池片及包括该黑硅电池片的黑硅光伏组件，在黑硅电池片的表面形成周期性减反射结构，绒面面结构规则，黑硅电池片的反射率低，制得的黑硅光伏组件的CTM高。

为解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种黑硅电池片的制备方法，依次包括如下步骤：

S1、用酸溶液对硅片制绒；

S2、在所述硅片的表面上形成一层掩膜，所述掩膜具有若干等间隔分布的掩膜单元，各所述掩膜单元包括若干均匀排列的掩模图形；

S3、选择性地对所述硅片进行RIE干法制绒；

S4、去除掩膜。

优选地，步骤S2中，通过丝网印刷或喷墨打印在所述硅片的表面上形成所述掩膜。

优选地，步骤S2中，所述掩膜图形为三角形、六边形或圆形。

优选地，该制备方法还包括位于步骤S4之后的如下步骤：

S5、用酸溶液去除所述硅片表面的毛糙结构及损伤层。

优选地，步骤S5中，所用的酸溶液为HF/HNO₃混酸溶液。

本发明采用的又一技术方案为：

一种采用上述的黑硅电池片的制备方法制得的黑硅电池片。

一种包括采用上述的黑硅电池片的制备方法制得的黑硅电池片的黑硅光伏组件。

本发明采用上述技术方案，相比现有技术具有如下优点：在RIE干法制绒前先在硅片的表面形成一层掩膜，掩膜上具有周期性间隔排布的掩模图形，再通过RIE干法制绒进行有选择性地刻蚀，硅片表面上有掩膜遮盖的部分得到保护，没有掩膜遮盖的部分被制绒，形成周期性的减反射结构，制绒后的硅片表面结构规则，制得的黑硅电池片的反射率低，制得的黑硅光伏组件的CTM高（CTM是CelltoMoudle的缩写，指电池片制成的组件对电池片的效率的利用率）。

附图说明

附图1为本发明制得的黑硅和现有技术中的黑硅的反射率对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。

本发明的一种黑硅电池片的制备方法，依次包括如下步骤：

S1、用酸溶液对硅片制绒，硅片选用多晶硅片；

S2、在硅片的表面上通过丝网印花或者喷墨打印的方式形成一层掩膜，掩膜具有若干等间隔分布的掩膜单元，各掩膜单元包括若干均匀排列的掩模图形，从而形成周期性分布的掩模图形，掩膜图形为三角形、六边形或圆形；

S3、选择性地对硅片进行RIE干法制绒，即，硅片表面上有掩膜遮盖的部分得到保护，没有掩膜遮盖的部分得到制绒，形成周期性的减反射结构；

S4、去除掩膜。

S5、用HF/HNO₃混酸溶液去除硅片表面的毛糙结构及损伤层。

一种采用上述的黑硅电池片的制备方法制得的黑硅电池片，其表面上具有周期性的减反射结构，表面的反射率较低。具体参见附图1所示，在300~1100nm波段的可见光范围内，采用本发明的制备方法制得的黑硅电池片的反射率均比现有技术中的黑硅电池片低，提高了电池片在蓝光波段的相应。

一种包括采用上述的制备方法制得的黑硅电池片的黑硅光伏组件，由于黑硅电池片表面的反射率低，提高了电池片在蓝光波段的相应，因而光伏组件的CTM也得到了提高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。