[发明专利]一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减反射膜及其制备方法，具体涉及一种应用于晶体硅太阳能电池表面的减反射膜及其制备方法。

背景技术

当今世界，常规能源的持续使用带来了能源紧缺以及环境恶化等一系列经济和社会问题，发展太阳能电池是解决上述问题的途经之一。因此，世界各国都在积极开发太阳能电池，而高转换效率、低成本是太阳能电池发展的主要趋势，也是技术研究者追求的目标。

目前，晶体硅太阳能电池制造包括如下步骤：(1)硅片清洗制绒；(2)扩散制备PN结；(3)刻蚀去除硅片四周的PN结；(4)清洗去除磷硅玻璃；(5)制备减反射膜；(6)丝网印刷背电极银浆，背电场铝浆，正电极银浆；(7)背电极、背场及正面电极共烧合金化；(8)测试分选。

其中，步骤(5)的减反射膜又称增透膜，最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低的薄膜。如果膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π，即振动方向相反，叠加的结果使光学表面对该波长的反射光减少。适当选择膜层折射率，这时光学表面的反射光可以完全消除。一般情况下，采用单层增透膜很难达到理想的增透效果，为了在单波长实现零反射，或在较宽的光谱区达到好的增透效果，往往采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。

现有技术中，大规模生产采用的是PECVD法制备SiN_x膜，但其反射率还不是很低。减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新材料，设计新膜系，改进淀积工艺，使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽可能高的成品率，达到最理想的效果。

发明内容

本发明目的是提供一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜及其制备方法，使减反射膜降低电池表面对光的反射，提高晶体硅太阳能电池的光电转化效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜，该减反射膜是由两层膜构成，第一层膜设在晶体硅太阳能电池的硅片衬底的表面，第二层膜设在第一层膜的表面，第一层膜为二氧化硅薄膜，其厚度为10～20nm，折射率为1.45～1.47；第二层膜为二氧化钛薄膜，其厚度为50～60nm，折射率为2.15～2.45。

上述技术方案中，第一层膜和第二层膜的综合膜厚为60～80nm，综合折射率2.06～2.18。

一种晶体硅太阳能电池双层减反射膜的制备方法，包括如下步骤：

按照电池常规前道工序处理方法，对硅片进行硅片清洗制绒、扩散制备PN结、刻蚀去除硅片四周的PN结、清洗去除磷硅玻璃，然后包括以下步骤：

(1)采用热氧化方法在硅片衬底的表面生长一层二氧化硅薄膜，薄膜的折射率为1.45～1.47，厚度为10～20nm；

(2)采用溶胶凝胶法在步骤(1)的二氧化硅薄膜表面形成折射率为2.15～2.45、厚度为50～60nm的二氧化钛薄膜；

(3)在上述二氧化钛薄膜上印刷正反面电极、背场，后进行烧结操作。

上述技术方案中，二氧化硅薄膜和二氧化钛薄膜的综合膜厚为60～80nm，综合折射率2.06～2.18。

上述技术方案中，所述步骤(1)的工艺温度为800～900℃，反应气体N₂流量为10～30L/min，O₂流量为10～30L/min，反应时间为10～60min。

上述技术方案中，所述步骤(2)包括如下步骤：

(1)将钛酸盐前躯体与醇类溶剂混合，搅拌形成透明溶液，再滴加蒸馏水，搅拌得到淡黄色溶胶；

(2)将二氧化钛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；

(3)将上述二氧化钛涂覆浆体采用丝网印刷方法在二氧化硅薄膜表面印刷二氧化钛薄膜，形成折射率为2.15～2.45、厚度为50～60nm的二氧化钛薄膜。

上述技术方案中，所述步骤(1)中的钛酸盐前躯体为钛酸正丁酯、钛酸异丙酯或四氯化钛，所述醇类为无水乙醇、异丙醇或正丁醇。

上述技术方案中，所述步骤(2)中二氧化钛粒子和步骤(1)的溶胶的重量比为1∶15～30。