[发明专利]玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏太阳能电池技术领域，特别涉及一种玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法。

背景技术

在光伏电池领域，硅基薄膜太阳电池因其原材料储量丰富、无污染、制备工艺简单及耗能低、便于大面积连续化生产等优点，受到广泛关注。

微晶硅介于非晶硅与晶体硅之间，微结构有序性得到了提高，基本不存在光致衰退效应，微晶硅太阳电池的稳定性也得到了很大的改善。因此，微晶硅被认为是一种非常具有发展前景的光伏材料。此外，微晶硅可以与非晶硅叠加在一起，构成非晶硅微晶硅叠层电池，可将电池光谱响应长波限从目前非晶硅单结太阳电池的0.9μm扩展到1.2μm，能更充分地利用太阳光谱，提高硅薄膜电池的转换效率，有广泛的应用前景。

但是微晶硅薄膜是间接带隙特性，因而吸收系数比较低，对于太阳能能电池的应用希望更充分的利用太阳能，这就需要光在吸收层内的行程足够的长，增加载流子的有效收集。通常情况下，这种提高光吸收的方式是通过加大微晶硅薄膜层的厚度来实现的。这样带来的后果是增加了薄膜的沉积时间，减少了产出，从而增加了生产成本。另外也可以通过氧化物导电薄膜的粗糙表面或者对导电薄膜的表面刻蚀达到一定的陷光效果。但是这些方法由于导电薄膜表面的雾度较低，对硅薄膜的陷光效果很有限，而且刻蚀对导电薄膜性能有所损害。对玻璃基板化学刻蚀，产生微米级的表面形貌，和纳米级的透明导电膜表面形貌相结合，形成微米-纳米级的多重陷光结构，可以很大的提高微晶硅薄膜的陷光效应，尤其是对近红外波段的吸收，增加光的有效行程，减少微晶薄膜层的厚度，提高产能，降低成本。而且同时可以提高整体电流，以及电池的转换效率。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种玻璃基板及其制造方法和薄膜太阳能电池的制造方法，能够增加光在吸光层中的行程，提高光生载流子的有效收集，大大提高薄膜硅层电池的电流，从而提高硅基薄膜太阳能电池光电转换效率。

本发明的玻璃基板，包括第一表面和第二表面，所述第一表面为光线入射面，所述第二表面为光线射出面，在所述第一表面和/或第二表面上具有微米级的表面微结构。

所述表面微结构为连续分布的微形坑。

所述表面微结构为连续分布的微形金字塔。

所述微形坑的直径为1～7um，深度为0.5～4um。

本发明的玻璃基板的制造方法，包括步骤：

对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；

利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；

对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；

对刻蚀后的玻璃表面进行H₂SO₄/HCL酸洗；

对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；

超声波去离子水清洗。

所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。

所述粉末微粒的形状为球体或多面体。

本发明的薄膜太阳能电池的制造方法，包括下列步骤：

对玻璃基板表面进行化学刻蚀；

透明导电氧化物前电极薄膜沉积；

P1激光划线；

双结非晶、微晶硅薄膜电池各层系沉积；

P2激光划线；

电池背电极沉积；

P3激光划线；

层压封装和退火处理。

所述对玻璃基板表面进行化学刻蚀的步骤包括：

对玻璃表面进行超声波去离子水清洗；

利用HF/HCL对玻璃表面进行预处理；

对玻璃表面进行蒙砂粉末/HCL化学刻蚀；

对刻蚀后的玻璃表面进行H₂SO₄/HCL酸洗；

对玻璃表面进行HF/HCL酸洗；

超声波去离子水清洗。

所述化学刻蚀的时间为10秒至100秒。

所述透明导电氧化物前电极薄膜为掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜。

所述掺硼氧化锌(BZO)导电薄膜表面具有纳米级的表面微结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的方法提供一种提高硅薄膜电池光电转换效率的玻璃基板表面预处理方法，这种方法和喷砂方法相比，绒面表面结构均匀可控，不会出现尖锐的突起，这样可以避免器件的局部短路。多结微晶硅薄膜太阳电池经过玻璃基板前序处理方法，能有效的增加玻璃基板的雾度，使光在微晶硅薄膜中的行程加长，增大光生载流子的有效收集，进而提高光电转换效率。