[发明专利]一种高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗PID太阳能电池，尤其涉及一种高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池及其制造方法。

背景技术

早在2005年，Sunpower就发现晶硅型的背接触N型电池在组件中施加正高压后存在PID（potential-induceddegradation电势诱导衰减）现象，后续对晶体硅电池片的PID的关注越来越多。随着PID现象被更多的人所了解，更多的研究机构对其进行了研究。研究发现P型晶体硅中PID现象的发生和玻璃中的Na⁺在外界电场的作用下由玻璃向电池迁移有关。为了减缓PID衰减的发生，主要的途径为防止Na离子迁移进入到硅片内部，其方法有：a.通过增加EVA等封装材料的电阻率，降低漏电流，减缓Na离子迁移的速度；b.提高硅片表面的氮化硅折射率，以提升氮化硅的导电性能，将Na离子导走，降低Na离子的堆积，减少Na离子迁移到硅片内部的数目，这种方法要求氮化硅的折射率很高并且需要一定的厚度，而这样做会导致电池反射率变高，并且部分光线被氮化硅吸收，导致电池效率下降；c.在硅片表面沉积一层氧化硅，目前机理尚不明确，但是该方法会导致出现大量外观不良电池，导致电池良率下降，成本上升。

发明内容

本发明针对现有技术中，抗PID晶体硅太阳能电池生产成本高、电池转化效率低的技术问题，提供一种高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池及其制造方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池，包括硅片（1），其特征在于：在所述硅片（1）正面依次设置有高折射率氮化硅钝化层（2），石墨烯导电层（3）和低折射率氮化硅减反层（4）。

进一步地，所述高折射率氮化硅钝化层（2）的折射率2.2~2.3，膜厚为1~10nm。

进一步地，所述石墨烯导电层（3）的厚度为1~10nm。

进一步地，低折射率氮化硅减反层（4）的折射率为2.0~2.1，膜厚为60~80nm。

本发明的高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池，通过高折射率氮化硅钝化层、石墨烯导电层和低折射率氮化硅减反层三者的配合，使晶体硅太阳能电池具有良好的抗PID性能和较高的电池转换效率。其中：石墨烯导电层具有良好的导电能力，能够使Na离子有效的通过栅线导走，有效降低离子堆积，减小钠离子向硅片表面迁移；同时采用高折射率氮化硅作为钝化层，低折射率氮化硅作为减反层，能够有效的保证电池具有较高的电池转换效率。

同时，本发明还提供一种生产上述高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池的制造方法，包括如下步骤：

（1）选取硅片，进行制绒、扩散及后清洗；

（2）硅片正面沉积高折射率氮化硅钝化层，折射率为2.2~2.3，膜厚为1~10nm；

（3）在氮化硅上面旋涂石墨烯的分散液，后续烘干，形成石墨烯导电层，厚度为1~10nm；

（4）在石墨烯层上沉积低折射率氮化硅减反层，折射率为2.0~2.1，膜厚为60~80nm；

（5）完成背电极、背电场、正电极印刷、烘干烧结，形成电池。

本发明的高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池的制造方法，能够提供一种高转化效率的抗PID电池生产工艺。采用本方法制备的电池的组件，能够通过测试条件为温度85度，湿度为85%，电压为1000V，600h的PID测试。

附图说明

图1为本发明的高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池的各层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的结构做进一步详细的说明，本发明中与现有技术相同的部分将参考现有技术。

如图1所示，本发明的高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池，包括包括硅片1，沉积在硅片正面的高折射率氮化硅钝化层2，折射率2.2~2.3，膜厚为1~10nm；涂覆在高折射率氮化硅钝化层2上的石墨烯导电层3，厚度为1~10nm；沉积在石墨烯导电层3上的折射率氮化硅减反层4，折射率为2.0~2.1，膜厚为60~80nm。

本发明的高转化效率抗PID晶体硅太阳能电池的制造方法，包括如下步骤：

（1）选取硅片，进行制绒、扩散及后清洗；

（2）硅片正面沉积高折射率氮化硅钝化层，折射率为2.2~2.3，膜厚为1~10nm；

（3）在氮化硅上面旋涂石墨烯的分散液，后续烘干，形成石墨烯导电层，厚度为1~10nm；

（4）在石墨烯层上沉积低折射率氮化硅减反层，折射率为2.0~2.1，膜厚为60~80nm；