[发明专利]一种抗PID光伏电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗PID光伏电池及其制备方法，该抗PID光伏电池包括钢化玻璃、上EVA层、电池片、下EVA层、PET背板、铝合金边框。其制造工艺包括装片、进舟、抽空、升温、检漏、充氮、抽空、预淀积、抽空、镀抗PID薄膜层、抽空、分步淀积、抽空、结束工艺。本发明具有抗PID性能好、电池功率不衰减、工艺简单、成本低等优点。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏领域，尤其涉及抗PID光伏电池及其制备方法。

背景技术

光伏发电系统在实际使用过程中，长期处于高温高湿和高压偏压的环境下，钢化玻璃与封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，造成光伏组件性能持续衰减的现象称为PID(Potential Induced Degradation)。光伏电池组件的PID现象严重时会引起超过50％的功率衰减，进而影响整个光伏电站的功率输出，是影响光伏电池组件的品质和可靠性的重要因素。因此消除PID已成为目前光伏制造企业亟需解决的问题。

除外界环境影响之外，造成PID现象的内部原因主要分为：系统设计原因，光伏组件原因和电池片原因。但无论是从系统设计还是组件材料角度上来提高抗PID性能的方法，都存在成本较高或预防效果不明显等缺陷，故无法广泛推广。而电池片的质量及制造工艺过程，基底材料硅片电阻率，方块电阻均匀性，以及电池片表面减反射层的厚度和折射率等特征都会对光伏电池抗PID性能产生较大影响，其中常通过优化电池片表面减反射层沉积方法和沉积参数来提高光伏电池的抗PID性能。

传统的PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)气相沉积方法能够在多晶硅片表面形成一层SiN_x：H减反射膜，该减反射膜具备一定的钝化作用，但这种钝化作用无法防止电池经过封装材料和组件边框形成的路径所导致的漏电流引起的PID现象。此外，在硅片表面形成SiO₂薄膜层的方法，能够满足组件功率衰减不超过5％的抗 PID性能的标准要求，且不影响电池效率及组件功率输出。现有的SiO₂薄膜层制备方法主要有干氧、湿氧、臭氧、二氯乙烷(TCA)氧化，表面UV照射等方法。干氧氧化需要高温环境且工艺时间较长，成本较高；湿氧氧化对温度要求较低，但成膜质量较差； TCA氧化一般只在实验室中使用，不宜广泛推广。表面UV照射形成的氧化膜膜质比较酥松，降低PID效应的同时会引起电池效率的下降。

传统的PECVD方法也能生成SiO₂薄膜，但是在生成氮化硅薄膜之前的预清洗步骤会对SiO₂薄膜造成很大的损坏，而取消预清洗步骤会带来薄膜质量不合格等潜在问题。因此，亟需寻求一种能够综合传统PECVD方法和SiO₂薄膜层二者优点而规避各自缺点的抗PID光伏电池制备方法尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中SiO₂薄膜层制备方法中存在的成本高、时间长、成膜质量差、损失电池功率及不易推广等缺点，提出一种新的抗PID光伏电池及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种抗PID光伏电池，其从上至下分别为钢化玻璃、上EVA层、电池片、下EVA层、PET背板、铝合金边框。所述的钢化玻璃、上EVA层、电池片、下EVA层、PET按从上而下的顺序依次铺设层层叠压，并通过所述的铝合金边框组装在一起。

上述电池片表面采用PECVD方法镀SiO₂薄膜作为减反射膜。SiO₂薄膜能够在不影响电池效率及组件功率输出的前提下，满足组件功率衰减不超过5％的抗PID性能的标准要求。而采用传统PECVD方法镀SiO₂薄膜的同时也能够在电池片表面生成氮化硅薄膜层，使得该减反射膜同时具有氮化硅薄膜和SiO₂薄膜二者的优点。

上述电池片的制备方法包括以下步骤：