CN110670046A - 一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种太阳能电池的制备方法，通过将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热；将所述镀膜腔体内抽真空；向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体；在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火；在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。本申请降低氮化硅薄膜的致密性，使电极浆料能更顺利地穿透所述氮化硅薄膜与硅形成良好的欧姆接触，提高电池的发电效率。本申请还提供了一种具有上述有益效果的太阳能电池。
Description
技术领域
本申请涉及光伏电池领域，特别是涉及一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。
背景技术
随着光伏发电技术的不断发展，各种新型高效的太阳能电池层出不穷。尤其随着平价上网时代的到来，如何制作更加高效稳定的电池成为光伏行业的首要任务。
拉脱力是指电池片与焊带的连接强度，是太阳能电池一个特别重要的指标，但是现有的技术拉脱力一直存在隐患，而改善拉脱力的方法，目前都是通过更改电极的浆料配比，以致更改网版设计，使烧结后的栅线能更好地与所述太阳能电池的其他结构相连接。但是一味改变电极材料会引发其他新的问题，如效率偏低，湿重增加，成本增加，烧结窗口变小等。因此，如何在不不增加浆料湿重，不提升成本的前提下提高太阳能电池的拉脱力，是本领域技术人员亟待解决的首要问题。
申请内容
本申请的目的是提供一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池，以解决现有技术中拉脱力较差的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热；
将所述镀膜腔体内抽真空；
向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；
经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体；
在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火；
在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，在对所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜之前，还包括：
向所述镀膜腔体内输入氨气，对所述太阳能电池前置物的表面进行预清洗。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，所述预清洗为通过所述射频发生器对所述太阳能电池片表面进行预清洗，所述射频发生器的占空比的范围为1:5至1:8，包括端点值。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，所述预清洗的时间范围为5秒至30秒，包括端点值。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，对所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜具体包括预热阶段、第一沉积阶段及第二沉积阶段；
所述预热阶段的加热温度范围为430摄氏度至460摄氏度，所述预热阶段的持续时间范围为30秒至120秒，包括端点值。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，所述第一沉积阶段的氨气的输入速率的范围为1000标准毫升每分钟至15000标准毫升每分钟，硅烷的输入速率的范围为200标准毫升每分钟至1500标准毫升每分钟，射频发生器的功率的范围为5000瓦至15000瓦，包括端点值。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，所述第二沉积阶段的氨气的输入速率的范围为1000标准毫升每分钟至15000标准毫升每分钟，硅烷的输入速率的范围为400标准毫升每分钟至1200标准毫升每分钟，射频发生器的功率的范围为5000瓦至12000瓦，包括端点值。
可选地，在所述的太阳能电池的制备方法中，所述第一沉积阶段及所述第二沉积阶段的时间的总长度的范围为600秒至750秒。
本申请还提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池为通过上述任一种所述的太阳能电池的制备方法得到的太阳能电池。
可选地，在所述的太阳能电池中，所述太阳能电池的氮化硅层的厚度范围为50纳米至250纳米，包括端点值。。
本申请所提供的太阳能电池的制备方法，通过将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热；将所述镀膜腔体内抽真空；向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体；在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火；在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。需要特别说明的是，实际生产中焊带是与所述太阳能电池的栅线相连的，而焊带与栅线的连接强度要远高于栅线与电池片的连接强度，因此，要改善拉脱力，应从栅线与电池片的连接强度入手。本申请通过改变所述太阳能电池片表面的沉积层沉积时射频发生器的占空比，降低沉积层(即上述氮化硅薄膜)的致密性，使电极浆料能更顺利地穿透所述氮化硅薄膜与硅形成良好的欧模接触，大大提升拉脱力，扩大浆料窗口，降低浆料湿重，提高电池的发电效率。本申请还提供了一种具有上述有益效果的太阳能电池。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的太阳能电池的制备方法的一种具体实施方式的流程示意图；
图2为本申请提供的太阳能电池的制备方法的另一种具体实施方式的流程示意图；
图3为本申请提供的太阳能电池的制备方法的又一种具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的核心是提供一种太阳能电池的制备方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括：
步骤S101：将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热。
加热的温度的范围为400摄氏度至550摄氏度，包括端点值，如400.0摄氏度、500.0摄氏度或550.0摄氏度中任一个。所述加热过程处于氮气的氛围中，氮气的流量范围为5000sccm(标准毫升每分钟)至10000sccm，包括扩端点值，如5000.0sccm、6325.0sccm或10000.0sccm中任一个。所述加热的时长范围为640秒至1100秒，包括端点值，如640.0秒、853.0秒或1100.0秒。
步骤S102：将所述镀膜腔体内抽真空。
温度控制在400-550摄氏度，用真空泵给炉管抽气，在120-300s内压强达到20-100mTorr，维持30-120s，观察压强是否超过100mTorr，若未超过，则进行下一步。
步骤S103：向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值。
步骤S104：经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体。
抽真空的温度控制在430摄氏度-560摄氏度，用真空泵给炉管抽气，在120-300s内压强达到10-50mTorr，维持60s。
用氮气吹扫每个反应气体的MFC，所述氮气的流量范围为5000-15000sccm。
步骤S105：在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火。
退火温度的范围为500摄氏度至550摄氏度；时长为120秒至480秒，包括端点值。
步骤S106：在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。
出炉前将成品400摄氏度至500摄氏度的环境中，持续100秒至400秒的时间，再取出。
需要注意的是，所述太阳能电池前置物至未在最外层沉积氮化硅膜及安置电极的太阳能电池片半成品，本申请的发明点在于减薄所述氮化硅薄膜使电极浆料能和其他结构更紧密地接触，电池片的其它膜层结构并不妨碍本申请创新点，因此用“太阳能电池前置物”统称。
本申请所提供的太阳能电池的制备方法，通过将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热；将所述镀膜腔体内抽真空；向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体；在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火；在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。需要特别说明的是，实际生产中焊带是与所述太阳能电池的栅线相连的，而焊带与栅线的连接强度要远高于栅线与电池片的连接强度，因此，要改善拉脱力，应从栅线与电池片的连接强度入手。本申请通过改变所述太阳能电池片表面的沉积层沉积时射频发生器的占空比，降低沉积层(即上述氮化硅薄膜)的致密性，使电极浆料能更顺利地穿透所述氮化硅薄膜与硅形成良好的欧模接触，大大提升拉脱力，扩大浆料窗口，降低浆料湿重，提高电池的发电效率。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述太阳能电池的制备方法做改进，得到具体实施方式二，其流程示意图如图2所示，包括：
步骤S201：将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热。
步骤S202：将所述镀膜腔体内抽真空。
步骤S203：向所述镀膜腔体内输入氨气，对所述太阳能电池前置物的表面进行预清洗。
步骤S204：向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值。
步骤S205：经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体。
步骤S206：在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火。
步骤S207：在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。
本身具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中在沉积所述氮化硅薄膜之前，先对所述太阳能电池前置物表面进行了预清洗，其余步骤均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
所述预清洗为通过所述射频发生器对所述太阳能电池片表面进行预清洗，所述射频发生器的占空比的范围为1:5至1:8，包括端点值，如1:5.0、1:7.0或1:8.0中任一个。所述预清洗的时间范围为5秒至30秒，包括端点值，如5.0秒、15.0秒或30.0秒中任一个。
本具体实施方式在沉积前先利用氨气对硅片表面进行预清洗，去除杂质的同时也能起到平整表面的效果，使接下来要沉积的所述氮化硅薄膜更平整，质地更均匀。
在具体实施方式二的基础上，进一步对沉积所述氮化硅薄膜过程中的参数做限定，得到具体实施方式三，其流程示意图如图3所示，包括：
步骤S301：将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热。
步骤S302：将所述镀膜腔体内抽真空。
步骤S303：向所述镀膜腔体内输入氨气，对所述太阳能电池前置物的表面进行预清洗。
步骤S304：向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；
对所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜具体包括预热阶段、第一沉积阶段及第二沉积阶段；
所述预热阶段的加热温度范围为430摄氏度至460摄氏度，所述预热阶段的持续时间范围为30秒至120秒，包括端点值。
步骤S305：经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体。
步骤S306：在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火。
步骤S307：在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。
本身具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中限定了沉积过程中的参数，其余步骤均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
需要注意的是，并非是本具体实施方式中才存在所述预热阶段、所述第一沉积阶段及所述第二沉积阶段，只是本具体实施方式中对其做了限定。更进一步地，所述第一沉积阶段的氨气的输入速率的范围为1000标准毫升每分钟至15000标准毫升每分钟，硅烷的输入速率的范围为200标准毫升每分钟至1500标准毫升每分钟，射频发生器的功率的范围为5000瓦至15000瓦，包括端点值。
所述第二沉积阶段的氨气的输入速率的范围为1000标准毫升每分钟至15000标准毫升每分钟，硅烷的输入速率的范围为400标准毫升每分钟至1200标准毫升每分钟，射频发生器的功率的范围为5000瓦至12000瓦，包括端点值。
所述第一沉积阶段及所述第二沉积阶段的时间的总长度的范围为600秒至750秒，其中，所述第一沉积阶段的时长范围为50秒至200秒，所述第二沉积阶段的时长范围为150秒至600,秒，包括端点值。上述数据均是通过理论计算与实际检验后得出的效果较好的理想参数范围，当然，也可根据不同的实际需要作调整。
本申请还提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池为通过上述任一种所述的太阳能电池的制备方法得到的太阳能电池。本申请所提供的太阳能电池的制备方法，通过将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热；将所述镀膜腔体内抽真空；向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体；在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火；在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。需要特别说明的是，实际生产中焊带是与所述太阳能电池的栅线相连的，而焊带与栅线的连接强度要远高于栅线与电池片的连接强度，因此，要改善拉脱力，应从栅线与电池片的连接强度入手。本申请通过改变所述太阳能电池片表面的沉积层沉积时射频发生器的占空比，降低沉积层(即上述氮化硅薄膜)的致密性，使电极浆料能更顺利地穿透所述氮化硅薄膜与硅形成良好的欧模接触，大大提升拉脱力，扩大浆料窗口，降低浆料湿重，提高电池的发电效率。
更进一步地，所述太阳能电池的氮化硅层的厚度范围为50纳米至250纳米，包括端点值，如50.0纳米、100.2纳米或250.0纳米中任一个。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的太阳能电池的制备方法及太阳能电池进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
将太阳能电池前置物置于镀膜腔体内加热；
将所述镀膜腔体内抽真空；
向所述镀膜腔体内输入氨气与硅烷，通过射频电离法在所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜；其中，射频发生器的占空比为1:5至1:8，包括端点值；
经过预设的沉积时间后，将所述镀膜腔体内先抽真空，再充入惰性气体；
在所述镀膜腔体内对沉积过所述氮化硅薄膜的太阳能电池前置物进行退火；
在经过退火处理的所述太阳能电池前置物表面设置电极，得到所述太阳能电池。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在对所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜之前，还包括：
向所述镀膜腔体内输入氨气，对所述太阳能电池前置物的表面进行预清洗。
3.如权利要求2所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述预清洗为通过所述射频发生器对所述太阳能电池片表面进行预清洗，所述射频发生器的占空比的范围为1:5至1:8，包括端点值。
4.如权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述预清洗的时间范围为5秒至30秒，包括端点值。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，对所述太阳能电池前置物表面沉积氮化硅薄膜具体包括预热阶段、第一沉积阶段及第二沉积阶段；
所述预热阶段的加热温度范围为430摄氏度至460摄氏度，所述预热阶段的持续时间范围为30秒至120秒，包括端点值。
6.如权利要求5所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一沉积阶段的氨气的输入速率的范围为1000标准毫升每分钟至15000标准毫升每分钟，硅烷的输入速率的范围为200标准毫升每分钟至1500标准毫升每分钟，射频发生器的功率的范围为5000瓦至15000瓦，包括端点值。
7.如权利要求5所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二沉积阶段的氨气的输入速率的范围为1000标准毫升每分钟至15000标准毫升每分钟，硅烷的输入速率的范围为400标准毫升每分钟至1200标准毫升每分钟，射频发生器的功率的范围为5000瓦至12000瓦，包括端点值。
8.如权利要求5至权利要求7任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一沉积阶段及所述第二沉积阶段的时间的总长度的范围为600秒至750秒。
9.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为通过权利要求1至8任一项所述的太阳能电池的制备方法得到的太阳能电池。
10.如权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的氮化硅层的厚度范围为50纳米至250纳米，包括端点值。
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