CN1547263A - 一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于太阳能电池材料制备范围的一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺。将Si和SiC粉混合，通过烧结，使硅熔融将SiC粘合成型，制成表面平整致密的薄片，在上面可以沉积高质量的多晶硅薄膜。避免了常规陶瓷衬底需要的高温烧结过程，既利于形成大晶粒高质量的多晶硅薄膜，又可以有效的避免在冷却过程中的开裂问题；进一步的降低薄膜电池的成本，为多晶硅薄膜太阳能电池的产业化打下坚实的基础。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池材料制备范围，特别涉及一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺。
背景技术
能源和环境是当前世界经济发展面临的两大问题。太阳能光伏发电由于资源无限、无污染的特点，成为目前发达国家激烈竞争的领域之一。太阳能电池的研制因而也成为世界各发达国家在这一领域研究开发的热点课题。我国作为发展中国家，同样存在着能源短缺和环境恶化的现实，因此，在大力提高能源效率的同时开发以太阳能为主的新能源，是我国能源工业发展的战略之举。
近年来我国太阳能光伏电池的生产量和市场销售量分别以年均15％和20％的速度增长。国家电力总公司在西藏无水利资源的地区先后建设了十座光伏电站，解决了7个无电县的工业和生活用电，1.2万余人从中受惠。而过去这些县大多用柴油机发电，各县财政每年要花数十万元购买柴油。另外，西藏还建立了众多的太阳能道班、学校、边防哨所、气象站和广播电视微波中继站。青海及周边地区的6万余无电散居户，利用便携式小功率光伏***解决了家庭生活用电问题。青海省还在电网无法延伸也无水力资源的地区建成了10个太阳能光伏电站，深受当地干部群众的欢迎。新疆则在亚欧光缆、南北疆光缆等工程必经之地的无电地区，安装了100多座无人值站的光伏电源。即便如此，全国目前还有6000万人口需要解决电视、通讯、照明及生产用电问题，光伏电池的市场前景十分广阔，尤其是在我国西部地区。
太阳电池有着相当大的市场潜力，电池效率也在不断提高，但仍然无法大规模普及应用，主要障碍还在于成本偏高。多晶硅薄膜电池是在一定衬底上用某种方法生长单层或多层多晶硅薄膜，然后制成太阳电池。因为薄膜厚度仅十几到几十微来，所以能大大节省材料。特别是最近兴起的将区熔再结晶方法应用到陶瓷衬底多晶硅薄膜太阳能电池的工艺中，可以得到厘米量级的晶粒，并且在一定的技术处理和工艺条件的配合下可以得到比较一致的晶粒取向，从而制备可以实用的多晶硅薄膜太阳能电池。
但是目前所用的衬底材料多为昂贵的单晶硅或者多晶硅的体材料，所以其降低成本的重要突破就在衬底材料上。本发明就是提供了一种廉价的薄膜太阳能电池衬底制备工艺，以进一步降低电池的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺。其特征在于：将Si和SiC粉混合，通过烧结，使硅熔融将SiC粘合成型，制成表面平整致密的薄片，在上面可以沉积高质量的多晶硅薄膜。其具体工艺过程为：
将市售的SiC和Si的粉料按1∶1的摩尔比混合，或将C、SiC和Si粉按摩尔比1∶2∶2的比例混合；SiC颗粒尺寸为0.05～0.5μm，以乙醇为介质，采用湿法球磨12小时。混合均匀，在流量12L/min流动的H2气氛中经烘干、过筛处理后，干压成型为30mm×20mm×1mm的片状样品。然后在热压烧结炉中，在流量12L/min的Ar气保护下烧结，温度1040℃，烧成过程中施加一定的压力25MPa，保温1小时，自然降温，室温取出。
本发明的有益效果提供一种廉价的Si、SiC复合衬底制备工艺，避免了常规陶瓷衬底需要的高温烧结过程，既利于形成大晶粒高质量的多晶硅薄膜，又可以有效的避免在冷却过程中的开裂问题；进一步的降低薄膜电池的成本，为多晶硅薄膜太阳能电池的产业化打下坚实的基础。
具体实施方式
本发明是一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺。将Si和SiC粉混合，通过烧结，使硅熔融将SiC粘合成型，制成表面平整致密的薄片，在上面可以沉积高质量的多晶硅薄膜。其具体工艺过程为：
将市售的SiC和Si的粉料按1∶1的摩尔比混合，或将C、SiC和Si粉按摩尔比1∶2∶2的比例混合；SiC颗粒尺寸为0.05～0.5μm，以乙醇为介质，采用湿法球磨12小时。混合均匀，在流量12L/min流动的H2气氛中经烘干过筛处理后，干压成型为30mm×20mm×1mm的片状样品。然后在热压烧结炉中，在流量12L/min的Ar气保护下烧结，温度1040℃，烧成过程中施加一定的压力25MPa，保温1小时，自然降温，室温取出。在后一种配方中使熔融Si一部分跟C发生反应生成SiC，一部分将C、SiC粘合在一起，制得高密度Si、SiC复合衬底。该烧结法制品密度高，理论密度可达99％，制品性能优良。
Claims (1)
1.一种薄膜太阳能电池衬底制备工艺，其特征在于：将Si和SiC粉混合，通过烧结，使硅熔融将SiC粘合成型，制成表面平整致密的薄片，在上面可以沉积高质量的多晶硅薄膜；其具体工艺过程为：
将市售的SiC和Si的粉料按1∶1的摩尔比混合，或将C、SiC和Si粉按摩尔比1∶2∶2的比例混合；SiC颗粒尺寸为0.05～0.5μm，以乙醇为介质，采用湿法球磨12小时，混合均匀，在流量12L/min流动的H2气氛中经烘干过筛处理后，干压成型为30mm×20mm×1mm的片状样品，然后在热压烧结炉中，在流量12L/min的Ar气保护下烧结，温度1040℃，烧成过程中施加25MPa的压力，保温1小时，自然降温，室温取出。
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