[发明专利]单晶硅太阳电池的边沿钝化方法、单晶硅太阳电池及其制备方法和光伏组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，特别涉及一种单晶硅太阳电池的边沿钝化方法、单晶硅太阳电池及其制备方法和光伏组件。 

背景技术

近年来，随着工业化进程的加进，煤炭、石油和天然气等常规能源日益枯竭，并且一系列环保问题伴随出现，如何摆脱上述常规能源在数量以及环保压力的限制，寻求一种新型绿色能源已成为当今诸多国家的主要研究对象。太阳能作为一种可再生的绿色能源已逐渐在全球范围内得到快速的发展。随着太阳能发电技术的日益成熟，太阳能电池已在工业、农业和航天等诸多领域取得广泛应用。 

太阳电池是通过光电效应将光能转化成电能的装置。目前，根据所用材料的不同，太阳电池可分为：硅太阳电池、化合物薄膜太阳电池和聚合物多层修饰电极型太阳电池、有机太阳电池和纳米晶太阳电池。其中，硅太阳电池发展最为成熟，在应用中占主导地位。 

硅太阳电池又分为晶体硅太阳电池和硅薄膜太阳电池。晶体硅太阳电池又分为单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池。多晶硅太阳电池的成本较为低廉，但规模生产的转换效率较低，约为15％～17％，同时随着硅片厚度的不断降低，碎片率也有所提升。相对于多晶硅太阳电池，单晶硅电池具有较高的转换效率，规模化生产的效率约为18％～20％，因此单晶硅太阳电池应用较为广泛。 

现有的单晶硅太阳电池的制作工艺如下：将硅片依次进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷、烧结。上述工艺中，扩散的目的在于制作PN结，扩散后的硅片在侧边也存在PN结，而侧边的PN结是不需要的，只有刻蚀掉，才能形成电池核心。电池PN结的稳定程度决定了太阳电池在同样的照射下产生电能的衰减率。本发明人经研究发现影响太阳电池效率的一个重要原因为：在太阳电池的制作、存放、 使用中，PN结边沿被慢慢破坏，这是因为现有的太阳电池边沿经刻蚀后，PN暴露于外界环境中，边沿极易受到污染，许多金属离子如Na、Fe、Cu就会扩散到硅片内破坏PN结，发生表面效应，使并联电阻变小，漏电流增加，在工作中发生局部软击穿，使得电池效率降低，甚至迅速降低至原来的60％以下。 

由此，本发明人考虑对太阳电池的制作工艺进行调整，增加在PN结表面增加一层保护膜的工序，以下简称边沿钝化工艺，将PN结与外界环境相隔离，使电池边沿表面转化为稳定状态，进而避免杂质扩散，降低太阳电池输出功率虽时间的衰减率。 

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种单晶太阳电池的边沿钝化工艺、单晶硅太阳电池及其制备方法和光伏组件，上述单晶硅太阳电池在使用过程中电池效率衰减率低，不易老化，具有较长的使用寿命。 

有鉴于此，本发明提供一种单晶硅太阳电池的边沿钝化方法，包括： 

a)、在刻蚀后的单晶硅太阳能电池的边沿表面涂覆钝化微粉组合物，所述钝化微粉组合物包括：2wt％～30wt％的PbO、5wt％～40wt％的B₂O₃和40wt％～70wt％的SiO₂； 

b)、将涂覆过钝化微粉组合物的单晶硅太阳电池进行高温烧结。 

优选的，所述高温烧结具体为将涂覆过钝化微粉组合物的单晶硅太阳电池依次进行如下工序： 

b1)、加热至450℃～630℃，保温2min～10min； 

b2)、加热至680℃～830℃，保温20min～40min； 

b3)、降温至550℃～750℃，保温10min～40min； 

b4)、降至室温。 

优选的，所述步骤b1)中加热速率为45℃/min～125℃/min。 

优选的，所述步骤b2)中加热的速率为30℃/min～80℃/min。 

优选的，所述步骤b3)中降温的速率为10℃/min～25℃/min。 

优选的，所述钝化微粉的粒径小于10μm。。 

本发明还提供一种单晶硅太阳电池的制备方法，包括：将硅片依次进行清洗、制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷、烧结，其特征在于，在所述刻蚀和烧结工序之间还包括：上述边沿钝化工序。 

优选的，所述边沿钝化工序位于所述印刷和烧结工序之间。 

本发明还提供一种单晶硅太阳电池，其边沿表面覆有钝化膜，所述钝化膜包括：2wt％～30wt％的PbO、5wt％～40wt％的B₂O₃和40wt％～70wt％的SiO₂。