[发明专利]一种晶硅太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及光伏电池领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池及其制备方法，其特点是在电池片表面设置有阻隔膜。通过在完成的电池片表面进行进一步镀阻隔膜，形成离子扩散阻挡层，将成品电池片一面或双面包覆，起到阻挡外部离子向电池迁移的扩散阻挡层作用，从而解决或改善电池抗PID性能，同时提升钝化及减反作用，并提升电池的光电转换效率。在电池片表面镀膜还可以起到保护电极氧化，阻挡老化的作用。其中优选使用ALD或者PEALD技术，充分利用ALD薄膜致密无针孔的特性，进一步提高电池抗PID性能。

技术领域

本发明涉及光伏电池领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

晶硅和薄膜太阳能电池作为可再生能源越来越被广泛用于取代对环境有影响的传统能源的发电方式。电网发电中，众多光伏组件由串联方式连接以达到所需电压，而组件边框接地。组件受高电压长期作用使得封装玻璃及其它材料之间产生漏电，使得电池表面聚集大量电荷，造成电池在使用期间性能恶化，光电转换效率降低。这种现象称之为Potential-Induced Degradation(PID),即所谓的电压导致衰减。这种现象无论晶硅电池或是薄膜电池都具有普遍性。通常的主要机理是存在于封装玻璃内的碱金属离子，例如钠离子在电压作用下，穿透电池表面的SiNx钝化减反层，迁移到电池结构中，从而破坏了光电转换中起关键作用的半导体结(PN结)的性能，严重情况下甚至导致组件分层现象。

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。现有申请号为CN201611075863.0的一种抗PID效应的太阳能电池，其包括有晶体硅衬底、绒面、扩散发射结以及依次沉积在晶体硅衬底上的四层钝化减反射膜，第一层为非晶硅层，厚度为5-8nm，第二层为SiNx，折射率为2.25-2.35，厚度为6-9nm，第三层SiNx的折射率为1.95-2.05，厚度为60-70nm，第四层为氧化铝，折射率为1.75-1.85，厚度为3-9nm。该申请仍然存在由于要在所镀膜结构上需要进行金属化制程，即印刷导电银浆和进行烧结固化，但是在金属化制程前使用的三氧化二铝材料会阻挡住银电极的穿透，造成该申请无法实施的问题。另外，该申请中所述三氧化二铝薄膜材料厚度为3-9nm，折射率为1.75-1.85，但自然界存在的晶体三氧化二铝折射率仅为n_ω＝1.768–1.772,n_ε＝1.760–1.763，作为薄膜三氧化二铝材料折射率根本无法达到申请所述范围，因此无法实施。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明对电池的制备工艺进行了改进，在完成的电池片表面进行进一步镀膜处理，起到阻挡外部离子向电池迁移的扩散阻挡层作用，同时起到保护了金属电极的抗老化作用，解决或改善电池抗PID性能。

本发明的具体技术方案如下：

一种晶硅太阳能电池，其特点是在电池片表面设置有阻隔膜。

其中，所述阻隔膜的材料为绝缘材料或者导电薄膜材料中的一种。

其中，所述绝缘材料包括Al₂O₃或SiO₂或ZnO或TiO₂或Ta₂O₅或Alucone中的一种或多种。

其中，所述导电薄膜材料包括透明导电氧化物。

其中，所述透明导电氧化物为ITO或GZO或AZO中的一种。