專利名稱：一種太陽能電池的多層減反膜以及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能電池，具體地說，涉及的是一種太陽能電池的多層減反膜 以及其制作方法，屬于太陽能制造技術領域。
背景技術：
早期的太陽能電池生產中一般使用TiO2作為光學減反膜。但TiO2對硅材料沒有 鈍化作用，使用TiO2作為減反膜的太陽能電池的開路電壓較低，效率難以提高。因此漸漸 地被同時具有很好減反效果和鈍化作用的SiNx減反膜所取代。因此在目前的太陽能電池 生產中大多使用SiNx作為減反膜。但SiNx減反膜生產成本較高，而且使用SiNx作為減反 膜的組件在封裝之后的反射率較高。經文獻檢索發現，申請號為200910303615. 0，名稱為一種晶硅太陽能電池雙層減 反膜及其制備方法的發明專利，該專利自述為“本發明公開了一種晶硅太陽能電池雙層減 反膜及其制備方法，其特征在于，依次由疏松層TiO2薄膜、致密層TiO2薄膜和SiO2鈍化層 組成；所述的SiO2鈍化層處于致密層TiO2薄膜和硅基襯底之間。制備方法包括以下步驟 在硅基襯底正表面上依次沉積一層致密層TiO2薄膜和一層疏松層TiO2薄膜；電極銀漿印刷 后，經400°C 900°C的常規燒結，在硅襯底與致密TiO2界面處生成SiO2鈍化層。本發明中 Ti02/Ti02準雙層減反膜通過改變沉積條件一次完成，在工藝和設備上得到優化，且比單層 減反膜具有更好的減反射效果。”該專利雖然有一定的改善，但是還無法達到理想的效果。為了降低太陽能電池的生產成本，很有必要制作出一種生產成本低，工藝簡單的， 但又同時具有鈍化作用的減反膜。
發明內容
本發明的目的在于解決現有技術中的上述不足，提供一種太陽能電池的多層減反 膜以及其制作方法，使TiO2為基礎的減反膜具有鈍化作用，同時又能兼顧組件封裝后的減 反效果。為實現上述的目的，本發明所述的太陽能電池的多層減反膜，包括SiO2膜以及減 反膜，所述SiO2膜設置在太陽能電池窗口層上，所述減反膜設置在SiO2膜上，其中所述 SiO2膜厚度為5 40nm ；所述減反膜厚度為50 lOOnm，并且折射率在2. 3 2. 4左右。進一步的，所述減反膜為透光膜。進一步的，所述減反膜可以采用Ti02/Si02雙層膜，也可以是MgF/Ti02/Si02，或者 SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 等多層膜的形式。進一步的，所述減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝。本發明上述的太陽能電池的多層減反膜的制作方法，具體為在太陽能電池窗口 層(電池的P+或者N+)生長一層5 40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉積50 IOOnm 的減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝。該層減反膜是折射率在2. 3 2. 4 左右的透光膜。
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采用這種結構的原因是，封裝后的太陽能電池的減反膜(一般而言是一層SiNx) 是夾在窗口層(電池的P+或者N+)上和EVA之間的一種三明治結構。從光學原理考慮，對 于單層減反膜，當^1Cl1 = λ時，反射率有最小值κ =
H1 +η0η2其中I^d1分別為減反膜的折射率和厚度，Iitl為空氣或玻璃的折射率，H2為襯底的 折射率，λ為減反膜的中心波長。從上式可以看出當Il1 二 W時反射率最小。晶體硅的 折射率為η2 = 3. 9，封裝材料(玻璃或EVA)的折射率Iitl = 1.46,則Ii1 = 2. 38時反射率R =0。工業應用中多采用的SiNx薄膜的折射率在封裝之后因折射率一般為2. 0左右，不能 達到最佳的減反效果。而TiO2的折射率一般為2. 3，與最佳減反膜的折射率較為匹配，但是 TiO2的僅有減反效果而無鈍化效果，因此加上一層很薄的SiO2起到彌補TiO2鈍化的作用。 采用這種新型減反膜在封裝之后可以取得很好的減反射和鈍化效果。與現有技術相比，本發明的有益效果為本發明采用SiO2加TiO2或其它折射率在 2. 3-2. 4左右的單層或多層光學減反膜，使TiO2為基礎的減反膜具有鈍化作用，同時又能 兼顧組件封裝后的減反效果。本發明能夠尋找新的技術途徑代替當前工業常用的SiNx單 層減反膜，采用上述多層膜結構，同時實現光學匹配和電學鈍化作用，減反鈍化效果可以與 SiNx媲美。而且該多層膜結構的制備工藝簡單，設備造價低，是一種比較理想的結構。
圖1為本發明一具體實施例中太陽能電池的多層減反膜的結構示意圖。圖中太陽能電池窗口層1，3102膜2，減反膜33乂八4。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步的解釋，但是以下的內容不 用于限定本發明的保護范圍。實施例1如圖1所示，本發明提供一種太陽能電池的多層減反膜，包括SiO2膜2以及減反 膜3，所述SiO2膜2設置在太陽能電池窗口層1上，所述減反膜3設置在SiO2膜2上，其中 所述SiO2膜2厚度為5 40nm ；所述減反膜3厚度為50 lOOnm，并且為折射率在2. 3 2. 4左右的透光膜。所述減反膜3可以采用Ti02/Si02雙層膜，也可以是MgF/Ti02/Si02，或者SiC/Ti02/ Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02等多層膜的形式。本實施例中，如圖1所示，減反膜3 為雙層膜的形式。所述減反膜3上面覆蓋EVA 4。EVA是一種塑料物料，由乙烯(E)及乙烯基醋酸鹽 (VA)所組成。在太陽能電池窗口層(電池的P+或者N+)生長一層5 40nm厚度的SiO2膜，再 在SiO2膜上沉積50 IOOnm的減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA 4和玻璃封裝。該 層減反膜是折射率在2. 3 2. 4左右的透光膜。實施例2
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實施例1所述太陽能電池的多層減反膜的制作方法當硅片進行完正常的制絨，擴散，洗磷等太陽能電池制備工藝后，采用熱氧化或者 溶膠-凝膠的方法，在太陽能電池的窗口層即電池的N+生長一層5 40nm厚度的SiO2膜。 然后在SiO2膜上沉積50 IOOnm的減反膜。之后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝， 該封裝工藝為常用的工藝。本實施例中，所述減反膜是折射率在2. 3左右的透光膜，可以采用的是Ti02/Si02 雙層膜，如圖1中所示。實施例3實施例1所述太陽能電池的多層減反膜的制作方法當硅片進行完正常的制絨，擴散，洗磷等太陽能電池制備工藝后，采用熱氧化或者 溶膠-凝膠的方法，在太陽能電池的窗口層即電池的P+生長一層5 40nm厚度的SiO2膜。 然后在SiO2膜上沉積50 IOOnm的減反膜。之后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝， 該封裝工藝為常用的工藝。本實施例中，所述減反膜是折射率在2. 4左右的透光膜，為了達到最佳光學匹配， 采用的是多層膜的形式，為 MgF/Ti02/Si02、SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 等中的一種。本發明中，采用上述太陽能電池多層減反膜結構的理論依據是，封裝后的太陽能 電池的減反膜(一般而言是一層SiNx)是夾在窗口層(電池的P+或者N+)上和EVA之間的 一種三明治結構。從光學原理考慮，對于單層減反膜，當如乩=λ時，反射率有最小值Κ =
W1 + 0 2其中ni，d工分別為減反膜的折射率和厚度，n0為空氣或玻璃的折射率，n2為襯底 的折射率，λ為減反膜的中心波長。從上式可以看出當Il1 二)^時反射率最小。晶體硅的 折射率為η2 = 3. 9，封裝材料(玻璃或EVA)的折射率Iitl = 1.46,則Ii1 = 2. 38時反射率R =0。工業應用中多采用的SiNx薄膜的折射率在封裝之后因折射率一般為2. 0左右，不能 達到最佳的減反效果。而TiO2的折射率一般為2. 3，與最佳減反膜的折射率較為匹配，但是 TiO2的僅有減反效果而無鈍化效果，因此加上一層很薄的SiO2起到彌補TiO2鈍化的作用。 采用這種新型減反膜在封裝之后可以取得很好的減反射和鈍化效果。而且該種結構減反膜 的制備工藝簡單，設備造價低，但減反鈍化效果可以與SiNx媲美。
權利要求
1.一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于包括SiO2膜以及減反膜，所述SiO2膜 設置在太陽能電池窗口層上，所述減反膜設置在SiO2膜上，其中所述SiO2膜厚度為5 40nm ；所述減反膜厚度為50 lOOnm，并且是折射率為2. 3 2. 4的透光膜。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于所述減反膜是 Ti02/Si02 雙層膜。
3.根據權利要求1所述的一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于所述減反膜是 MgF/Ti02/Si02、SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 多層膜的形式中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種太陽能電池的多層減反膜，其特征在于所述減反膜上 面覆蓋EVA和玻璃封裝。
5.一種如權利要求1所述的太陽能電池的多層減反膜的制作方法，其特征在于在所 述太陽能電池窗口層生長一層5 40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉積50 IOOnm的 減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝，該層減反膜是折射率在2. 3 2. 4左右 的透光膜。
6.根據權利要求5所述的太陽能電池的多層減反膜的制作方法，其特征在于所述太 陽能電池窗口層是指電池的P+或者N+。
全文摘要
本發明公開一種太陽能電池的多層減反膜以及其制作方法，具體為在太陽能電池窗口層生長一層5～40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉積50～100nm的減反膜，然后再在減反膜上面覆蓋EVA和玻璃封裝。該層減反膜是折射率在2.3～2.4左右的透光膜。本發明使TiO2為基礎的減反膜具有鈍化作用，同時又能兼顧組件封裝后的減反效果，能夠代替當前工業常用的SiNx單層減反膜，減反鈍化效果可以與SiNx媲美。而且該多層膜結構的制備工藝簡單，設備造價低，是一種比較理想的結構。
文檔編號H01L31/0216GK102005485SQ20101050487
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者朱軍 申請人:浙江首科科技有限公司