本實用新型涉及IBC太陽能電池工藝領域，特別是涉及一種具有漸變增透部件的IBC太陽能電池。
背景技術：
太陽能是備受青睞的可再生綠色能源，而將太陽能轉換成電能的太陽能電池受到越來越多的重視。隨著太陽能電池工藝的發展，目前已經開發了多種結構的太陽能電池，并且已經被廣泛應用于各個領域。其中，IBC太陽能電池是一種性能優越的太陽能電池結構。
IBC太陽能電池通常采用N型硅作為襯底材料，其通常采用的拋光硅基體表面對于太陽光的全部入射角(0°至90°)以及硅能夠吸收的太陽光的波長范圍(400nm至1100nm)，其平均反射率37％以上。為了減小反射率，使得更多的太陽光能夠進入太陽能電池硅基體內被吸收，通常采用基于物理反射原理，用制絨工藝在拋光硅基體表面形成錐形的絨面結構，這種方法可以將反射率降低至15％以上。為了進一步降低對太陽光的反射率，提高太陽能電池的光電轉換效率，需要尋找新的降低太陽光的反射率的手段來實現這一目的。
目前有申請號為201110122708.0，申請名稱為《采用離子注入法制作交錯背接觸IBC晶體硅太陽能電池的工藝》公開了硅片正面的鈍化減反射膜為SiNx膜、SiOx膜、AlOx膜、TiO2膜和a-Si膜中的一種膜或幾種的復合膜；所述的鈍化減反射膜的厚度為30-300nm，折射率為1.2-2.8；形成鈍化減反射膜的方法為PECVD或ALD。
鈍化減反射膜的本質用途：減少硅表面的載流子復合、減少表面漏電流、防止硅表面受到外界的影響等等。處于正面的鈍化膜，其折射率和厚度能夠讓一部分太陽光透過，使其可以同時用作增透膜。但是，IBC太陽能電池的鈍化減反射膜要起到減少反射率的作用對于膜層的厚度以及折射率有嚴格要求，雖然該申請公開了鈍化減反射膜的材料、折射率范圍、膜厚度范圍，但由于鈍化減反射膜目的并不是為了作增透膜減小太陽光的反射率，該申請獲得的IBC太陽能電池其鈍化減反射膜折射率和厚度范圍太寬，所公開的數值范圍內的組合中大多數其實增透效果非常差，不能顯著減低反射率，并不適合應用于實際生產中。該申請公開的IBC太陽能電池由于鈍化減反射膜目的并不是為了作增透膜減小太陽光的反射率，其公開的兩種及兩種以上鈍化減反射膜的組合方式并不清楚，無法應用于實際生產IBC太陽能電池中，起到減小入射太陽光的反射率，提高太陽能電池的光電轉換效率的作用。
技術實現要素：
為解決上述現有技術問題，本實用新型提供一種具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，包括IBC太陽能電池硅基體和漸變折射率增透部件，所述的漸變折射率增透部件設置在IBC太陽能電池硅基體的上表面，所述的漸變折射率增透部件自下而上依次設置第三折射率部、第二折射率部和第一折射率部，所述的第三折射率部的折射率為2.45至2.55，厚度為65nm至70nm；所述的第二折射率部的折射率為1.45至1.46，厚度為125nm至135nm；所述的第一折射率部的折射率為1.055至1.065，厚度為250nm至300nm。
其進一步的工藝方案：
第三折射率部的材料為二氧化鈦。
其進一步的工藝方案：
在IBC太陽能電池硅基體的上表面采用反應濺射工藝沉積二氧化鈦層，形成第三折射率部。
其進一步的工藝方案：
第二折射率部的材料為二氧化硅。
其進一步的工藝方案：
在第三折射率部的上表面上采用反應濺射工藝沉積二氧化硅層，形成第二折射率部。
其進一步的工藝方案：
第一折射率部的材料為多孔二氧化硅。
其進一步的工藝方案：
在第二折射率部的上表面采用斜角電子束蒸發工藝沉積多孔二氧化硅層，形成第一折射率部。
太陽光譜是連續光譜，每個波長都有一定光強度。白天，隨著時間變化，太陽光相對于固定不變的太陽能電池板的入射角是變化的。因而增透膜膜層層數、每層的厚度及相應折射率對于總體反射率都有較大影響。比如，一層膜的二氧化硅，假設厚度為150nm，根據1/4波長理論，該增透膜對于600nm波長的光反射率很低(接近零)，但是對于其他波長的反射率會比較高，在入射角為0°的情況下，對于所有能被Si吸收的入射的太陽光，該IBC太陽能電池平均反射率至少在15％以上，考慮太陽光全角度入射(0°至90°)時，該IBC太陽能電池平均反射率會更高。
本實用新型的由三層不同折射率和厚度的折射率部構成的漸變折射率增透部件是針對硅襯底的IBC太陽能電池并且考慮了太陽光全角度入射(0°-90°)，以及Si能夠吸收的全部波長范圍(400nm-1100nm)，經過不斷試驗而獲得的技術方案，可以將平均反射率降低至6.3％以下。
本實用新型的有益效果是：對于所有能被Si吸收的全部波長范圍(400nm-1100nm)入射的太陽光，入射角為0°時，該具有漸變增透部件的IBC太陽能電池平均反射率能達到1％以下，在太陽光全角度入射(0°至90°)時，該具有漸變增透部件的IBC太陽能電池平均反射率為6.3％以下，與絨面結構或者單層膜的IBC太陽能電池相比，顯著減低了對太陽光的反射率，從而改善了太陽能電池的光電轉換效率。
附圖說明
圖1是一種具有漸變增透部件的IBC太陽能電池的結構示意圖；
其中，11.第一折射率部；12.第二折射率部；13.第三折射率部；20.IBC太陽能電池硅基體。
具體實施方式
附圖僅是示例性的，并未按比例繪制，附圖以及描述僅用于示例性說明本實用新型。實施例均是示例性的和說明性的，并且旨在提供所要求保護的本實用新型的進一步說明。
實施例一
如圖1中所示，一種具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，包括IBC太陽能電池硅基體和漸變折射率增透部件，漸變折射率增透部件設置在IBC太陽能電池硅基體20的上表面，該漸變折射率增透膜自下而上依次設置第三折射率部13、第二折射率部12和第一折射率部11，其中，第三折射率部13的折射率為2.45、厚度為65nm；第二折射率部12的折射率為1.45，厚度為125nm；第一折射率部11的折射率為1.055，厚度為250nm。
第三折射率部13的材料為二氧化鈦，第二折射率部12的材料為二氧化硅，第一折射率部11的材料為多孔二氧化硅。
具有漸變增透部件的IBC太陽能電池的制作具體步驟為：
A1)在IBC太陽能電池硅基體20的上表面上采用反應濺射工藝沉積二氧化鈦層，形成第三折射率部13。
反應濺射工藝條件為：靶材為2英寸的TiO2，RF功率為200W，Ar流量為5.0SCCM，O2流量為0.5SCCM，操作壓強為2mTorr，襯底偏置為5W，襯底溫度500℃，時間50分鐘，獲得折射率為2.45，厚度為65nm的二氧化鈦層。
B1)在第三折射率部13上采用反應濺射工藝沉積二氧化硅層，形成第二折射率部12。
反應濺射工藝條件為：靶材為2英寸的SiO2，RF功率為200W，Ar流量為5.0SCCM，O2流量為0.5SCCM，操作壓強為2mTorr，襯底偏置為5W，時間60分鐘，獲得折射率為1.45，厚度為125nm的二氧化硅層。
C1)在第二折射率部12上采用斜角電子束蒸發工藝沉積多孔二氧化硅層，形成第一折射率部11。
斜角電子束蒸發工藝是一種固定了電子束入射角度(傾斜入射)的電子束蒸發工藝，其工藝條件為：蒸發源材料為純凈的SiO2顆粒，蒸發沉積期間的腔室壓強為2×10-6Torr，沉積速率為0.5nm/s，蒸氣氣流的斜角入射角為87°，沉積時間為500秒，獲得折射率為1.055，厚度為250nm的多孔二氧化硅層。
該具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，對于太陽光的全部入射角(0°-90°)并且對于硅能夠吸收的太陽光的波長范圍(400nm-1100nm)，在第一折射率部11的折射率為1.055、厚度為250nm，第二折射率部12的折射率為1.45，厚度為125nm，第三折射率部13的折射率為2.45、厚度為65nm的情況下，所得的平均反射率為6.09％。
實施例二
如圖1中所示，一種具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，包括IBC太陽能電池硅基體和漸變折射率增透部件，漸變折射率增透部件設置在IBC太陽能電池硅基體20的上表面，該漸變折射率增透膜自下而上依次設置第三折射率部13、第二折射率部12和第一折射率部11，其中，第三折射率部13的折射率為2.55、厚度為70nm；第二折射率部12的折射率為1.46，厚度為135nm；第一折射率部11的折射率為1.065，厚度為300nm。第三折射率部13的材料為二氧化鈦，第二折射率部12的材料為二氧化硅，第一折射率部11的材料為多孔二氧化硅。
具有漸變增透部件的IBC太陽能電池的制作具體步驟為：
A2)在IBC太陽能電池硅基體20的前表面上采用反應濺射工藝沉積二氧化鈦層，形成第三折射率部13。
反應濺射工藝條件為：靶材為2英寸的TiO2，RF功率為200W，Ar流量為5.0SCCM，O2流量為0.5SCCM，操作壓強為2mTorr，襯底偏置為5W，襯底溫度520℃，時間54分鐘，獲得折射率為2.55、厚度為70nm的二氧化鈦層。
B2)在第三折射率部13上采用反應濺射工藝沉積二氧化硅層，形成第二折射率部12。
反應濺射工藝條件為：靶材為2英寸的SiO2，RF功率為200W，Ar流量為5.0SCCM，O2流量為0.5SCCM，操作壓強為2mTorr，襯底偏置為5W，襯底溫度530℃，時間65分鐘，獲得折射率為1.46，厚度為135nm的二氧化硅層。
C2)在第二折射率部12上采用斜角電子束蒸發工藝沉積多孔二氧化硅層，形成第一折射率部11。
斜角電子束蒸發工藝是一種固定了電子束入射角度(傾斜入射)的電子束蒸發工藝，其工藝條件為：蒸發源材料為純凈的SiO2顆粒，蒸發沉積期間的腔室壓強為2×10-6Torr，沉積速率為0.5nm/s，蒸氣氣流的斜角入射角為86°，沉積時間為600秒，獲得折射率為1.065，厚度為300nm的多孔二氧化硅層。
該具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，對于太陽光的全部入射角(0°-90°)并且對于硅能夠吸收的太陽光的波長范圍(400nm-1100nm)，在第三折射率部13的折射率為2.55、厚度為70nm，第二折射率部12的折射率為1.46，厚度為135nm，第一折射率部11的折射率為1.065，厚度為300nm的情況下，所得的平均反射率為6.25％。
實施例三
如圖1中所示，一種具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，包括IBC太陽能電池硅基體和漸變折射率增透部件，漸變折射率增透部件設置在IBC太陽能電池硅基體20的上表面，該漸變折射率增透膜自下而上依次設置第三折射率部13、第二折射率部12和第一折射率部11，其中，第三折射率部13的折射率為2.55、厚度為70nm；第二折射率部12的折射率為1.46，厚度為135nm；第一折射率部11的折射率為1.065、厚度為300nm。第三折射率部13的材料為二氧化鈦，第二折射率部12的材料為二氧化硅，第一折射率部11的材料為多孔二氧化硅。
具有漸變增透部件的IBC太陽能電池的制作具體步驟為：
A3)在IBC太陽能電池硅基體20的前表面上采用反應濺射工藝沉積二氧化鈦層，形成第三折射率部13。
反應濺射工藝條件為：靶材為2英寸的TiO2，RF功率為200W，Ar流量為5.0SCCM，O2流量為0.5SCCM，操作壓強為2mTorr，襯底偏置為5W，襯底溫度510℃，時間52分鐘，獲得折射率為2.5、厚度為68nm的二氧化鈦層。
B3)在第三折射率部13上采用反應濺射工藝沉積二氧化硅層，形成第二折射率部12。
反應濺射工藝條件為：靶材為2英寸的SiO2，RF功率為200W，Ar流量為5.0SCCM，O2流量為0.5SCCM，操作壓強為2mTorr，襯底偏置為5W，襯底溫度530℃，時間62.5分鐘，獲得折射率為1.46，厚度為130nm的二氧化硅層。
C3)在第二折射率部12上采用斜角電子束蒸發工藝沉積多孔二氧化硅層，形成第一折射率部11。
斜角電子束蒸發工藝是一種固定了電子束入射角度(傾斜入射)的電子束蒸發工藝，工藝條件為：蒸發源材料為純凈的SiO2顆粒，蒸發沉積期間的腔室壓強為2×10-6Torr，沉積速率為0.5nm/s，蒸氣氣流的斜角入射角為86.5°，沉積時間為560秒，獲得折射率為1.06、厚度為280nm的多孔二氧化硅層。
該具有漸變增透部件的IBC太陽能電池，對于太陽光的全部入射角(0°-90°)并且對于硅能夠吸收的太陽光的波長范圍(400nm-1100nm)，在第三折射率部13的折射率為2.50、厚度為68nm，第二折射率部12的折射率為1.46，厚度為130nm，第一折射率部11的折射率為1.06，厚度為280nm的情況下，所得的平均反射率為6.17％。
對本領域工藝人員將明顯的是，在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，可以對本實用新型的實施方式做出各種修改和變化。因此，本實用新型的實施方式旨在覆蓋本實用新型的修改和變化，只要這些修改和變化落入所附權利要求書及其等同內容的范圍內即可。