专利名称：一种太阳能电池的多层减反膜以及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池，具体地说，涉及的是一种太阳能电池的多层减反膜 以及其制作方法，属于太阳能制造技术领域。
背景技术：
早期的太阳能电池生产中一般使用TiO2作为光学减反膜。但TiO2对硅材料没有 钝化作用，使用TiO2作为减反膜的太阳能电池的开路电压较低，效率难以提高。因此渐渐 地被同时具有很好减反效果和钝化作用的SiNx减反膜所取代。因此在目前的太阳能电池 生产中大多使用SiNx作为减反膜。但SiNx减反膜生产成本较高，而且使用SiNx作为减反 膜的组件在封装之后的反射率较高。经文献检索发现，申请号为200910303615. 0，名称为一种晶硅太阳能电池双层减 反膜及其制备方法的发明专利，该专利自述为“本发明公开了一种晶硅太阳能电池双层减 反膜及其制备方法，其特征在于，依次由疏松层TiO2薄膜、致密层TiO2薄膜和SiO2钝化层 组成；所述的SiO2钝化层处于致密层TiO2薄膜和硅基衬底之间。制备方法包括以下步骤 在硅基衬底正表面上依次沉积一层致密层TiO2薄膜和一层疏松层TiO2薄膜；电极银浆印刷 后，经400°C 900°C的常规烧结，在硅衬底与致密TiO2界面处生成SiO2钝化层。本发明中 Ti02/Ti02准双层减反膜通过改变沉积条件一次完成，在工艺和设备上得到优化，且比单层 减反膜具有更好的减反射效果。”该专利虽然有一定的改善，但是还无法达到理想的效果。为了降低太阳能电池的生产成本，很有必要制作出一种生产成本低，工艺简单的， 但又同时具有钝化作用的减反膜。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种太阳能电池的多层减反 膜以及其制作方法，使TiO2为基础的减反膜具有钝化作用，同时又能兼顾组件封装后的减 反效果。为实现上述的目的，本发明所述的太阳能电池的多层减反膜，包括SiO2膜以及减 反膜，所述SiO2膜设置在太阳能电池窗口层上，所述减反膜设置在SiO2膜上，其中所述 SiO2膜厚度为5 40nm ；所述减反膜厚度为50 lOOnm，并且折射率在2. 3 2. 4左右。进一步的，所述减反膜为透光膜。进一步的，所述减反膜可以采用Ti02/Si02双层膜，也可以是MgF/Ti02/Si02，或者 SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 等多层膜的形式。进一步的，所述减反膜上面覆盖EVA和玻璃封装。本发明上述的太阳能电池的多层减反膜的制作方法，具体为在太阳能电池窗口 层(电池的P+或者N+)生长一层5 40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉积50 IOOnm 的减反膜，然后再在减反膜上面覆盖EVA和玻璃封装。该层减反膜是折射率在2. 3 2. 4 左右的透光膜。
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采用这种结构的原因是，封装后的太阳能电池的减反膜(一般而言是一层SiNx) 是夹在窗口层(电池的P+或者N+)上和EVA之间的一种三明治结构。从光学原理考虑，对 于单层减反膜，当^1Cl1 = λ时，反射率有最小值κ =
H1 +η0η2其中I^d1分别为减反膜的折射率和厚度，Iitl为空气或玻璃的折射率，H2为衬底的 折射率，λ为减反膜的中心波长。从上式可以看出当Il1 二 W时反射率最小。晶体硅的 折射率为η2 = 3. 9，封装材料(玻璃或EVA)的折射率Iitl = 1.46,则Ii1 = 2. 38时反射率R =0。工业应用中多采用的SiNx薄膜的折射率在封装之后因折射率一般为2. 0左右，不能 达到最佳的减反效果。而TiO2的折射率一般为2. 3，与最佳减反膜的折射率较为匹配，但是 TiO2的仅有减反效果而无钝化效果，因此加上一层很薄的SiO2起到弥补TiO2钝化的作用。 采用这种新型减反膜在封装之后可以取得很好的减反射和钝化效果。与现有技术相比，本发明的有益效果为本发明采用SiO2加TiO2或其它折射率在 2. 3-2. 4左右的单层或多层光学减反膜，使TiO2为基础的减反膜具有钝化作用，同时又能 兼顾组件封装后的减反效果。本发明能够寻找新的技术途径代替当前工业常用的SiNx单 层减反膜，采用上述多层膜结构，同时实现光学匹配和电学钝化作用，减反钝化效果可以与 SiNx媲美。而且该多层膜结构的制备工艺简单，设备造价低，是一种比较理想的结构。
图1为本发明一具体实施例中太阳能电池的多层减反膜的结构示意图。图中太阳能电池窗口层1，3102膜2，减反膜33乂八4。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不 用于限定本发明的保护范围。实施例1如图1所示，本发明提供一种太阳能电池的多层减反膜，包括SiO2膜2以及减反 膜3，所述SiO2膜2设置在太阳能电池窗口层1上，所述减反膜3设置在SiO2膜2上，其中 所述SiO2膜2厚度为5 40nm ；所述减反膜3厚度为50 lOOnm，并且为折射率在2. 3 2. 4左右的透光膜。所述减反膜3可以采用Ti02/Si02双层膜，也可以是MgF/Ti02/Si02，或者SiC/Ti02/ Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02等多层膜的形式。本实施例中，如图1所示，减反膜3 为双层膜的形式。所述减反膜3上面覆盖EVA 4。EVA是一种塑料物料，由乙烯(E)及乙烯基醋酸盐 (VA)所组成。在太阳能电池窗口层(电池的P+或者N+)生长一层5 40nm厚度的SiO2膜，再 在SiO2膜上沉积50 IOOnm的减反膜，然后再在减反膜上面覆盖EVA 4和玻璃封装。该 层减反膜是折射率在2. 3 2. 4左右的透光膜。实施例2
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实施例1所述太阳能电池的多层减反膜的制作方法当硅片进行完正常的制绒，扩散，洗磷等太阳能电池制备工艺后，采用热氧化或者 溶胶-凝胶的方法，在太阳能电池的窗口层即电池的N+生长一层5 40nm厚度的SiO2膜。 然后在SiO2膜上沉积50 IOOnm的减反膜。之后再在减反膜上面覆盖EVA和玻璃封装， 该封装工艺为常用的工艺。本实施例中，所述减反膜是折射率在2. 3左右的透光膜，可以采用的是Ti02/Si02 双层膜，如图1中所示。实施例3实施例1所述太阳能电池的多层减反膜的制作方法当硅片进行完正常的制绒，扩散，洗磷等太阳能电池制备工艺后，采用热氧化或者 溶胶-凝胶的方法，在太阳能电池的窗口层即电池的P+生长一层5 40nm厚度的SiO2膜。 然后在SiO2膜上沉积50 IOOnm的减反膜。之后再在减反膜上面覆盖EVA和玻璃封装， 该封装工艺为常用的工艺。本实施例中，所述减反膜是折射率在2. 4左右的透光膜，为了达到最佳光学匹配， 采用的是多层膜的形式，为 MgF/Ti02/Si02、SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 等中的一种。本发明中，采用上述太阳能电池多层减反膜结构的理论依据是，封装后的太阳能 电池的减反膜(一般而言是一层SiNx)是夹在窗口层(电池的P+或者N+)上和EVA之间的 一种三明治结构。从光学原理考虑，对于单层减反膜，当如乩=λ时，反射率有最小值Κ =
W1 + 0 2其中ni，d工分别为减反膜的折射率和厚度，n0为空气或玻璃的折射率，n2为衬底 的折射率，λ为减反膜的中心波长。从上式可以看出当Il1 二)^时反射率最小。晶体硅的 折射率为η2 = 3. 9，封装材料(玻璃或EVA)的折射率Iitl = 1.46,则Ii1 = 2. 38时反射率R =0。工业应用中多采用的SiNx薄膜的折射率在封装之后因折射率一般为2. 0左右，不能 达到最佳的减反效果。而TiO2的折射率一般为2. 3，与最佳减反膜的折射率较为匹配，但是 TiO2的仅有减反效果而无钝化效果，因此加上一层很薄的SiO2起到弥补TiO2钝化的作用。 采用这种新型减反膜在封装之后可以取得很好的减反射和钝化效果。而且该种结构减反膜 的制备工艺简单，设备造价低，但减反钝化效果可以与SiNx媲美。
权利要求
1.一种太阳能电池的多层减反膜，其特征在于包括SiO2膜以及减反膜，所述SiO2膜 设置在太阳能电池窗口层上，所述减反膜设置在SiO2膜上，其中所述SiO2膜厚度为5 40nm ；所述减反膜厚度为50 lOOnm，并且是折射率为2. 3 2. 4的透光膜。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的多层减反膜，其特征在于所述减反膜是 Ti02/Si02 双层膜。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的多层减反膜，其特征在于所述减反膜是 MgF/Ti02/Si02、SiC/Ti02/Si02、SiNx/Ti02/Si02、Zn0/Ti02/Si02 多层膜的形式中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的多层减反膜，其特征在于所述减反膜上 面覆盖EVA和玻璃封装。
5.一种如权利要求1所述的太阳能电池的多层减反膜的制作方法，其特征在于在所 述太阳能电池窗口层生长一层5 40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉积50 IOOnm的 减反膜，然后再在减反膜上面覆盖EVA和玻璃封装，该层减反膜是折射率在2. 3 2. 4左右 的透光膜。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池的多层减反膜的制作方法，其特征在于所述太 阳能电池窗口层是指电池的P+或者N+。
全文摘要
本发明公开一种太阳能电池的多层减反膜以及其制作方法，具体为在太阳能电池窗口层生长一层5～40nm厚度的SiO2膜，再在SiO2膜上沉积50～100nm的减反膜，然后再在减反膜上面覆盖EVA和玻璃封装。该层减反膜是折射率在2.3～2.4左右的透光膜。本发明使TiO2为基础的减反膜具有钝化作用，同时又能兼顾组件封装后的减反效果，能够代替当前工业常用的SiNx单层减反膜，减反钝化效果可以与SiNx媲美。而且该多层膜结构的制备工艺简单，设备造价低，是一种比较理想的结构。
文档编号H01L31/0216GK102005485SQ20101050487
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者朱军 申请人:浙江首科科技有限公司