专利名称：一种彩色太阳能电池的制备方法
技术领域：
本发明涉及太阳能光伏领域，特别是涉及一种彩色太阳能电池的制备方法。
背景技术：
目前，太阳电池的种类繁多，主要包括三大类硅系太阳电池、化合物半导体太阳电池和有机太阳电池，这些太阳电池的颜色一般是蓝色或者黑色。晶体硅太阳电池由于在其表面沉积一层氮化硅薄膜作为减反射薄膜而显示蓝色，化合物半导体太阳电池和有机太阳电池一般都是黑色。太阳电池所显示出来的颜色是因为其反射这种颜色的光线，常规的蓝色太阳电池就是在电池表面采用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)沉积了一层厚度在75nm左右的氮化硅薄膜而显示出蓝色，薄膜的厚度不同，电池的颜色就会存在差异。因此，常规太阳电池片用于光伏建筑一体化时，色彩会比较单调，和许多建筑物搭配不相协调，在建筑物外观设计中非常单一，影响了建筑物的美感。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种彩色太阳能电池的制备方法，可制备出具有多种颜色的彩色太阳能电池。本发明是这样实现的一种彩色太阳能电池的制备方法，包括以下步骤(1)准备电子束蒸发源选取氟化镁颗粒和氧化钇颗粒，其中，氟化镁颗粒大小为 Imm 3mm，氟化镁的纯度大于99. 995 %，氧化钇颗粒大小为Imm 5mm，氧化钇纯度大于 99. 995% ；(2)电池片衬底准备选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将氟化镁颗粒和氧化钇颗粒分别装入电子束蒸发设备的坩埚内，抽真空，启动衬底加热装置；(4)待衬底温度和真空度达到设定值时，打开电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，形成彩色复合薄膜，制得彩色太阳能电池。优选地，本发明所述步骤(3)中，抽真空时的压力为3X10’a 5X10_sPa ；加热衬底时的设定温度为50 300°C。优选地，本发明所述步骤中，镀膜时先镀一层氟化镁薄膜，再镀一层氧化钇薄膜，两种薄膜依次交替沉积，薄膜沉积的层数分别为3层或5层或7层。优选地，本发明所述步骤中，氟化镁薄膜的厚度为10 lOOnm，氧化钇薄膜的厚度为10 lOOnm，彩色复合薄膜的厚度为50 200nm。可选地，本发明所述步骤中彩色复合薄膜的颜色包括红色、绿色、黄色、灰色、蓝色、紫色。优选地，本发明所述步骤中蒸发镀膜时，蒸发电压为6KV或8KV，灯丝电流为IOmA 500mA。由上可见，与现有技术相比，本发明有如下有益效果本发明以晶体硅电池片为基体，采用电子束蒸发镀膜方法在其表面上镀上氟化镁与氧化钇的复合薄膜，不同层数、厚度的薄膜可以显示出多种颜色，而且薄膜表面均勻、致密无开裂、无脱落，薄膜颗粒大小均勻，厚度易于控制，适合大规模生产。用这种彩色太阳能电池制成的光伏组件可以应用于大型太阳能发电系统，尤其适合用于光伏建筑一体化，不仅具有发电功能，还能实现与建筑物外观的完美结合。
具体实施例方式下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。实施例1按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995%的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，颗粒大小均为3mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为80°C，抽真空至压力为 2 X KT4Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为6KV，灯丝电流为10mA，先沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层40nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，制得红色太阳能电池。实施例2按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995%的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，颗粒大小均为3mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为100°C，抽真空至压力为 8 X KT5Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为8KV，灯丝电流为500mA，先沉积一层30nm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层20nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层30nm厚的氟化镁薄膜；然后沉积一层20nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层30nm厚的氟化镁薄膜；然后沉积一层20nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层30nm厚的氟化镁薄膜，制得绿色太阳能电池。实施例3按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995%的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，颗粒大小均为2mm ；
(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为120°C，抽真空至压力为 6 X KT5Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为6KV，灯丝电流为100mA，先沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，然后再沉积一层30nm厚的氧化钇薄膜， 再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，然后再沉积一层30nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm 厚的氟化镁薄膜，制得黄色太阳能电池。实施例4按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995%的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，颗粒大小均为3mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为60°C，抽真空至压力为 8 X IO^5Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为8KV，灯丝电流为300mA，先沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层40nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜；然后沉积一层40nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜；然后沉积一层40nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，制得灰色太阳能电池。实施例5按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995%的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，颗粒大小均为3mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为60°C，抽真空至压力为 4 X KT4Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为6KV，灯丝电流为400mA，先沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层20nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜；然后沉积一层20nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜；然后沉积一层20nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，制得蓝色太阳能电池。实施例6按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995%的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，颗粒大小均为3mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为100°C，抽真空至压力为 8 X KT5Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为8KV，灯丝电流为200mA，，先在电池片上沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层30nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层20nm厚的氟化镁薄膜，制得紫色太阳能电池。实施例7按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995 %的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，氟化镁颗粒大小为1mm，氧化钇颗粒大小为5mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为300°C，抽真空至压力为 3 X KT3Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为8KV，灯丝电流为100mA，，先在电池片上沉积一层IOnm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层IOOnm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层IOnm厚的氟化镁薄膜，制得彩色太阳能电池。实施例8按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995 %的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，氟化镁颗粒大小为3mm，氧化钇颗粒大小为Imm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为50°C，抽真空至压力为 5 X IO^5Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为8KV，灯丝电流为250mA，，先在电池片上沉积一层IOOnm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层IOnm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层90nm厚的氟化镁薄膜，制得彩色太阳能电池。实施例7按照下列步骤制造彩色太阳能电池(1)分别选取200克纯度为99. 995 %的氟化镁和氧化钇颗粒作为蒸发源，氟化镁颗粒大小为1mm，氧化钇颗粒大小为4mm ；(2)选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将蒸发源装入坩埚内，启动衬底加热装置，衬底温度为250°C，抽真空至压力为 5 X KT4Pa ；(4)启动电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，蒸发电压为8KV，灯丝电流为350mA，，先在电池片上沉积一层60nm厚的氟化镁薄膜，然后沉积一层60nm厚的氧化钇薄膜，再沉积一层60nm厚的氟化镁薄膜，制得彩色太阳能电池。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式
以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)准备电子束蒸发源选取氟化镁颗粒和氧化钇颗粒，其中，氟化镁颗粒大小为 Imm 3mm，氟化镁的纯度大于99. 995%,氧化钇颗粒大小为Imm 5mm，氧化钇的纯度大于 99. 995% ；(2)电池片衬底准备选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将氟化镁颗粒和氧化钇颗粒分别装入电子束蒸发设备的坩埚内，抽真空，启动衬底加热装置；(4)打开电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，形成彩色复合薄膜，制得彩色太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征是所述步骤(3) 中抽真空时的压力为3Xl(T3Pa 5Xl(TsPa。
3.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征是所述步骤(3) 中加热衬底时的温度为50°C 300°C。
4.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征是所述步骤(4) 中镀膜时先镀一层氟化镁薄膜，再镀一层氧化钇薄膜，两种薄膜依次交替沉积，薄膜沉积的层数分别为3层或5层或7层。
5.根据权利要求4所述的一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征是所述步骤(4) 中氟化镁薄膜的厚度为10 lOOnm，氧化钇薄膜的厚度为10 lOOnm，彩色复合薄膜的厚度为50 200nm。
6.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征是所述步骤(4) 中彩色复合薄膜的颜色包括红色、绿色、黄色、灰色、蓝色、紫色。
7.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能电池的制备方法，其特征是所述步骤(4) 中蒸发镀膜时，蒸发电压为6KV或8KV，灯丝电流为IOmA 500mA。
全文摘要
本发明公开了一种彩色太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤(1)准备电子束蒸发源选取氟化镁颗粒和氧化钇颗粒，氟化镁颗粒大小为1mm～3mm，氟化镁的纯度大于99.995％，氧化钇颗粒大小为1mm～5mm，氧化钇的纯度大于99.995％；(2)电池片衬底准备选取晶体硅电池片，在千级洁净室内对晶体硅电池片进行洁净处理，将晶体硅电池片的正面电极进行掩模后装入电子束蒸发设备的旋转架；(3)将氟化镁颗粒和氧化钇颗粒分别装入电子束蒸发设备的坩埚内，抽真空，启动衬底加热装置；(4)打开电子枪电源，对晶体硅电池片的表面进行蒸发镀膜，形成彩色复合薄膜，制得彩色太阳能电池。本发明可制备出具有多种颜色的彩色太阳能电池。
文档编号H01L31/18GK102194918SQ20101012145
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者赵枫 申请人:赵枫