一种电池片及使用其的太阳能电池组件的制作方法

本发明属于太阳能电池，涉及一种电池片及使用其的太阳能电池组件。

背景技术：

1、太阳能因其无污染和可再生等特点已逐渐被各行各业所利用，最典型就是光伏行业。近几年，光伏行业中的bipv(光伏建筑一体化)迅速发展，黑色的太阳能组件因其符合大众的审美，要求广泛用于居民屋顶。

2、目前主流的晶硅电池制造工艺所制备的太阳能电池在组件层压后膜色发蓝，无法满足人们对组件外观审美要求，急迫需要改变现有电池片的正膜结构，使之层压后膜色发黑，来满足市场需求。

3、cn211654833u公开了一种用于制备黑组件太阳能电池的正膜结构，包括电池片，所述电池片的正面依次沉积有高折射率氮氧化硅膜、氮化硅膜、低折射率氮氧化硅膜、氧化硅膜，氮化硅膜包括下层氮化硅膜、中层氮化硅膜、上层氮化硅膜，其中，氮化硅膜中各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低。虽然其能够使得所制备的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，但是其膜层设计较为复杂。

4、在本领域中，期望开发一种可以解决现有技术中存在的太阳能电池膜色发蓝的问题并具有简单的膜层设计的电池片。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池片及使用其的太阳能电池组件。本发明的电池片可以解决现有技术中存在太阳能电池膜色发蓝的问题，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底的正面依次沉积的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低，且中折射率膜的折射率的平方等于电池片衬底的折射率。

4、在本发明中，在电池片正面依次设置高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低，且中折射率膜的折射率的平方等于电池片衬底的折射率，这样的电池片的设计使得其与电池片衬底通过匹配性设计，进而优化陷光效果，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题。

5、在本发明中，所述各层膜的膜厚与折射率之积相等，即所述高折射率膜的膜厚与折射率之积等于中折射率膜的膜厚与折射率之积等于低折射率膜的膜厚与折射率之积。

6、优选地，低折射率膜的折射率与高折射率膜的折射率的乘积等于电池片衬底的折射率。

7、在本发明中，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低，且中折射率膜的折射率的平方等于电池片衬底的折射率，低折射率膜的折射率与高折射率膜的折射率的乘积等于电池片衬底的折射率，且每层的膜厚与折射率之积相等，这种匹配性设计的结构可以最大限度地增加太阳光的吸收，达到理想的陷光效果，其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑。

8、在本发明中，所述电池片的基体为硅。

9、优选地，所述高折射率膜的厚度为16-34nm(例如16nm、18nm、20nm、23nm、25nm、28nm、30nm、34nm)，中折射率膜的厚度为23-40nm(例如23nm、25nm、28nm、30nm、34nm、38nm或40nm)，低折射率膜的厚度为26-52nm(例如26nm、28nm、30nm、35nm、38nm、40nm、45nm、48nm、50nm或52nm)。

10、在本发明中，如果高折射率膜的厚度低于16nm，则不利于钝化效果，如果厚度高于34nm，则高折射率本身的寄生吸收会变大，不利于晶硅对光的有效利用。

11、优选地，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总厚度为70-120nm，例如70nm、73nm、75nm、78nm、80nm、85nm、90nm、95nm、99nm、100nm、110nm或120nm。

12、优选地，所述高折射率膜为折射率2.30-2.69(例如2.30、2.32、2.35、2.38、2.40、2.43、2.45、2.48、2.50、2.55、2.58、2.60、2.65或2.69)的膜，所述中折射率膜为折射率1.90-2.05(例如1.90、1.92、1.94、1.96、1.99、2.02、2.05)的膜，所述低折射率膜为折射率为1.45-1.70(例如1.47、1.49、1.50、1.55、1.58、1.60、1.62、1.65、1.68)的膜。

13、在本发明中，如果高折射率膜的折射率低于2.30，则不利于对电池钝化效果，进而会增加组件的pid风险，如果高于2.69，则高折射率膜的寄生吸收会变大，不利于晶硅对光的有效利用；如果中折射率膜的折射率低于1.90，则不利于膜层对光的减反射，如果高于2.05，则不利于膜层对光的减反射；如果低折射率膜的折射率低于1.45，则不利于膜层对光的减反射；如果低折射率膜的折射率高于1.70，则不利于膜层对光的减反射。

14、在本发明中，所述中折射率膜为基于电池片的硅基体的折射率选定，其为所述硅基体的折射率的开方运算值，即中折射率膜的折射率(n1)和电池片的硅基体(n0)的折射率满足如下关系n12＝n0。

15、优选地，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总折射率为1.85-2.0。

16、在本发明中，所述高折射率膜为氮化硅膜或者氮氧化硅膜，所述中折射率膜为氮化硅膜或氮氧硅膜，所述低折射率膜可为氮氧化硅膜或二氧化硅膜。

17、在本发明中，所述电池片的膜色为暗蓝色。

18、在本发明中，所述各膜层的厚度和折射率可以通过全光谱椭偏仪进行测试得到。在电池片制备过程中，可通过控制各层膜沉积时的沉积时间来控制得到不同的膜厚，可以通过控制各层膜沉积时的各气体流量比来控制得到不同的折射率。而在本领域中，所述各膜层采用已知的沉积工艺即可得到，在此不再赘述。

19、另一方面，本发明提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括如上所述的电池片。

20、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

21、本发明的电池片可以解决现有技术中存在太阳能电池膜色发蓝的问题，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题，包含该电池片的太阳能电池组件外观呈黑色，大大提高市场需求，同时底层膜的折射率高，提高了组件的抗pid性能。

技术特征：

1.一种电池片，其特征在于，包括电池片衬底和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底的正面依次沉积的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低，且中折射率膜的折射率的平方等于电池片衬底的折射率。

2.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜的厚度为16-34nm，中折射率膜的厚度为23-40nm，低折射率膜的厚度为26-52nm。

3.根据权利要求1或2所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总厚度为70-120nm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜为折射率2.30-2.69的膜，所述中折射率膜为折射率1.90-2.05的膜，所述低折射率膜为折射率为1.45-1.70的膜。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总折射率为1.85-2.0。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜为氮化硅膜或者氮氧化硅膜，所述中折射率膜为氮化硅膜或氮氧硅膜，所述低折射率膜为氮氧化硅膜或二氧化硅膜。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池片，其特征在于，低折射率膜的折射率与高折射率膜的折射率的乘积等于电池片衬底的折射率。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池片，其特征在于，所述各层膜的膜厚与折射率之积相等。

9.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述电池片的膜色为暗蓝色。

10.一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括如权利要求1-9中任一项所述的电池片。

技术总结
本发明提供一种电池片及使用其的太阳能电池组件，所述电池片包括电池片衬底和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底的正面依次沉积的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低，且中折射率膜的折射率的平方等于电池片衬底的折射率，低折射率膜的折射率与高折射率膜的折射率的乘积等于电池片衬底的折射率。本发明的电池片可以解决太阳能电池膜色发蓝的问题，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，大大提高市场需求，同时底层膜的折射率高，提高了组件的抗PID性能。

技术研发人员：曹芳
受保护的技术使用者：阜宁阿特斯阳光电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11