一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法与流程

1.本发明涉及光伏技术技术领域，具体为一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法。


背景技术：

2.目前，太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源，不产生任何的环境污染，在太阳能的有效利用当中；太阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一，为此，人们研制和开发了太阳能电池，制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础。
3.通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350－450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。因此实际消耗的硅材料更多，为了节省材料需要采用可以制作超薄硅片的工艺，实现对材料的节省。
4.现有技术通过液相外延法制备超薄硅膜，原理是通过将硅熔融在母体里，降低温度析出硅膜，然而降低温度后析出的硅膜附着在熔融液的表面，其上层与空气直接接触，在析出成型的过程中，表面容易存在细小气泡，影响硅膜的表面质量，需要额外进行抛光造成工序和成本的增加。因此，我们提出一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法，通过采用一面被抛光至与硅膜抛光同样精度要求的钨合金板，使其贴近于熔融硅的表面并使其与钨合金板的光滑面接触，然后降温析出硅膜附着在钨合金板表面，其表面不会因与空气接触而存在细小气泡，只需要硅膜的另一面抛光即可以，降低了制作工序和成本，解决了背景技术中所提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法，包括边框、晶硅电池片、eva胶膜、背膜和玻璃；所述边框的内部环绕开设有卡槽，且晶硅电池片、eva胶膜、背膜和玻璃均卡置于边框内圈的卡槽内；所述eva胶膜设置有两层，且两层eva胶膜分别贴附在晶硅电池片的两面，晶硅电池片一面的eva胶膜表面贴置有背膜，且晶硅电池片另一面的eva胶膜表面贴置有玻璃；所述玻璃和背膜的边缘表面均抵触在边框内侧的卡槽表面。
7.作为本发明的一种优选实施方式，所述背膜的表面中部贴合固定有接线盒，且接线盒内部的线材通过焊接的方式与晶硅电池片连接。
8.作为本发明的一种优选实施方式，包括以下步骤：
9.步骤一：利用石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅，之后再通过工业提纯法对粗硅进行提纯并制成高纯单晶硅备用，选取表面积较大的钨合金板，在其一侧表面进行打磨抛光，直至呈镜面的光滑状态；
10.步骤二：将高纯度的单晶硅熔融在母体内并置于熔炉中，通过专用的可升降夹具对抛光后的钨合金板进行锁定，使其光滑面平行于熔融状态的硅表面置于熔炉的正上方；
11.步骤三：控制钨合金板下降高度贴近于熔融状态的硅表面，并使钨合金板的光滑面与熔融状态的硅表面接触，利用熔炉对熔融状态的硅进行降温处理，进而可以使熔融状态的硅表面析出硅膜并吸附在光滑的钨合金板表面，之后钨合金板被带动升起高度并携带硅膜上升高度，在钨合金板底部设置基座，并使成型后的硅膜从钨合金板上分离落至基座表面；
12.步骤四：对硅膜与钨合金板接触面的另一面进行抛光处理，使硅膜的两面均处于光滑的状态，然后采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术对硅膜处理制成晶硅电池片；
13.步骤五：对晶硅电池片进行性能检测后，取用合格的晶硅电池片进行封装处理，使其置于两层eva胶膜之间，并通过玻璃和背膜锁定在边框的卡槽内，同时完成晶硅电池片与接线盒的焊接连接。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中通过将粗硅转化为有挥发性并易提纯的四氯化硅或三氯氢硅，然后再用精馏法提纯四氯化硅或三氯氢硅，在电炉中用氢气还原，得到纯度较高的硅。
15.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中通过逐级抛光的方式对钨合金板进行打磨抛光，且抛光的精度不低于1μm。
16.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤二中的硅熔融温度为1600-1800℃之间。
17.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤三中降温温度为1100-1300℃。
18.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中制备粗硅的化学式为：sio2+3c
→
sic+2co和2sic+sio2
→
3si+2co，反应条件为加热。
19.作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤四中的抛光精度不低于1μm，且硅膜通过表面织构化、发射区钝化、分区掺杂其中的一种或多种制成晶硅电池片。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
21.1.本发明的超薄晶体硅太阳电池及其制备方法，通过采用一面被抛光至与硅膜抛光同样精度要求的钨合金板，使其贴近于熔融硅的表面并使其与钨合金板的光滑面接触，然后降温析出硅膜附着在钨合金板表面，其表面不会因与空气接触而存在细小气泡，只需要硅膜的另一面抛光即可以，降低了制作工序和成本。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为本发明超薄晶体硅太阳电池及其制备方法的整体结构示意图；
24.图2为本发明超薄晶体硅太阳电池及其制备方法的制备流程图。
25.图中：1、边框；2、卡槽；3、晶硅电池片；4、eva胶膜；5、玻璃；6、背膜；7、接线盒。
具体实施方式
26.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法，包括边框1、晶硅电池片3、eva胶膜4、背膜6和玻璃5；所述边框1的内部环绕开设有卡槽
2，且晶硅电池片3、eva胶膜4、背膜6和玻璃5均卡置于边框1内圈的卡槽2内；
27.所述eva胶膜4设置有两层，且两层eva胶膜4分别贴附在晶硅电池片3的两面，晶硅电池片3一面的eva胶膜4表面贴置有背膜6，且晶硅电池片3另一面的eva胶膜4表面贴置有玻璃5；
28.所述玻璃5和背膜6的边缘表面均抵触在边框1内侧的卡槽2表面。
29.在一个可选的实施例中，所述背膜6的表面中部贴合固定有接线盒7，且接线盒7内部的线材通过焊接的方式与晶硅电池片3连接，本实施例中(请参阅图1)通过接线盒7实现晶硅电池片3连接至电路的目的。
30.在一个可选的实施例中，包括以下步骤：
31.步骤一：利用石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅，之后再通过工业提纯法对粗硅进行提纯并制成高纯单晶硅备用，选取表面积较大的钨合金板，在其一侧表面进行打磨抛光，直至呈镜面的光滑状态；
32.步骤二：将高纯度的单晶硅熔融在母体内并置于熔炉中，通过专用的可升降夹具对抛光后的钨合金板进行锁定，使其光滑面平行于熔融状态的硅表面置于熔炉的正上方；
33.步骤三：控制钨合金板下降高度贴近于熔融状态的硅表面，并使钨合金板的光滑面与熔融状态的硅表面接触，利用熔炉对熔融状态的硅进行降温处理，进而可以使熔融状态的硅表面析出硅膜并吸附在光滑的钨合金板表面，之后钨合金板被带动升起高度并携带硅膜上升高度，在钨合金板底部设置基座，并使成型后的硅膜从钨合金板上分离落至基座表面；
34.步骤四：对硅膜与钨合金板接触面的另一面进行抛光处理，使硅膜的两面均处于光滑的状态，然后采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术对硅膜处理制成晶硅电池片；
35.步骤五：对晶硅电池片进行性能检测后，取用合格的晶硅电池片进行封装处理，使其置于两层eva胶膜之间，并通过玻璃和背膜锁定在边框的卡槽内，同时完成晶硅电池片与接线盒的焊接连接。
36.在一个可选的实施例中，所述步骤一中通过将粗硅转化为有挥发性并易提纯的四氯化硅或三氯氢硅，然后再用精馏法提纯四氯化硅或三氯氢硅，在电炉中用氢气还原，得到纯度较高的硅。
37.在一个可选的实施例中，所述步骤一中通过逐级抛光的方式对钨合金板进行打磨抛光，且抛光的精度不低于1μm。
38.在一个可选的实施例中，所述步骤二中的硅熔融温度为1600-1800℃之间。
39.在一个可选的实施例中，所述步骤三中降温温度为1100-1300℃。
40.在一个可选的实施例中，所述步骤一中制备粗硅的化学式为：sio2+3c
→
sic+2co和2sic+sio2
→
3si+2co，反应条件为加热。
41.在一个可选的实施例中，所述步骤四中的抛光精度不低于1μm，且硅膜通过表面织构化、发射区钝化、分区掺杂其中的一种或多种制成晶硅电池片。
42.在一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法实施的时候，先利用石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅，之后再通过工业提纯法对粗硅进行提纯并制成高纯单晶硅备用，选取表面积较大的钨合金板，在其一侧表面进行打磨抛光，直至呈镜面的光滑状态；再
将高纯度的单晶硅熔融在母体内并置于熔炉中，通过专用的可升降夹具对抛光后的钨合金板进行锁定，使其光滑面平行于熔融状态的硅表面置于熔炉的正上方；然后控制钨合金板下降高度贴近于熔融状态的硅表面，并使钨合金板的光滑面与熔融状态的硅表面接触，利用熔炉对熔融状态的硅进行降温处理，进而可以使熔融状态的硅表面析出硅膜并吸附在光滑的钨合金板表面，之后钨合金板被带动升起高度并携带硅膜上升高度，在钨合金板底部设置基座，并使成型后的硅膜从钨合金板上分离落至基座表面；之后对硅膜与钨合金板接触面的另一面进行抛光处理，使硅膜的两面均处于光滑的状态，然后采用表面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术对硅膜处理制成晶硅电池片；最后对晶硅电池片进行性能检测后，取用合格的晶硅电池片进行封装处理，使其置于两层eva胶膜之间，并通过玻璃和背膜锁定在边框的卡槽内，同时完成晶硅电池片与接线盒的焊接连接。
43.需要说明的是，本发明为一种超薄晶体硅太阳电池及其制备方法，包括边框1、卡槽2、晶硅电池片3、eva胶膜4、玻璃5、背膜6、接线盒7，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。