一种太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、在太阳能电池的量产制备工艺中，为降低电池片表面载流子复合速率、减少光学反射损耗，通常会在电池表面制备氧化硅层，用于实现电池片的钝化及减反射功能，以提升太阳能电池的光电转换效率。

2、由于太阳能电池片整体结构轻薄，且表面功能膜层耐机械损伤能力较弱，在生产、存放和运输过程中，极易因摩擦、磕碰等机械作用产生表面划伤、膜层磨损、局部破损等缺陷，降低太阳能电池的光电转换效率和成品率，因此，通常还需要在氧化硅层的表面印刷制备隔离胶层，以降低摩擦、磕碰等机械作用对电池片表面造成的损伤，实现对电池片的有效防护。

3、目前太阳能电池制备流程中，氧化硅层沉积制备完成后，往往需经过退火处理、清洗和烘干等后处理工序，再在氧化硅层的表面制备隔离胶层。然而，退火处理、清洗和烘干这些后处理工序，会造成氧化硅层的表面能与表面活性降低，使氧化硅层表面润湿性变差，导致隔离胶层与氧化硅层界面的粘接附着力降低，使得在太阳能电池后续的生产、存放和运输过程中，隔离胶层易出现局部起翘、剥离、脱落等失效情况，降低对电池的保护作用，最终造成太阳能电池的光电转换效率下降、产品不良率提高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池及其制备方法，可以提高氧化硅层的表面能，提升氧化硅层和隔离胶层之间的粘接强度。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池，包括硅基底，以及由内至外依次层叠于所述硅基底表面的氧化硅层和隔离胶层；

3、所述氧化硅层的厚度和所述隔离胶层的厚度的比值为0.004~0.02；

4、所述氧化硅层表面氧元素的质量分数≥51.4wt%。

5、作为上述技术方案的改进，所述氧化硅层表面氧元素的质量分数为53wt%~60wt%。

6、作为上述技术方案的改进，所述氧化硅层的表面能为＞45mn/m。

7、作为上述技术方案的改进，所述氧化硅层的表面能为48mn/m~70mn/m。

8、作为上述技术方案的改进，所述氧化硅层的厚度为20nm~50nm。

9、作为上述技术方案的改进，所述硅基底具有相对设置的受光面和背光面，所述氧化硅层和所述隔离胶层均层叠于所述硅基底的受光面。

10、作为上述技术方案的改进，所述隔离胶层包括若干隔离胶条，若干所述隔离胶条沿第一方向间隔设置，且若干所述隔离胶条均沿第二方向延伸设置；

11、所述第一方向与所述第二方向相互交叉设置。

12、作为上述技术方案的改进，在第一方向上，所述隔离胶条包括防护部和拓展部，所述防护部和所述拓展部均覆盖于所述氧化硅层的表面；

13、所述防护部在第一方向上的相对两侧分别与所述拓展部相连并形成顶面连续的一体式结构；

14、所述防护部的最高处到所述氧化硅层表面的距离为h1，所述拓展部的最高处到所述氧化硅层表面的距离为h2，其中，h1＞h2；

15、所述隔离胶层的厚度等于所述防护部的最高处到所述氧化硅层表面的距离。

16、作为上述技术方案的改进，所述防护部的最高处到所述氧化硅层表面的距离h1为3μm~6μm；和/或，

17、所述拓展部的最高处到所述氧化硅层表面的距离h2为≤1μm。

18、作为上述技术方案的改进，在第一方向上，所述隔离胶条的总宽度为w1，所述防护部的宽度为w2，其中：

19、0.5w1≤w2≤0.7w1。

20、作为上述技术方案的改进，所述防护部的顶面为凸弧面，所述防护部的顶面与所述拓展部的顶面平滑过渡。

21、作为上述技术方案的改进，沿第二方向，所述隔离胶条包括相互连接的第一隔离部和第二隔离部；

22、所述第一隔离部在第一方向上的总宽度为w11，所述第二隔离部在第一方向上的总宽度为w12，其中，w12＞w11。

23、作为上述技术方案的改进，1.2w11＜w12≤2.5w11；

24、式中，w11为所述第一隔离部在第一方向上的总宽度，w12为所述第二隔离部在第一方向上的总宽度。

25、作为上述技术方案的改进，所述第一隔离部和所述第二隔离部均包括所述防护部和所述拓展部；

26、在第一方向上，所述第一隔离部的总宽度w11为0.45mm~0.55mm，所述第一隔离部中的防护部的宽度为0.25mm~0.35mm；

27、在第一方向上，所述第二隔离部的总宽度w12为0.55mm~1mm，所述第二隔离部中的防护部的宽度为0.3mm~0.7mm。

28、作为上述技术方案的改进，沿第二方向，所述氧化硅层的表面包括边缘区域和中间区域，所述边缘区域设于所述中间区域在第二方向上的至少一侧；

29、所述第一隔离部层叠于所述中间区域的表面，所述第二隔离部层叠于所述边缘区域的表面。

30、相应地，本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，用于制备上述的太阳能电池，包括如下步骤：

31、（1）提供一硅基底；

32、（2）在所述硅基底的表面沉积氧化硅层；

33、（3）对所述氧化硅层的表面进行富氧处理，以使所述氧化硅层表面氧元素的质量分数≥51.4wt%；

34、（4）在所述氧化硅层的表面形成隔离胶层。

35、作为上述技术方案的改进，在步骤（3）中，对所述氧化硅层的表面进行富氧处理的方式包括等离子体活化法、uv-o3处理法、湿式富氧氧化法、臭氧水氧化法、干氧氧化法中的一种或多种。

36、作为上述技术方案的改进，在步骤（3）中，对所述氧化硅层的表面进行富氧处理的方式采用等离子体活化法；

37、所述等离子体活化法的射频功率为100w~300w，气压为0.5~1.5torr，频率为10mhz~15mhz，处理时间为60s~120s，气体的流量为20sccm~100sccm。

38、作为上述技术方案的改进，在步骤（3）中，对所述氧化硅层的表面进行富氧处理的方式采用uv-o3处理法；

39、采用uv-o3处理法对所述氧化硅层的表面进行富氧处理时，紫外光源的波长为254nm，强度为50mw/cm2~100mw/cm2，处理时间为10s~2min。

40、作为上述技术方案的改进，在步骤（4）中，采用喷墨打印或丝网印刷的方式在所述氧化硅层的表面形成所述隔离胶层。

41、作为上述技术方案的改进，采用喷墨打印的方式在所述氧化硅层的表面形成所述隔离胶层，包括如下步骤：

42、（4.1）通过喷头向所述氧化硅层的预设区域表面喷涂隔离胶；

43、（4.2）使所述隔离胶固化，形成隔离胶层。

44、作为上述技术方案的改进，在步骤（4.1）中，喷头的底端和所述氧化硅层的表面的距离为5mm~10mm。

45、作为上述技术方案的改进，在步骤（4.2）中，通过紫外光光源照射使所述隔离胶固化，形成隔离胶层；

46、所述紫外光光源的波长为365nm，固化时间为0.6~0.7s，能量密度为3000mj/cm2~6000mj/cm2，uv光光源的额定光强为11000mw/cm2。

47、实施本发明，具有如下有益效果：

48、1、本发明通过协同调控氧化硅层与隔离胶层的厚度比值为0.004~0.02，并控制氧化硅层表面氧元素质量分数≥51.4wt%，可有效提升氧化硅层表面的氧富集程度，促使其表面生成更多的氧相关极性基团，进而显著提高氧化硅层的表面能，优化隔离胶层在其表面的润湿与铺展效果，强化隔离胶层与氧化硅层界面的化学键合及界面偶联作用，从而提升隔离胶层与氧化硅层之间的粘接强度，改善隔离胶层出现的局部起翘、剥离、脱落等失效情况，保障太阳能的电池结构稳定性与光电传输性能，最终实现光电转换效率与产品良率的同步提升。

49、2、通过隔离胶条中防护部和拓展部的结构设计，使隔离胶条在第一方向上形成中间高、两侧低的一体式结构。中间较高的防护部可以形成良好的支撑保护作用，降低电池表面发生磨损和磕碰等机械损伤，两侧厚度较小的拓展部可增大隔离胶条与氧化硅层的有效接触面积，提供更多粘接位点，增强界面结合力，此外隔离胶条两侧为较薄的拓展部，可以降低隔离胶条对入射光的遮挡效果，降低光学损耗，从而有利于进一步提升太阳能电池的光电转换效率和良率。