專利名稱：利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池的方法及光伏電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池 的方法及光伏電池。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段隨著常規(guī)能源的有限性及環(huán)保壓力的增加，諸多國(guó)家掀起了開發(fā)和利用新 能源的熱潮，其中，太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源在全球范圍內(nèi)得到快速的發(fā)展，特別是 利用光伏效應(yīng)提供綠色新能源的光伏電池具有廣闊的應(yīng)用前景。目前普遍使用的光伏電池的主要原料為硅原料，即單晶硅或多晶硅。傳統(tǒng)光伏電 池的制備方法為(1)切片；(2)清洗用常規(guī)的硅片清洗方法清洗，然后用酸(或堿)溶液 將硅片表面切割損傷層；(3)制備絨面用堿溶液對(duì)硅片進(jìn)行各向異性腐蝕在硅片表面制 備絨面；(4)磷擴(kuò)散采用涂布源(或液態(tài)源，或固態(tài)氮化磷片狀源)進(jìn)行擴(kuò)散，制成PN結(jié)； (5)周邊刻蝕；(6)去除背面PN結(jié)；(7)制作上下電極。(8)層壓，組裝電池組件等。現(xiàn)有技術(shù)中，首先在晶體硅材料上設(shè)置刪線、主刪線和匯流帶，然后將設(shè)置有刪 線、主刪線和匯流帶的晶體硅材料在玻璃襯底與背板之間進(jìn)行層壓，制備得到光伏電池?，F(xiàn) 有技術(shù)中光伏電池的制備方法工藝復(fù)雜，且制備的光伏電池厚度較大，光伏電池的成本較 尚ο

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池 的方法及光伏電池，本發(fā)明提供的方法無(wú)需層壓工藝，制備工藝簡(jiǎn)單，制備的光伏電池厚度 較小，成本低。本發(fā)明提供一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池的方法，包括步驟A 在透明襯底上用銀漿印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶；步驟B 將步驟A中印刷有負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶的透明襯底加熱；步驟C 在所述加熱的透明襯底上印刷有負(fù)極柵線、主柵線和匯流帶的一面沉積
硅層；步驟D 對(duì)步驟C中硅層進(jìn)行處理，在所述處理后的硅層上形成電池正極；步驟E 在所述電池正極所在的一面噴涂反光塑料涂料。優(yōu)選的，所述步驟D)中對(duì)硅層進(jìn)行處理具體為Dl)對(duì)所述透明襯底上的硅層進(jìn)行制絨處理；D2)對(duì)所述制絨處理后的硅層進(jìn)行擴(kuò)散處理；D3)對(duì)所述擴(kuò)散處理后的硅層進(jìn)行刻蝕處理；D4)對(duì)所述刻蝕處理后的硅層進(jìn)行沉積處理；D5)在所述沉積處理后的硅層上印刷電池正極，然后烘干燒結(jié)。優(yōu)選的，所述步驟E中反光塑料涂料為白色反光塑料涂料。
優(yōu)選的，所述步驟A中印刷為絲網(wǎng)印刷。優(yōu)選的，所述步驟C中沉積硅層的時(shí)間為20 50分鐘。優(yōu)選的，所述步驟C中硅層厚度為10 20μπι。優(yōu)選的，所述步驟B中加熱的溫度為520 600°C。本發(fā)明還提供一種光伏電池，包括透明襯底；在所述透明襯底下方的電池層；在所述電池層下方的反光塑料層。優(yōu)選的，所述反光塑料層為白色反光塑料層。優(yōu)選的，所述電池層的厚度為10 20μπι。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池的方 法及光伏電池。本發(fā)明提供的方法在透明襯底上用銀漿印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶，加 熱后在所述加熱的透明襯底上印刷有負(fù)極柵線、主柵線和匯流帶的一面沉積硅層，對(duì)硅層 處理后在所述硅層上形成電池正極，并在所述電池正極所在的一面噴涂反光塑料涂料，得 到光伏電池。本發(fā)明采用銀漿印刷工藝，在透明襯底上印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶，然 后利將硅材料通過(guò)電荷的轉(zhuǎn)移原理轉(zhuǎn)移到低成本的透明襯底材料上，使刪線、主刪線和匯 流帶與透明襯底合為一體，無(wú)需將設(shè)置有刪線、主刪線和匯流帶的晶體硅材料在透明襯底 與背板之間進(jìn)行層壓，制備工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)，利用本發(fā)明提供的方法可以在不影響發(fā)電效率 的基礎(chǔ)上減小硅層的厚度，從而制備的光伏電池厚度小，成本低。本發(fā)明提供的光伏電池包括透明襯底、電池層和反光涂料層。負(fù)極刪線、主刪線和 匯流帶與透明襯底合為一體，利用電荷轉(zhuǎn)移法將硅材料轉(zhuǎn)移到低成本的透明襯底材料上， 用晶體硅層作為太陽(yáng)能電池的激活層，并通過(guò)在電池層上噴涂的反光塑料層代替了傳統(tǒng)平 板狀塑料背板，減小了厚度并降低了成本。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的光伏電池示意圖1 ；圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的光伏電池示意圖2。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明 保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開了一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池的方法，包括步驟A 在透明襯底上用銀漿印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶；
步驟B 將步驟A中印刷有負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶的透明襯底加熱；步驟C 在所述加熱的透明襯底上印刷有負(fù)極柵線、主柵線和匯流帶的一面沉積
硅層；步驟D 對(duì)步驟C中硅層進(jìn)行處理，在所述處理后的硅層上形成電池正極；步驟E 在所述電池正極所在的一面噴涂反光塑料涂料。所述用銀漿印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶優(yōu)選采用絲網(wǎng)印刷方法印刷。所述步 驟B中加熱的溫度優(yōu)選為520 600°C，更優(yōu)選為540 580°C，最優(yōu)選為560°C。通過(guò)將透 明襯底加熱，使銀漿涂料中的純銀附著在襯底表面，從而形成刪線和匯流帶。在所述加熱的透明襯底上印刷有負(fù)極柵線、主柵線和匯流帶的一面沉積硅層，其 中，以負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶的工作面為陰極，以多晶硅為陽(yáng)極。利用電化學(xué)原理，高純 度的多晶硅分子不斷地從陽(yáng)極向陰極轉(zhuǎn)移，從而制備得到帶有載體的硅片。所述硅料沉積 時(shí)間優(yōu)選為20 50分鐘，更優(yōu)選為25 45分鐘，最優(yōu)選為35分鐘。硅料沉積時(shí)間與硅 層的厚度相聯(lián)系，所述硅層厚度優(yōu)選為10 20 μ m,更優(yōu)選為14 18 μ m,最優(yōu)選為16 μ m。 本發(fā)明將刪線、主刪線和匯流帶與透明襯底合為一體，無(wú)需將設(shè)置有刪線、主刪線和匯流帶 的晶體硅材料在透明襯底與背板之間進(jìn)行層壓，制備工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)，利用本發(fā)明提供的方 法可以在不影響發(fā)電效率的基礎(chǔ)上減小硅層的厚度。步驟D優(yōu)選包括Dl)對(duì)所述透明襯底上的硅層進(jìn)行制絨處理；D2)對(duì)所述制絨處理后的硅層進(jìn)行擴(kuò)散處理；D3)對(duì)所述擴(kuò)散處理后的硅層進(jìn)行刻蝕處理；D4)對(duì)所述刻蝕處理后的硅層進(jìn)行沉積處理；D5)在所述沉積處理后的硅層上印刷電池正極，然后烘干燒結(jié)。步驟Dl中可以采用傳統(tǒng)制絨工藝對(duì)所述透明襯底上的硅層進(jìn)行制絨處理，可以 采用酸制絨或堿制絨的方法，通過(guò)在硅表面制絨增加光伏電池的受光面。步驟D2中，通過(guò) 對(duì)所述制絨處理后的硅層進(jìn)行擴(kuò)散處理，使光伏電池形成P-N結(jié)在使用P型硅片制備太陽(yáng) 能電池的情況下，可以在硅表面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成N層而最終形成P-N結(jié)。在使用N型硅片 的制備太陽(yáng)能電池的情況下，在硅片表面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成P結(jié)，最終形成P-N結(jié)。擴(kuò)散時(shí)在 硅片周邊表面形成的擴(kuò)散層，會(huì)使電池上下電極短路，優(yōu)選采用D3對(duì)所述擴(kuò)散處理后的硅 層進(jìn)行刻蝕處理，可以采用掩蔽濕法腐蝕或等離子干法腐蝕去除周邊擴(kuò)散層。D4中，對(duì)所述 刻蝕處理后的硅層進(jìn)行沉積處理，優(yōu)選采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)。步驟D5 中，在所述沉積處理后的硅層上印刷電池正極，然后烘干燒結(jié)。所述印刷電池正極優(yōu)選采用 絲網(wǎng)印刷的方法。對(duì)于所述制絨處理、擴(kuò)散處理、刻蝕處理和沉積處理，均為制備光伏電池 的常用方法。所述步驟E中在所述電池正極所在的一面噴涂反光塑料涂料，優(yōu)選將步驟D得到 的電池片放入靜電轉(zhuǎn)移條件下靜電噴涂反光塑料涂料。所述反光塑料涂料優(yōu)選為白色反光 塑料涂料。本發(fā)明采用噴涂涂料的方法對(duì)制備的光伏電池起到保護(hù)作用，而無(wú)需利用傳統(tǒng) 的平板狀背板，例如PST背板，因此，減小了光伏電池的厚度，并降低了成本。本發(fā)明采用銀漿印刷工藝，在透明襯底上印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶，然后利 將硅材料通過(guò)電荷的轉(zhuǎn)移原理轉(zhuǎn)移到低成本的透明襯底材料上，使刪線、主刪線和匯流帶與透明襯底合為一體，無(wú)需將設(shè)置有刪線、主刪線和匯流帶的晶體硅材料在透明襯底與背 板之間進(jìn)行層壓，制備工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)，利用本發(fā)明提供的方法可以在不影響發(fā)電效率的基 礎(chǔ)上減小硅層的厚度，從而，制備的光伏電池厚度小，成本低。本發(fā)明還提供一種光伏電池，如圖1、圖2所示，包括透明襯底1 ；在透明襯底1下方的電池層2 ；在電池層2下方的反光塑料層3。透明襯底1優(yōu)選為透明板，更優(yōu)選為玻璃板。在透明襯底1上采用銀漿印刷負(fù)極 刪線、主刪線和匯流帶，使透明襯底1與負(fù)極刪線、主刪線、匯流帶合為一體。電池層2優(yōu)選為晶體硅層，利用電化學(xué)原理將電池層2沉積在透明襯底1上，而無(wú) 需如現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)先將電池層制備完成后放于玻璃與背板之間進(jìn)行層壓，因此，制備工藝 簡(jiǎn)單。電池層2厚度優(yōu)選為10 20 μ m,因此，本發(fā)明提供的光伏電池可以在不影響發(fā)電效 率的基礎(chǔ)上減小硅層的厚度，因此，節(jié)約了成本。本發(fā)明采用反光塑料層3優(yōu)選為白色反光塑料層。白色反光塑料層3為保護(hù)層， 優(yōu)選采用靜電噴涂制備。本發(fā)明在電池層背面噴涂的反光塑料層代替了傳統(tǒng)平板狀塑料背板，在不影響發(fā) 電效率的基礎(chǔ)上，減小了晶體硅電池的厚度，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)并降低了成本。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行 描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán) 利要求的限制。實(shí)施例以普通平板玻璃作為襯底，在襯底玻璃表面利用絲網(wǎng)印刷方法用銀漿印刷出負(fù)極 刪線、主刪線、匯流帶；將上述印刷有負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶的平板玻璃加溫至560°C使銀漿涂料中 的純銀附著在襯底玻璃表面，從而形成刪線和匯流帶；將上述印刷好刪線、匯流帶的玻璃放在電解槽內(nèi)，以負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶的 工作面為陰極，以高純度的多晶硅塊作為陽(yáng)極，在電解槽內(nèi)加入導(dǎo)電液，高純度的多晶硅分 子不斷地向陰極轉(zhuǎn)移，經(jīng)過(guò)35分鐘后當(dāng)硅層厚度達(dá)到均勻的16 μ m時(shí)形成帶有載體的硅 片，再對(duì)玻璃上的硅層進(jìn)行制絨處理，在經(jīng)擴(kuò)散處理形成P-N結(jié)、濕法刻蝕處理、PECVD處 理，然后再利用絲網(wǎng)印刷方法印刷電池正極，再次加溫進(jìn)行烘干燒結(jié)，制造成為電池片成
P
m ；將上述制得的電池片放入靜電轉(zhuǎn)移條件下，利用靜電噴涂在背面噴涂上白色反光 塑料涂料，裝框制備得到光伏電池。從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的光伏電池包括透明襯底、電池層和反光涂 料層。負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶與透明襯底合為一體，用相對(duì)薄的晶體硅層作為太陽(yáng)能電 池的激活層，不僅保持了光伏電池的高性能和穩(wěn)定性，而且制備工藝簡(jiǎn)單，并通過(guò)在電池層 上噴涂的反光塑料層代替了傳統(tǒng)平板狀背板，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、減小了厚度并降低了成本。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池的方法，其特征在于，包括步驟A在透明襯底上用銀漿印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶；步驟B將步驟A中印刷有負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶的透明襯底加熱；步驟C在所述加熱的透明襯底上印刷有負(fù)極柵線、主柵線和匯流帶的一面沉積硅層；步驟D對(duì)步驟C中硅層進(jìn)行處理，在所述處理后的硅層上形成電池正極；步驟E在所述電池正極所在的一面噴涂反光塑料涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D)中對(duì)硅層進(jìn)行處理具體為 Dl)對(duì)所述透明襯底上的硅層進(jìn)行制絨處理；D2)對(duì)所述制絨處理后的硅層進(jìn)行擴(kuò)散處理； D3)對(duì)所述擴(kuò)散處理后的硅層進(jìn)行刻蝕處理； D4)對(duì)所述刻蝕處理后的硅層進(jìn)行沉積處理； D5)在所述沉積處理后的硅層上印刷電池正極，然后烘干燒結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟E中反光塑料涂料為白色反光塑 料涂料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A中印刷為絲網(wǎng)印刷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C中沉積硅層的時(shí)間為20 50 分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C中硅層厚度為10 20μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B中加熱的溫度為520 600°C。
8.一種光伏電池，其特征在于，包括 透明襯底；在所述透明襯底下方的電池層； 在所述電池層下方的反光塑料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光伏電池，其特征在于，所述反光塑料層為白色反光塑料層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光伏電池，其特征在于，所述電池層的厚度為10 20μπι。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種利用電荷轉(zhuǎn)移法制備光伏電池的方法及光伏電池。本發(fā)明采用銀漿印刷工藝，在透明襯底上印刷負(fù)極刪線、主刪線和匯流帶，然后利將硅材料通過(guò)電荷的轉(zhuǎn)移原理轉(zhuǎn)移到低成本的透明襯底材料上，使刪線、主刪線和匯流帶與透明襯底合為一體，無(wú)需將設(shè)置有刪線、主刪線和匯流帶的晶體硅材料在透明襯底與背板之間進(jìn)行層壓，制備工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)，利用本發(fā)明提供的方法可以在不影響發(fā)電效率的基礎(chǔ)上減小硅層的厚度，從而制備的光伏電池厚度小，成本低。
文檔編號(hào)H01L31/048GK101931032SQ201010254579
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者王士元 申請(qǐng)人:英利能源(中國(guó))有限公司