一种镀膜载体和利用其增大异质结太阳能电池tco镀膜面积的方法
阅读说明：本技术 一种镀膜载体和利用其增大异质结太阳能电池tco镀膜面积的方法 (Coated carrier and method for increasing TCO (transparent conductive oxide) coated area of heterojunction solar cell by using same ) 是由 黄金 王继磊 杨立友 白焱辉 鲍少娟 杨骥 李莎 贾慧君 郭磊 孔青青 于 2021-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种镀膜载体,包括载体本体和盛放硅片的多个放置部,放置部沿载板本体纵向和横向均匀分布；放置部包括第一框体和第二框体,第一框体设于第二框体外侧；第二框体内侧壁上相对设置多个支撑点；并公开增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法：(1)将晶体硅片进行制绒、清洗；(2)在晶体硅片的正面制备双本征非晶硅层,然后制备双掺杂非晶硅层；(3)将制备后的双掺杂非晶硅层的硅片放置于镀膜载体的放置部上,然后分别在双掺杂非晶硅层上制备得到导电薄膜层和掩膜区域；(4)在导电薄膜层上通过丝网印刷的方式形成金属电极。采用本发明中的镀膜载体,应用到后续的镀膜方法中能够增大TCO镀膜面积。(The invention discloses a film coating carrier, which comprises a carrier body and a plurality of placing parts for placing silicon wafers, wherein the placing parts are uniformly distributed along the longitudinal direction and the transverse direction of the carrier body; the placing part comprises a first frame body and a second frame body, and the first frame body is arranged outside the second frame body; a plurality of supporting points are oppositely arranged on the inner side wall of the second frame body; and discloses a method for increasing the TCO plating area of the heterojunction solar cell, which comprises the following steps: (1) texturing and cleaning a crystal silicon wafer; (2) preparing a double intrinsic amorphous silicon layer on the front side of the crystal silicon wafer, and then preparing a double doped amorphous silicon layer; (3) placing the prepared silicon wafer of the double-doped amorphous silicon layer on a placing part of a film coating carrier, and then respectively preparing a conductive thin film layer and a mask region on the double-doped amorphous silicon layer; (4) and forming a metal electrode on the conductive film layer by a screen printing mode. The coating carrier disclosed by the invention is applied to a subsequent coating method, and the TCO coating area can be increased.)
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，更具体的说是涉及一种镀膜载体和利用其增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法。
背景技术
目前，随着太阳能电池技术的发展，高效电池的开发越来越受重视。其中用非晶硅本征层(a-Si:H(i))钝化的硅基异质结太阳电池(HJT电池)是重点的研究方向之一。众所周知，硅基异质结太阳电池不仅有高的转化效率、高的开路电压，而且具有低的温度系数、无光致衰减(LID)、无电致衰减(PID)、低的制备工艺温度、工艺流程短等优势。另外硅基异质结电池在保证高转化效率的同时，硅片厚度可减薄至100μm，有效减少了硅料耗量，并可用来制备可弯曲电池组件。
然而，现有的HJT电池中非晶硅的导电性不佳，在表面需覆盖透明导电薄膜是常用的手段，目前透明导电薄膜的种类很多包括In2O3、SnO2、ZnO、 In2O3:Sn(ITO)、In2O3:Mo(IMO)、In2O3:W(IWO)、SnO2:Sb(ATO)、SnO2:F(FTO)、 ZnO:Al(ZnO)、ZnO·SnO2、ZnO·In2O3、CdSb2O6、MgIn2O4、In4Sn3O12、Zn2In2O5、 CdIn2O4、Cd2SnO4、Zn2SnO4、GaInO3等；由于HJT电池的双面性特征，正背面同时具有非晶硅层，在非晶硅层表面形成的导电薄膜层掩膜区域过大，这里所指的掩膜区域为在镀非晶硅层的表面上未覆盖导电层的部分，相比于窄掩膜电池片，掩膜区域过大会造成效率上的损失。
目前，形成的导电薄膜层表面为单面存在或者双面存在掩膜区域，通过在沉积薄膜的载具支撑硅片的周边加工形成凹槽，起到呈放硅片基体并形成掩膜区的作用，掩膜区域距硅片边缘横向距离很难小于0.8mm，这主要取决于以下三个因素，一是加工精度很难将支撑的凹槽载边加工的过于窄小；二是自动化机械放片精度不足及传输过程中振动，支撑的凹槽载边过小后容易造成掩膜偏离中心位置造成掩膜偏移，即硅片上未覆盖导电层区域无法形成对称，三是支撑的凹槽载边过小后镀膜时容易造成绕镀，正背面形成短接。
因此，如何提供一种能够改善导电层的性能进一步提高HJT电池的量产效率，加速大面积产业化进程的增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够改善导电层的性能进一步提高HJT电池的量产效率，加速大面积产业化进程的增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种镀膜载体，包括载体本体和盛放硅片的多个放置部，所述放置部沿所述载板本体纵向和横向均匀分布；
所述放置部包括第一框体和第二框体，所述第一框体设于所述第二框体外侧；
所述第二框体内侧壁上相对设置多个支撑点。
本发明的有益效果：本发明中的镀膜载体能够使掩膜宽度足够小，而且还在自动化放片精度可控的范围内；保证覆盖导电层薄膜的面积增大。
优选地，当所述第二框体内侧4角设置支撑点或对角设置支撑点时，所述第二框体的两个相对内侧壁的距离为Z，所述硅片的边长为A，所述 Z≤A-0.2mm。
采用上述技术方案的有益效果：如果超过上述限定的范围值，会容易造成电池器件漏电现象。当所述第二框体内侧4角设置支撑点或对角设置支撑点时，Z可以进一步增大，而不影响支撑。
优选地，当所述第二框体内侧壁上均设置支撑点时，所述相对设置的支撑点的距离为Z1，所述第二框体的两个相对内侧壁的距离为Z2；所述Z1＝Z，所述Z2＞Z。
优选地，所述支撑点为三角形、半圆形或方形。
优选地，所述镀膜载体的材料选用不锈钢、航空铝和钛合金的一种。
优选地，所述镀膜载体适用于透明导电薄膜设备上，还可用于磁控溅射设备和反应等离子体沉积设备上。
本发明中还提供了一种增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法，包括以下步骤：
(1)将晶体硅片进行制绒、清洗；
(2)利用等离子体化学气相沉积在步骤(1)得到的晶体硅片的正面及背面制备双本征非晶硅层；
(3)在双面本征非晶硅层上制备掺杂非晶硅层，双面掺杂非晶硅层具有不同的掺杂类型；
(4)将步骤(3)中制得的硅片放置于镀膜载体的放置部上，然后在掺杂非晶硅层上制备双面的导电薄膜层和/或掩膜区域；
(5)在导电薄膜层和/或掩膜区域上通过丝网印刷的方式形成金属电极。
本发明的有益效果：采用本发明中的方法能够使导电层的成膜面积大幅度增加，从而提升太阳能电池的转换效率。
优选地，步骤(1)中，所述制绒得到的绒面结构呈金字塔结构的受光面；所述晶体硅片为方形或准方形。
优选地，步骤(4)中，所述制备导电薄膜层和/或掩膜区域的方法的方法为磁控溅射的方法或反应等离子体沉积法；
所述导电薄膜层于掺杂非晶硅层上的两个面上形成；
所述掩膜区域于掺杂非晶硅层上的一个面或两个面上形成。
优选地，步骤(4)中，所述掩膜区域的宽度B＝(A-Z)/2mm；
或，所述掩膜区域分成两个区域，其宽度分别为B1＝(A-Z1)/2mm和 B2＝(A-Z2)/2mm。
采用上述技术方案的有益效果：将放置部设置成上述两种形式，是为了向外偏移使下开口内侧宽度Z变大，从而增大镀膜面积。
采用一个掩膜区域可以增加下表面的导电薄膜的镀膜面积；采用两个掩膜区域可以最大化增加下表面导电薄膜的镀膜面积；均能够使短路电流得到极大的提升。
更加优选地，B1＞B2，B2≥0.3mm。
采用上述技术方案的有益效果：设计时从成品电池的漏电标准角度考量，推荐，若低于0.3mm漏电流增大会超过漏电标准，同时容易产生绕镀风险使电池片边缘也会镀上透明导电膜层，使正背面导通，另外从电池成品性能最优的角度。
优选地，步骤(3)中，所述掺杂非晶硅层的一面掺杂P形成N型掺杂非晶硅，另一面掺杂B形成P型掺杂非晶硅。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种镀膜载体和利用其增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法，采用本发明中的镀膜载体，应用到后续的镀膜方法中能够增大TCO镀膜面积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的镀膜载体结构的放置部的结构示意图；
图2附图为本发明提供的对比例1中常规镀膜载体的结构示意图；
图3附图为本发明提供的实施例1中的一个掩膜宽度的结构示意图；
图4附图为本发明提供的实施例2中的两个掩膜宽度的结构示意图；
其中，1-载体本体，2-放置部，21-第二框体，22-第一框体，23-支撑点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
镀膜载体，包括载体本体1和盛放硅片的多个放置部2，放置部2沿载板本体纵向和横向均匀分布；
放置部2包括第一框体22和第二框体21，第一框体22设于第二框体21 外侧；
第二框体21内侧壁上相对设置多个支撑点23。
在一个实施例中，第二框体21内侧4角设置支撑点23或对角设置支撑点23，第二框体21的两个相对内侧壁的距离为Z，硅片的边长为A， Z≤A-0.2mm。如果超过上述限定的范围值，会容易造成电池器件漏电现象。
在一个实施例中，当第二框体21内侧壁上均设置支撑点23时，相对设置的支撑点23的距离为Z1，第二框体21的两个相对内侧壁的距离为Z2； Z1＝Z，Z2＞Z；支撑点23为三角形、半圆形或方形。
在一个实施例中，镀膜载体的材料选用不锈钢、航空铝和钛合金的一种。
在一个实施例中，镀膜载体适用于透明导电薄膜设备上，还可用于磁控溅射设备和反应等离子体沉积设备上。
镀膜载体用于增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法，包括以下步骤：
(1)对N型厚度为180μm的单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面，去除杂质离子及进行表面清洁；
(2)利用等离子体化学气相沉积在步骤(1)得到的晶体硅片的正面及背面制备双本征非晶硅层；
(3)在双面本征非晶硅层上制备掺杂非晶硅层；掺杂非晶硅层的一面掺杂P形成N型掺杂非晶硅，另一面掺杂B形成P型掺杂非晶硅；
(4)将步骤(3)中制得的硅片放置于镀膜载体的放置部2上，然后在掺杂非晶硅层上制备双面的导电薄膜层和掩膜区域；其中，镀膜载体的掩膜宽度为0.6mm，边倒角处掩膜宽度依然为0.8mm；
(5)在步骤(4)的导电薄膜层和掩膜区域上通过丝网印刷银浆，并在 200℃下固化形成金属电极。
进行测试电池的电性能，电池量产平均效率为23.9％。
实施例2
镀膜载体用于增大异质结太阳能电池TCO镀膜面积的方法，包括以下步骤：
(1)对N型厚度为180μm的单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面，去除杂质离子及进行表面清洁；
(2)利用等离子体化学气相沉积在步骤(1)得到的晶体硅片的正面及背面制备双本征非晶硅层；
(3)在双面本征非晶硅层上制备掺杂非晶硅层；掺杂非晶硅层的一面掺杂P形成N型掺杂非晶硅，另一面掺杂B形成P型掺杂非晶硅；
(4)将步骤(3)中制得的硅片放置于镀膜载体的放置部2上，然后在掺杂非晶硅层上制备双面的导电薄膜层和掩膜区域；其中，镀膜载体的掩膜宽度为0.5mm，支撑点23处掩膜宽度依然为0.8mm；
(5)在步骤(4)的导电薄膜层和掩膜区域上通过丝网印刷银浆，并在 200℃下固化形成金属电极。
进行测试电池的电性能,电池量产平均效率为24％。
对比例1
(1)对N型厚度为180μm的单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面，去除杂质离子及进行表面清洁；
(2)利用等离子体化学气相沉积在步骤(1)得到的晶体硅片的正面及背面制备双本征非晶硅层；
(3)在双面本征非晶硅层上制备掺杂非晶硅层；掺杂非晶硅层的一面掺杂P形成N型掺杂非晶硅，另一面掺杂B形成P型掺杂非晶硅；
(4)将步骤(3)中制得的硅片放置于镀膜载体的放置部2上，然后在掺杂非晶硅层上制备双面的导电薄膜层和掩膜区域；其中，采用常规镀膜载体的掩膜宽度为0.8mm；
(5)在步骤(4)的导电薄膜层和掩膜区域上通过丝网印刷银浆，并在 200℃下固化形成金属电极。
进行测试电池的电性能,电池量产平均效率为23.7％。
实施例2中是将实施例1中的Z变大并分成了Z1和Z2，其中的Z1＝Z， Z2＞Z；实施例1中的Z大于对比例1中的Z。附图2和3中的黑色区域为放置的硅片。
采用本发明中的镀膜载体和方法制备出HJT电池的电性能，短路电流提升60-120mA,可以看出相比于对比例1能够提升效率提高在0.2％-0.3％左右。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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