一種具有高導電性的太陽能電池片的製作方法

2023-04-24 21:58:56 1

本實用新型屬於太陽能電池技術領域，具體地，涉及一種具有高導電性的太陽能電池片。

背景技術：

目前，太陽能電池尤其是矽太陽能電池的電流收集主要靠印刷的柵線完成。柵線材料主要包含絲網印刷的銀漿作為正面柵線材料，與絲網印刷的鋁漿作為背面柵線材料。銀漿與鋁漿均不透明，印刷的柵線區域光線被遮擋，造成太陽能電池效率的降低。而且，由於銀漿的價格較貴，是太陽能電池製作成本的重要組成部分，不利於太陽能電池發電的成本降低。

氧化釩(尤其是四氧化二釩，五氧化二釩在弱還原條件下會被還原成四氧化二釩)粉體在熔融後降溫結晶形成一種透明的晶體材料,四氧化二釩具有良好的透光性；在富錫的合金材料中，氧化錫在被部分還原後在表面形成錫薄層，與矽的接觸更加容易親和，且可以保持更優秀的導電性。

所以，採用一種帶有透明特性的且導電率較低的柵線材料對太陽能電池效率的提高以及漿料成本的降低均具有有益的效果。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了克服上述缺陷，提供一種具有高導電性的太陽能電池片。

本實用新型的目的通過以下技術方案來具體實現：

一種具有高導電性的太陽能電池片，包括太陽能電池片基底材料和主柵線，所述太陽能電池片基底材料上印刷銀副柵線，所述主柵線為覆蓋在太陽能電池片基底材料上的透明合金晶體膜，與所述銀副柵線位於太陽能電池片基底材料的同一面上，方向與銀副柵線垂直。

進一步的，所述主柵線的寬度為0.2-1mm，高度為0.1-2mm。

進一步的，所述主柵線由包含氧化釩粉料與氧化錫粉料的分散液塗覆在太陽能電池片基底材料上，經過熔融及退火後形成，所述分散液中的分散劑為有機分散劑；

所述太陽能電池片還包括覆蓋主柵線的透光有機膜。

更進一步的，所述氧化釩與氧化錫的摩爾比為1-2:1；

所述氧化釩為分析純以上的V2O5和V2O4混合物，粒度＜1μm；

所述氧化錫為分析純以上的SnO，粒度＜1μm；

所述有機分散劑為體積比1:5的異丁醇和苯甲醇的混合物；

所述透光有機膜材料包括EVA塑膠。

更進一步的，所述合金晶體膜的晶粒＞100μm，合金晶體膜的表層為厚度≥10μm的錫薄層。

本實用新型太陽能電池片的主柵線由包含氧化釩粉料與氧化錫粉料的分散液塗覆在太陽能電池片基底材料上，經過熔融及退火後形成，主柵線是具有高導電性的透明合金晶體膜。熔融及退火過程中氧化錫形成高導電性的錫薄膜層。五氧化二釩在還原氣氛中大部分被還原為四氧化二釩，形成合金晶體膜，具有導電性和透光性優良的特點。由於本實用新型導電柵線透明，為擁有更好的電流收集效果，與常規銀柵線相比截面積略大。

由於在合金晶體膜中含有的氧化釩容易在空氣中氧化，所以在弱還原氣氛中採用有機膠膜等封裝材料對主柵線進行及時封裝，對太陽能電池片在封裝前的效率等特性的保持提供了更加優異的條件，為後續太陽能電池組件的封裝提供了便利。

本實用新型具有以下有益效果：

（1）主柵線的合金晶體膜透明，不遮擋電池片的光線，能夠提高太陽能電池片的效率；

（2）主柵線採用氧化釩和氧化錫合金粉末製成，比銀柵線成本低；

（3）主柵線透明，對寬度和高度沒有限制，收集電流通過的截面積更大，擁有更好的電流收集效果。

附圖說明

圖1為本實用新型具有高導電性的太陽能電池片的結構圖。

圖中：1-太陽能電池片基底材料，2-印刷在基底材料上的銀副柵線，3-主柵線。

具體實施方式

為了更加突出本實用新型的目的、技術方案及優點，結合附圖對本實用新型進行進一步說明，但並不因此將本實用新型限制在實施例範圍之內。

如圖1所示，一種太陽能電池片，包括太陽能電池片基底材料1和主柵線3，所述太陽能電池片基底材料1上印刷銀副柵線2，所述主柵線3為覆蓋在太陽能電池片基底材料上的透明合金晶體膜，與所述銀副柵線2位於太陽能電池片基底材料1的同一面上，方向與銀副柵線2垂直。

上述主柵線3由包含氧化釩粉料與氧化錫粉料的分散液塗覆在太陽能電池片基底材料1上，經過熔融及退火後形成，氧化釩與氧化錫的摩爾比為1-2:1， 其中氧化釩為分析純以上的V2O5和V2O4混合物，粒度＜1μm，氧化錫為分析純以上的SnO，粒度＜1μm，分散劑為有機分散劑，優選為體積比1:5的異丁醇和苯甲醇的混合物。

上述太陽能電池片的製備方法為：

（1）分散液的配製：V2O5、V2O4粉料與SnO粉料按比例混合，加入由異丁醇和苯甲醇組成的分散劑，充分混合製成分散液。

（2）噴塗：在太陽能電池片基底材料1上鋪設網版，網版的間隙為三條，間隙寬度為0.5mm，網版厚度為0.2mm，將分散液通過網版間隙噴射或塗覆在太陽能電池片基底材料1上，間隙的尺寸限定了主柵線3的尺寸，噴塗後取下網版。

（3）烘乾：將太陽能電池片放入高溫爐中，在惰性氣氛中，由室溫緩慢升溫至80 ℃，保持2 分鐘，去除爐內及太陽能電池片上的水分。

（4）熔融：將高溫爐抽真空，充入含有10vt%H2的氬氣，爐內氣壓1000Pa，熱源輻照太陽能電池片背面，加熱至700-1000℃，通過背面傳熱到頂面，加熱過程中分散液中的分散劑揮發，合金粉料充分熔融，加熱時間≥30s。

（5）退火：經過熔融後的太陽能電池片緩慢降溫退火，退火時太陽能電池片在600-700℃的時間＞5min，整個退火過程控制溫度在300-700℃之間，合金熔液開始慢速凝固，凝固由合金熔液表面向太陽能電池方向進行，SnO在弱還原氣氛中部分被還原成錫，錫的組分較多析出，形成高導電性的錫薄膜層，與矽形成歐姆接觸，V2O5在還原氣氛中大部分被還原為V2O4，繼續降溫，控制富錫的氧化釩結晶晶粒＞100μm，表面析出錫薄層厚度≥10 μm。

（6）封裝：退火完成後，太陽能電池片上形成透明合金晶體膜主柵線，在弱還原性氣氛中用EVA塑膠覆蓋主柵線部分，進行封裝，封裝操作在150-200℃進行，冷卻取出，即可。

本實用新型採用透明合金晶體膜作為太陽能電池片的主柵線，能夠提高太陽能電池的光電效率，成本低於銀導電柵線。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。