用于海洋浮標(biāo)的光伏組件及其太陽能電池片的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于海洋浮標(biāo)的光伏組件及其太陽能電池片的制備方法，光伏組件包括組件本體，所述組件本體包括從上至下依次貼合的上蓋板玻璃、上封裝材料、太陽能電池片、下封裝材料、下蓋板玻璃；所述組件本體四周涂覆有防護層。利用本發(fā)明的光伏組件制造的光伏發(fā)電裝置能為海洋浮標(biāo)提供持續(xù)穩(wěn)定的能源供應(yīng)，在海洋浮標(biāo)上能長期穩(wěn)定發(fā)電，有效避免了海洋鹽霧對光伏組件的腐蝕。
【專利說明】用于海洋淳標(biāo)的光伏組件及其太陽能電池片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種用于海洋浮標(biāo)的光伏組件及其太陽能電池 片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在全球陸地資源日趨緊張和環(huán)境不斷惡化的今天，世界各國紛紛將目光轉(zhuǎn)向海 洋，開發(fā)海洋資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟成為沿海國家國民經(jīng)濟的重要支柱。海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是 海洋資源開發(fā)的技術(shù)支撐。海洋浮標(biāo)平臺是海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的關(guān)鍵，而能源供應(yīng)系統(tǒng)又 是海洋浮標(biāo)平臺建設(shè)的關(guān)鍵。海洋環(huán)境鹽霧腐蝕嚴(yán)重，遠離陸地電網(wǎng)，開發(fā)穩(wěn)定的能源供應(yīng) 系統(tǒng)成為關(guān)鍵。一般的光伏發(fā)電裝置主要應(yīng)用于陸地上，其結(jié)構(gòu)設(shè)計不耐海水鹽霧腐蝕，不 能在海洋環(huán)境條件下長期使用。
[0003] 常規(guī)光伏組件的封裝結(jié)構(gòu)為上到下依次由上蓋板玻璃、封裝材料、太陽能電池片、 封裝材料、背板組成，四周用鋁邊框進行保護。背板材料一般為含氟有機膜，在海洋環(huán)境條 件下，有一定透水性，容易造成電池片腐蝕，鋁邊框在海洋高濕度，高鹽霧的環(huán)境下容易腐 蝕失效，造成組件破壞，不能有效發(fā)電，因此存在明顯不足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種耐海水鹽霧腐蝕的 用于海洋浮標(biāo)的光伏組件及其太陽能電池片的制備方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于海洋浮標(biāo)的光伏組 件，包括組件本體，所述組件本體包括從上至下依次貼合的上蓋板玻璃、上封裝材料、太陽 能電池片、下封裝材料、下蓋板玻璃；所述組件本體四周涂覆有防護層。
[0006] 所述太陽能電池片表面覆蓋有二氧化硅膜或氧化層，二氧化硅膜或氧化層起到鈍 化電池片作用和減少反射率的同時，能有效保護電池片內(nèi)部PN結(jié)免受外界的水汽或者鹽 霧腐蝕，提高電池片可靠性。
[0007] 所述防護層采用硅膠制成，保護組件內(nèi)部不進入水汽等，使得組件耐磨、耐刮、耐 碰撞，并能抵受嚴(yán)峻的海洋腐蝕性環(huán)境。
[0008] 所述上封裝材料、下封裝材料均為有機娃膠，所述有機娃膠厚度為0. 2?I. 5mm， 相對于常規(guī)組件使用的EVA封裝材料，能更加有效的阻止水汽進入組件內(nèi)部，增加組件在 海洋浮標(biāo)平臺上應(yīng)用的可靠性。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種太陽能電池片的制備方法，包括以下步驟： 1) 把P型硅片放在40?80°C的氫氧化鈉或者氫氟酸和硝酸混合液中2?20分鐘，去 除P硅片表面的損傷，形成減少反射的絨面；其中，氫氧化鈉溶液濃度范圍為0. 8%-2% ;氫氟 酸、硝酸、水的體積比為3:9:4; 2) 在氮氣氣流的保護下，在800?KKKTC高溫下通入氧氣和三氯氧磷，進行擴散形成 PN結(jié)； 3) 將經(jīng)步驟2)擴散完的P硅片經(jīng)過清洗后，在氮氣和氧氣氛圍下800?IKKTC條件 下干氧氧化10-20分鐘，生成一層致密的50?200nm厚度的二氧化硅膜，其中所述氮氣和 氧氣體積比為2:8?5:5 ;;或者，把經(jīng)步驟2)擴散完的P硅片放置在強氧化氛圍中形成 氧化層，所述強氧化氛圍為臭氧或者一氧化二氮； 4) 把經(jīng)步驟3)處理后得到的電池片的正表面用PECVD方法鍍一層氮化硅減反射膜； 5) 在經(jīng)步驟4)處理后的電池片上表面印刷銀電極，在下表面印刷鋁背場，然后在 700?1000°C下快速通過燒結(jié)爐，進行烘干燒結(jié)，形成電池片。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明針對現(xiàn)有晶體硅光伏發(fā)電 裝置無法在海洋環(huán)境條件下長期使用的、耐鹽霧腐蝕能力不強的缺陷，提供了一種耐海水 鹽霧的用于海洋浮標(biāo)的光伏組件及其太陽能電池片的制備方法，采用玻璃取代了背板，能 夠有效防止了水汽進入組件內(nèi)部，這樣避免了鋁邊框在海洋浮標(biāo)系統(tǒng)上使用造成的鹽霧腐 蝕失效現(xiàn)象，使光伏組件更加耐海洋環(huán)境下的腐蝕老化，電池片上的二氧化硅膜或氧化膜 能起到鈍化電池片作用和減少反射率的同時，能有效保護電池片內(nèi)部PN結(jié)免受外界的水 汽或者鹽霧腐蝕，提高電池片可靠性，利用本發(fā)明的光伏組件制造的光伏發(fā)電裝置能為海 洋浮標(biāo)提供持續(xù)穩(wěn)定的能源供應(yīng)，在海洋浮標(biāo)上能長期穩(wěn)定發(fā)電，有效避免了海洋鹽霧對 光伏組件的腐蝕。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明一實施例光伏組件示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 如圖1所示，本發(fā)明的光伏組件封裝結(jié)構(gòu)從上到下依次為上蓋板玻璃、封裝材料、 太陽能電池片、封裝材料、下蓋板玻璃。
[0013] 上蓋板玻璃為2-6mm厚度的鋼化超白玻璃，其機械強度大，透光率大于90%，下蓋 板玻璃為l_4mm厚的半鋼化或者鋼化玻璃，因此本發(fā)明的組件機械強度足夠，不需要在四 周采用鋁邊框進行機械強度的加固。本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)采用玻璃取代了背板，能夠有效防 止了水汽進入組件內(nèi)部，這樣避免了鋁邊框在海洋浮標(biāo)系統(tǒng)上使用造成的鹽霧腐蝕失效現(xiàn) 象，使光伏組件更加耐海洋環(huán)境下的腐蝕老化。
[0014] 本發(fā)明的封裝材料是有機透明硅膠，相對于常規(guī)組件使用的EVA封裝材料，能更 加有效的阻止水汽進入組件內(nèi)部，增加組件在海洋浮標(biāo)平臺上應(yīng)用的可靠性。
[0015] 光伏組件的四周使用密封硅膠套進行保護，保護組件內(nèi)部不進入水汽等，使得組 件耐磨、耐刮、耐碰撞,并能抵受嚴(yán)峻的海洋腐蝕性環(huán)境。
[0016] 本發(fā)明電池片制備工藝為： 1) 把P型硅片放在40-80°C的氫氧化鈉或者鹽酸硝酸混合液中5-30分鐘，去除硅片表 面的損傷，形成減少反射的絨面； 2) 在氮氣氣流的保護下，在800-KKKTC高溫下通入氧氣和三氯氧磷，進行擴散形成PN 結(jié)； 3) 擴散完的硅片經(jīng)過清洗后，在電池表面形成一層氧化層來保護電池。其制備特征 為，方法一：在娃片擴散完成后在氮氣和氧氣(氮氣和氧氣體積比為2:8?5:5)氛圍下 800-1100°C條件下干氧氧化10-20分鐘，生成一層致密的50-200nm厚度的二氧化硅膜；方 法二：把硅片放置在強氧化氛圍中形成氧化層，其氧化氛圍可以是臭氧或者是一氧化二氮。 這層二氧化硅膜起到鈍化電池片作用和減少反射率的同時，能有效保護電池片內(nèi)部PN結(jié) 免受外界的水汽或者鹽霧腐蝕，提高電池片可靠性。
[0017] 4)把電池片的正表面用PECVD的方法鍍一層氮化硅減反射膜。
[0018] 5)采用絲網(wǎng)印刷機在電池上面表面印刷銀電極，在下表面印刷鋁背場，然后在燒 結(jié)爐中快速烘干燒結(jié)。
[0019] 把太陽能硅片進行清洗、制絨、擴散制作PN結(jié)，然后把多晶硅片放入高溫氧化爐 內(nèi)，進行干氧氧化，其工藝參數(shù)如下表：
【權(quán)利要求】
1. 一種用于海洋浮標(biāo)的光伏組件，包括組件本體，其特征在于，所述組件本體包括從上 至下依次貼合的上蓋板玻璃（1)、上封裝材料（2)、太陽能電池片（3)、下封裝材料（6)、下蓋 板玻璃（5);所述組件本體四周涂覆有防護層（4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海洋浮標(biāo)的光伏組件，其特征在于，所述上蓋板玻璃（1) 為2?6mm厚的鋼化超白玻璃，所述下蓋板玻璃（5)為1?4_厚的半鋼化玻璃或鋼化玻 3? 〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于海洋浮標(biāo)的光伏組件，其特征在于，所述太陽能電池 片（3 )表面覆蓋有二氧化硅膜或氧化層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于海洋浮標(biāo)的光伏組件，其特征在于，所述防護層（4)采用 娃膠制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于海洋浮標(biāo)的光伏組件，其特征在于，所述二氧化硅膜厚 度為50?200nm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海洋浮標(biāo)的光伏組件，其特征在于，所述上封裝材料 (2)、下封裝材料（6)均為有機娃膠，所述有機娃膠厚度為0. 2?1. 5mm。
7. -種權(quán)利要求3所述太陽能電池片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 把P型硅片放在40?80°C的氫氧化鈉或者氫氟酸和硝酸混合液中2?20分鐘，去 除P硅片表面的損傷，形成減少反射的絨面；其中，氫氧化鈉溶液濃度范圍為0. 8%-2% ;氫氟 酸、硝酸、水的體積比為3:9:4; 2) 在氮氣氣流的保護下，在800?KKKTC高溫下通入氧氣和三氯氧磷，進行擴散形成 PN結(jié)； 3) 將經(jīng)步驟2)擴散完的P硅片經(jīng)過清洗后，在氮氣和氧氣氛圍下800?1KKTC條件 下干氧氧化10-20分鐘，生成一層致密的50?200nm厚度的二氧化硅膜，其中所述氮氣和 氧氣體積比為2:8?5:5 ;;或者，把經(jīng)步驟2)擴散完的P硅片放置在強氧化氛圍中形成 氧化層，所述強氧化氛圍為臭氧或者一氧化二氮； 4) 把經(jīng)步驟3)處理后得到的電池片的正表面用PECVD方法鍍一層氮化硅減反射膜； 5) 在經(jīng)步驟4)處理后的電池片上表面印刷銀電極，在下表面印刷鋁背場，然后在 700?KKKTC下快速通過燒結(jié)爐，進行烘干燒結(jié)，形成電池片。
【文檔編號】H01L31/048GK104393072SQ201410592805
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】黃岳文, 劉新華, 張福家, 楊志權(quán), 唐榮, 楊搖 申請人:湖南紅太陽新能源科技有限公司