本发明涉及太阳能电池,尤其是涉及一种太阳能电池用钝化剂及其应用和topcon太阳能电池钝化方法。
背景技术:
1、topcon太阳能电池在制备为组件过程中需要通过激光切割,然后将切割后的电池条通过焊带正负极相连形成电池串,通过对电池串的加工,最终形成电池组件。在激光切割过程中会对电池片造成一定程度的损伤,从而导致电池片效率降低。
2、现有钝化技术中,通过激光无损切割的topcon太阳能电池片一般利用ald技术在其切割面进行沉积氧化铝薄膜处理,但ald设备造价与维护保养成本高,且在组件端无法提供特气也无法满足其洁净度的要求,且ald工艺流程时间长,工作时的高温也会对电池片的效率造成不同程度的影响。因此,现有的topcon太阳能电池通过激光无损切割后存在切割边缘出现切割损伤的情况,电池片在切割边缘漏电流较大影响电池效率,而现有的钝化技术成本高,工艺流程复杂。
3、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种太阳能电池用钝化剂,所述太阳能电池用钝化剂包括以下组分:聚四氟乙烯分散液和金属氧化物纳米颗粒;其中,所述金属氧化物纳米颗粒包括氧化铝纳米颗粒和氧化镁纳米颗粒中的至少一种。聚四氟乙烯具有较好的钝化作用,氧化铝纳米颗粒具有优良的热稳定性,纳米氧化镁具有较强的抗氧化和抑制腐蚀能力,本发明提供的太阳能电池用钝化剂通过在聚四氟乙烯分散液中加入金属氧化物纳米颗粒,形成钝化剂,钝化效果好,能够减小边缘漏电流提高电池效率。
2、本发明的目的之二在于提供一种所述的太阳能电池用钝化剂在钝化太阳能电池中的应用。
3、本发明的目的之三在于提供一种topcon太阳能电池钝化方法。所述topcon太阳能电池钝化方法包括以下步骤:将所述的太阳能电池用钝化剂施加至切割后电池条的切割面,以对电池条进行钝化。采用钝化剂钝化后的电池条,可钝化裸露的悬挂键,减小切割损伤,从而减小边缘漏电流提高电池效率。
4、为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
5、第一方面,本发明提供一种太阳能电池用钝化剂,所述太阳能电池用钝化剂包括以下组分:
6、聚四氟乙烯分散液和金属氧化物纳米颗粒;
7、其中,所述金属氧化物纳米颗粒包括氧化铝纳米颗粒和氧化镁纳米颗粒中的至少一种。
8、本发明中,钝化剂组分采用聚四氟乙烯分散液,聚四氟乙烯中c-f键较大的结合能使其具有很好的耐热性,在后续烘干过程中能保持钝化液成分的物理化学特性,并且,氟原子带负电,对主链碳原子的正电荷起有效的屏蔽作用,同时其所带的负电荷可在切割面表层形成负电场,避免电子从电池切割边缘流出,增大并联电阻减小漏电流,起到较好的钝化作用,而且,氟原子体积大,又带相同电荷相互排斥,使分子链不能呈平面锯齿形而呈螺旋扭曲形,复杂的分子链形状一方面可以对电池切割面进行有效附着,维持钝化液的附着强度,另一方面复杂的分子链形状也可以对氧化铝纳米粒子和氧化镁纳米粒子进行较好的包裹,防止纳米粒子发生团聚现象,维持钝化液稳定性;纳米氧化铝具有优良的热稳定性,突出的化学惰性及优异的电绝缘性能,维持钝化组织稳定性的同时可避免在组件制作过程中引起的并联电阻减小,维持电池效率;纳米氧化镁具有较强的抗氧化和抑制腐蚀能力,可保护钝化液在烘干过程中不被氧化,同时其优良的稳定性可避免在组件制作过程中对钝化组织造成破坏。
9、优选地,聚四氟乙烯和金属氧化物纳米颗粒的重量比为(2:1)-(1:1),本发明中,分散液中的溶质聚四氟乙烯与金属氧化物纳米颗粒的重量比例如可以是2:1、1.5:1、1:1等。
10、优选地,所述聚四氟乙烯分散液的浓度为10%-30%,例如可以是10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%等。
11、优选地,所述聚四氟乙烯分散液的合成方法为低压分散聚合法。
12、本发明中,采用低压分散聚合法制备聚四氟乙烯分散液,所制备的分散液成膜性高,耐龟裂性好,对切割边缘有很好的修复与钝化效果。
13、优选地,所述氧化铝纳米颗粒和所述氧化镁纳米颗粒的重量比为(1:1)-(3:1),例如可以是1:1、2:1、3:1等。
14、优选地,所述氧化铝纳米颗粒的粒径为10nm~30nm,例如可以是10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、25nm、26nm、27nm、28nm、29nm、30nm等;
15、优选地,所述氧化镁纳米颗粒的粒径为10nm~30nm,例如可以是10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、25nm、26nm、27nm、28nm、29nm、30nm等;
16、优选地,所述太阳能电池用钝化剂的固含量为20%~40%,例如可以是20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%。
17、第二方面,本发明提供一种所述的太阳能电池用钝化剂在钝化太阳能电池中的应用。
18、第三方面,本发明提供一种topcon太阳能电池钝化方法,所述topcon太阳能电池钝化方法包括以下步骤:
19、将所述的太阳能电池用钝化剂施加至切割后电池条的切割面,以对电池条进行钝化。
20、本发明中,将钝化剂施加至叠层电池条的切割面,可钝化裸露的悬挂键,减小切割损伤,从而减小边缘漏电流提高电池效率。
21、优选地,所述太阳能电池用钝化剂的涂覆厚度为0.05-0.2mm,例如可以是0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.2mm等。
22、优选地,采用激光对电池片进行切割,得到若干电池条;
23、优选地,采用无损激光工艺切割电池片;
24、优选地,切割过程的温度为150-250℃,例如可以是150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃等,功率范围5-50w,例如可以是5w、10w、15w、20w、25w、30w、35w、40w、45w、50w等;
25、优选地,对电池片的两端部相对开槽,开槽长度为0-3mm,例如可以是0mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等。
26、本发明中,采用激光无损切割工艺对电池片进行切割,在电池片的两端沿电池片厚度方向贯穿开槽,两端开槽相对设置,两槽之间采用激光加热,然后喷水冷却,电池片裂开,形成电池条。本发明利用激光无损切割的方式对整片电池片进行切割,无损切割可切割出平整的切割面,可保证后续液相钝化液涂覆的均匀性。
27、优选地,所述topcon太阳能电池钝化方法还包括以下步骤:在对电池条施加钝化剂之前,对切割后的电池条进行叠层加压处理;
28、本发明中,涂覆钝化剂前对切割过后的电池条进行叠层加压处理,可提高涂覆效率的同时避免钝化液渗透进电池条正背面对电池栅线造成影响。
29、优选地,叠层加压过程中,施加压力大于等于200n,例如可以是200n、250n、300n等;
30、优选地,叠层加压过程中,电池条的数量大于等于2,例如可以是2条、10条、50条、100条、150条、200条等。
31、优选地,所述topcon太阳能电池钝化方法还包括以下步骤:将施加钝化剂后的电池条烘干,得到钝化后的电池条;
32、优选地,将将施加钝化剂后的电池条在氮气氛围下烘干;
33、优选地,所述氮气的流量为10-15l/min,例如可以是10l/min、11l/min、12l/min、13l/min、14l/min、15l/min等;
34、优选地,烘干温度为80~100℃,例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃等;
35、优选地,烘干时间为1-3min,例如可以是1min、1.5min、2min、2.5min、3min等。
36、本发明中,将涂覆钝化剂的电池条在一定温度下烘干,以便进行组件端的加工。
37、进一步的,所述topcon太阳能电池钝化方法包括以下步骤:
38、(1)利用激光无损切割的方式对整片电池片进行切割,得到光滑切割边缘;
39、其中,激光无损切割加工过程温度为150-250℃,功率为5-50w,激光无损切割两端开槽长度为0-3mm;
40、(2)对切割过后的电池条进行叠层加压处理;
41、其中,叠层加压处理中电池条数量为大于等于2,施加压力大于等于200n;
42、(3)将钝化剂涂覆至叠层电池条的切割面,对边缘缺陷进行钝化;
43、其中,钝化剂的成分为聚四氟乙烯分散液与金属氧化物纳米颗粒,金属氧化物纳米颗粒包括氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒中的至少一种;聚四氟乙烯和金属氧化物纳米颗粒的重量比为(2:1)-(1:1);聚四氟乙烯分散液的合成方法为低压分散聚合法,分散液浓度为10%-30%;氧化铝纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒的粒径为10nm-30nm,二者重量比为(1:1)-(3:1);钝化剂的固含量为20%-40%;钝化液的涂覆厚度为0.05-0.2mm;
44、(4)将涂覆钝化剂的电池条在氮气氛围下烘干处理,得到修复后的电池条;
45、其中,氮气流量为10-15l/min;烘干温度为80-100℃;烘干时间为1-3min。
46、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
47、本发明提供的太阳能电池用钝化剂中,聚四氟乙烯具有较好的钝化作用,氧化铝纳米颗粒具有优良的热稳定性,纳米氧化镁具有较强的抗氧化和抑制腐蚀能力,该钝化剂通过在聚四氟乙烯分散液中加入金属氧化物纳米颗粒,形成钝化剂,钝化性能强,能够减小边缘漏电流提高电池效率。
48、本发明提供的topcon太阳能电池钝化方法,采用在topcon太阳能电池切割面直接涂覆液相钝化液的方法,降低电池切割边缘的切割损伤,并且本发明对无需增加大型镀膜设备,成本低廉,操作简单,工艺流程时间短,生产效率高,同时操作时无高温影响,钝化效果更佳。
1.一种太阳能电池用钝化剂,其特征在于,所述太阳能电池用钝化剂包括以下组分:
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用钝化剂,其特征在于,聚四氟乙烯和金属氧化物纳米颗粒的重量比为(2:1)-(1:1);
3.根据权利要求1所述的太阳能电池用钝化剂,其特征在于,所述氧化铝纳米颗粒和所述氧化镁纳米颗粒的重量比为(1:1)-(3:1);
4.根据权利要求1所述的太阳能电池用钝化剂,其特征在于,所述太阳能电池用钝化剂的固含量为20%-40%。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的太阳能电池用钝化剂在钝化太阳能电池中的应用。
6.一种topcon太阳能电池钝化方法,其特征在于,所述topcon太阳能电池钝化方法包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的topcon太阳能电池钝化方法,其特征在于,所述太阳能电池用钝化剂的涂覆厚度为0.05-0.2mm。
8.根据权利要求6所述的topcon太阳能电池钝化方法,其特征在于,采用激光对电池片进行切割,得到若干电池条;
9.根据权利要求6所述的topcon太阳能电池钝化方法,其特征在于,所述topcon太阳能电池钝化方法还包括以下步骤:在对电池条施加钝化剂之前,对切割后的电池条进行叠层加压处理;
10.根据权利要求6所述的topcon太阳能电池钝化方法,其特征在于,所述topcon太阳能电池钝化方法还包括以下步骤:将施加钝化剂后的电池条烘干,得到钝化后的电池条;