CN102157576A - 高效晶体硅太阳能电池结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池的制造技术，涉及一种高效晶体硅太阳能电池结构及其制造方法。该结构包括有硅片，硅片正面具有减反射层，背面具有铝背场；通过丝网印刷形成的负极主栅线位于硅片正面，正极主栅线位于硅片背面，用于收集载流子的负极副栅线也位于硅片背面；与负极副栅线对应的位置，开有贯通硅片正面和背面的通孔，使负极副栅线与硅片正面相通；在负极主栅线与负极副栅线之间的硅片基体上还开有连接孔，连接孔中充满银浆，使位于硅片正面的负极主栅线与位于硅片背面的负极副栅线导电连接。本发明既可提高电池片效率，又能实现组件封装与正负极分别位于电池片两面的焊接封装设备相兼容。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池的制造技术，涉及一种高效晶体硅太阳能电池结构及其制造方法。
背景技术
传统的晶体硅太阳能电池结构中，用于收集载流子的副栅线在电池片正面，使正面增加了约7%～8%左右遮光面积,造成了电池片的短路电流(Isc)较低,效率提升受到此影响。通常的解决方法是设法提高副栅线的高宽比,这会对网版,印刷工艺和银浆提出了更高的要求；或者采用两次印刷工艺,这样对设备对准精度和网版的变形又提出了更高的要求，增加了制造难度。
为提高晶体硅电池转换效率，目前研究比较多的技术就是背接触技术，该技术主要特点是将位于正面的主栅线和副栅线引到电池片的背面，从而达到减少遮光面积，提高短路电流的目的。在这其中比较有代表性的技术有MWT(Metallization Wrap Though) 和EWT( Emitter Wrap Though)技术. EWT 技术电池片正面完全没有金属栅线，而是通过贯穿硅片的孔将收集的载流子传导到背面的电极上。因 EWT的PN结在正面和背面都有分布，因此载流子输运较短的距离就可以被收集。MWT 技术也是采用激光穿孔工艺，不过其正面还是有金属副栅线，载流子通过表面的金属副栅线收集后汇集在副栅线的几个结点上，再由这些结点将载流子传导到电池片背面的电极。这两种技术从对电池片效率提升都在0.5%（绝对值）以上。 由于两种技术都将正负极引到了电池片的背面，导致组件生产工艺与正负极分别位于电池片两面的焊接封装生产线不兼容，因此上述新技术对电池结构所作的改变对后续的组件封装技术提出新的要求，需要改造和升级现有的生产工艺和设备方能达到批量生产的需求，使得成本增加较多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种既可提高电池片效率，又能实现组件封装与正负极分别位于电池片两面的焊接封装设备相兼容的高效晶体硅太阳能电池结构。
本发明的高效晶体硅太阳电池结构包括有硅片，硅片正面具有减反射层，背面具有铝背场；通过丝网印刷形成的负极主栅线位于硅片正面（P型硅衬底），正极主栅线位于硅片背面，用于收集载流子的负极副栅线也位于硅片背面；与负极副栅线对应的位置，开有贯通硅片正面和背面的通孔，使负极副栅线与硅片正面相通；在负极主栅线与负极副栅线之间的硅片基体上还开有连接孔，连接孔中充满银浆，使位于硅片正面的负极主栅线与位于硅片背面的负极副栅线导电连接。
所述正极副栅线部位的通孔内具有与负极副栅线连接的半填充银浆，用来使正面的载流子能够顺利导入到负极副栅线。
所述副极副栅线与铝背场交错分布。
本发明的上述结构通过以下方法制造：初始硅片经过激光打孔后，进行损伤去除和表面制绒，然后对硅片进行双面磷扩散，磷扩散后，电池片背面印刷抗腐蚀浆料，然后采用混酸溶液去除未保护区域的PSG 和背面的PN结，抗腐蚀浆料覆盖部分的PN结被保留下来，去除抗腐蚀浆料和其下面的PSG后再对正面镀减反射层，之后进行丝网印刷，形成正、负极栅线及铝背场，最后进行烧结和测试。
本发明的结构及方法在提高电池片效率的同时将收集载流子的副极主栅线保留在电池片正面，这样电池片对外输出电流的端子结构与传统结构相比没有变化，组件封装工艺与传统工艺完全兼容，减少了设备改造的投入；同时，由于将电池片正面的副栅线转移到电池片背面，从而减小了遮光面积，提高了电池片效率；此外，由于该结构电池还有两面都能收集载流子的特性，因此对硅材料本身的扩散长度要求也相对传统电池低，可以采用较为便宜的硅材料，降低成本。
附图说明
图1是本发明结构的立体示意图；
图2是本发明结构的剖面示意图；
图3是本发明结构的背面局部分布图；
图4是本发明的太阳能电池与传统太阳能电池的I-V 曲线对比图；
图5是本发明的太阳能电池与传统太阳能电池的功率对比图；
图6是本发明的太阳能电池与传统太阳能电池的IQE 响应对比图。
具体实施方式
如图所示，本发明的高效晶体硅太阳电池结构包括有硅片1，硅片正面具有减反射层2，背面具有铝背场3；通过丝网印刷形成的负极主栅线4位于硅片正面，正极主栅线5位于硅片背面，用于收集载流子的负极副栅线6也位于硅片背面；与负极副栅线6对应的位置，开有贯通硅片正面和背面的通孔7，使负极副栅线与硅片正面相通；在负极主栅线4与负极副栅线6之间的硅片基体上还开有连接孔8，连接孔中充满银浆9，使负极主栅线与负极副栅线导电连接。
如图2所示，负极副栅线部位的通孔7内具有与负极副栅线连接的半填充银浆10，用来将正面产生的光生载流子导入到负极副栅线。
如图3所示，负极副栅线6与铝背场3交错分布。
将本发明的结构按照多晶156mm×156mm电池片经过仿真计算后，结果趋势符合预期:
通过将副栅线引到电池片背面后，受光面积增加，短路电流(Isc)有提高，同时Voc也有提高(图4)， 电池片功率（Pmp）也有提高（图5）（PC1D 模拟，仅改变遮光面积大小，其他参数保持相同，数据的绝对值仅供参考， IQE-ref为常规电池; IQE-new为本发明的电池）。
从其IQE响应（图6）可以明显看出，因为电池方块电阻没有变化，表面复合速率没有改变，故对蓝光的响应没有影响，因而模拟结果显示IQE曲线几乎一样（PC1D 模拟，仅改变遮光面积大小，其他参数保持相同，数据的绝对值仅供参考， IQE-ref为常规电池; IQE-new为本发明的电池）。
Claims (4)
1.一种高效晶体硅太阳电池结构，包括有硅片（1），硅片正面具有减反射层（2），背面具有铝背场（3）；通过丝网印刷形成的负极主栅线（4）位于硅片正面，正极主栅线（5）位于硅片背面，其特征是：用于收集载流子的负极副栅线（6）也位于硅片背面；与负极副栅线（6）对应的位置，开有贯通硅片正面和背面的通孔（7），使负极副栅线与硅片正面相通；在负极主栅线（4）与负极副栅线（6）之间的硅片基体上还开有连接孔（8），连接孔中充满银浆（9），使负极主栅线与负极副栅线导电连接。
2.根据权利要求1所述的高效晶体硅太阳电池结构，其特征是：负极副栅线部位的通孔（7）内具有与负极副栅线连接的半填充银浆（10）。
3.根据权利要求1所述的高效晶体硅太阳电池结构，其特征是：负极副栅线（6）与铝背场（3）交错分布。
4.一种权利要求1所述高效晶体硅太阳电池结构的制造方法，其特征是：初始硅片经过激光打孔后，进行损伤去除和表面制绒，然后对硅片进行双面磷扩散，磷扩散后，电池片背面印刷抗腐蚀浆料保护局部PN结，然后采用混酸溶液去除未保护区域的PSG 和背面的PN结，然后再将抗腐蚀浆料及其下面的PSG去除，之后经过正面镀减反射层后进行丝网印刷，形成正、负极栅线，最后进行烧结和测试。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102299212A (zh) * | 2011-09-28 | 2011-12-28 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池制作方法 |
| CN115832075A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-21 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 用于制备叠瓦组件的太阳电池小片、太阳电池片、太阳电池串以及叠瓦组件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101710596A (zh) * | 2009-11-23 | 2010-05-19 | 宁波太阳能电源有限公司 | 一种硅太阳能电池 |
| CN201623167U (zh) * | 2009-12-25 | 2010-11-03 | 欧贝黎新能源科技股份有限公司 | 一种半导体副栅极一金属主栅极晶体硅太阳电池 |
| CN101889349A (zh) * | 2007-12-03 | 2010-11-17 | Imec公司 | 包括金属覆盖穿通以及改进的钝化的光生伏打电池 |
| CN202025765U (zh) * | 2011-03-31 | 2011-11-02 | 镇江大全太阳能有限公司 | 高效晶体硅太阳能电池结构 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101889349A (zh) * | 2007-12-03 | 2010-11-17 | Imec公司 | 包括金属覆盖穿通以及改进的钝化的光生伏打电池 |
| CN101710596A (zh) * | 2009-11-23 | 2010-05-19 | 宁波太阳能电源有限公司 | 一种硅太阳能电池 |
| CN201623167U (zh) * | 2009-12-25 | 2010-11-03 | 欧贝黎新能源科技股份有限公司 | 一种半导体副栅极一金属主栅极晶体硅太阳电池 |
| CN202025765U (zh) * | 2011-03-31 | 2011-11-02 | 镇江大全太阳能有限公司 | 高效晶体硅太阳能电池结构 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102299212A (zh) * | 2011-09-28 | 2011-12-28 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池制作方法 |
| CN102299212B (zh) * | 2011-09-28 | 2014-09-24 | 山东力诺太阳能电力股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池制作方法 |
| CN115832075A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-21 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 用于制备叠瓦组件的太阳电池小片、太阳电池片、太阳电池串以及叠瓦组件 |
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