CN102214729A - 一种太阳电池正面电极结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种太阳电池正面电极结构及其制作方法。该制作方法，包括：粘接步骤，将金属丝粘上银浆粘贴在硅片表面形成细栅线；烘干步骤，将粘接好金属丝的硅片在200℃到400℃的温度条件下进行烘干；烧结步骤，将烘干后的硅片在700℃到900℃的温度条件下进行烧结，使银浆与硅片之间形成良好的欧姆接触，同时，使银浆与金属丝烧结成完整导体。该结构，包括硅片和金属丝，所述硅片与金属丝之间通过银浆粘接在一起。本发明，用金属丝替代原硅片上的细栅线，可使细栅线的宽度小，进而大幅度减少了细栅线的遮光面积，从而提高了太阳电池转换效率。

Description

一种太阳电池正面电极结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种太阳电池正面电极结构及其制作方法。
背景技术
晶体硅太阳电池是目前主流的太阳电池，其生产过程依次是：去损伤层制绒、扩散、去磷硅玻璃、刻蚀周边、PECVD沉积氮化硅钝化减反射膜、丝网印刷正反面电极、正反面电极共烧结。其中丝网印刷是目前主要的电极制作方法，但是丝网印刷细栅线很难做到100微米以下，主流设备只能做到120-150微米，这样正面电极的遮光面积达到5-8％，制约了电池效率的进一步提高。
专利CN100576578C给出了一种化学电镀刻槽埋栅的电极制作方法，其细栅线宽度可降低到50微米以下，大幅度减少了正面电极的遮光面积，但是此方法工业化加工难度大，生产成本高。
专利CN101483199A给出了一种新型电极结构，其用0.1-0.17毫米直径的导电金属丝作为汇流栅线，取消了主栅线，减少了约3毫米宽度的遮光面积，可以提高太阳电池的转换效率，但其制作方法是先采用常规丝网印刷工艺在电池正面印刷银浆制作均匀分布的点状电极，然后把金属丝逐点焊接在该点上，但是这公共工艺过程复杂且耗费时间，将增加工业化成本。
减少太阳电池正面电极的遮光率是提高太阳电池转换效率的重要手段之一。
发明内容
本发明第一目的在于提供：一种太阳电池正面电极的制作方法，利用该方法使细栅线的宽度更小，进而缩小遮光面积，从而提高太阳电池转换效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种太阳电池正面电极的制作方法，包括：
粘接步骤，将金属丝粘上银浆粘贴在硅片表面形成细栅线；
烘干步骤，将粘接好金属丝的硅片在200℃到400℃的温度条件下进行烘干；
烧结步骤，将烘干后的硅片在700℃到900℃的温度条件下进行烧结，使银浆与硅片之间形成良好的欧姆接触，同时，使银浆与金属丝烧结成完整导体。
优选的，所述烧结步骤，可同时将背电极与正面电极烧结在一起。
本发明第二目的在于提供：一种太阳电池正面电极结构，利用该结构使细栅线的宽度更小，进而缩小遮光面积，从而提高太阳电池转换效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种太阳电池正面电极结构，包括硅片和金属丝，所述硅片与金属丝之间通过银浆粘接在一起。
可选的，所述金属丝的一端或两端设置有电极引出段，所述电极引出段伸出硅片上表面边缘以引出该正面电极。
可选的，在所述硅片上表面、垂直于金属丝方向上设置有主栅线以引出该正面电极，所述主栅线为两根或三根，所述主栅线宽度为1至3毫米，所述主栅线之间的间距为按照每根主栅线所汇流面积相等划分。
优选的，所述金属丝直径为0.01毫米至0.15毫米。
可选的，所述硅片为单晶硅片或多晶硅片。
优选的，所述金属丝等间距平行粘接在硅片上表面，所述金属丝之间的间距为1至3毫米。
可选的，所述金属丝为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝。
本发明，用金属丝替代原硅片上的细栅线，可使细栅线的宽度小，进而大幅度减少了细栅线的遮光面积，从而提高了太阳电池转换效率。
本发明，另外的优点在于金属丝像水泥中的钢筋一样加强了硅片的强度，使电池片不易碎，同时由于金属丝具有良好的韧性，即使硅片裂缝，金属丝仍然会把硅片连成一体，电流一样汇流而出，这样避免了目前工艺中由于断栅裂纹带来的光电转换效率降低的问题，并且可以降低后道加工难度，提高成品率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明实施例一提供的一种太阳电池正面电极的制作方法流程示意图；
图2为本发明一种太阳电池正面电极结构局部剖面示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种太阳电池正面电极结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种太阳电池正面电极结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的一种太阳电池正面电极结构示意图。
图中标记：
1、金属丝                    2、银浆
3、硅片                      4、主栅线
5、电极引出段
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例一：
图1为本发明实施例一提供的一种太阳电池正面电极的制作方法流程示意图。参见图1所示，该方法主要包括以下步骤：
步骤101：粘接金属丝；
将金属丝粘上银浆粘贴在硅片表面形成细栅线；
步骤102：低温烘干；
将粘接好金属丝的硅片在200℃到400℃的温度条件下进行烘干；
步骤101：高温烧结；
将烘干后的硅片在700℃到900℃的温度条件下进行烧结，同时，将硅片与背电极烧结在一起，使银浆与硅片之间形成良好的欧姆接触，同时，使银浆与金属丝烧结成完整导体。
欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得半导体器件运行时，接触面压降最低。
本实施例，用金属丝替代原硅片上的细栅线，通过银浆粘接在硅片上，此种方式可使细栅线的宽度比丝网印刷方式更小，进而大幅度减少了细栅线的遮光面积，从而提高了太阳电池转换效率。同时，金属丝像水泥中的钢筋一样加强了硅片的强度，使电池片不易碎。再则，由于金属丝具有良好的韧性，即使硅片裂缝，金属丝仍然会把硅片连成一体，电流一样汇流而出，这样避免了目前工艺中由于断栅裂纹带来的光电转换效率降低的问题，并且可以降低后道加工难度，提高成品率。
实施例二：
图3为本发明实施例二提供的一种太阳电池正面电极结构示意图；图2为本发明一种太阳电池正面电极结构局部剖面示意图。
如图2所示，其包括硅片3和金属丝1，硅片3与金属丝1之间通过银浆2粘接在一起，所述金属丝1直径为0.01毫米至0.15毫米。
如图3所示，金属丝1等间距平行粘接在硅片上表面，所述金属丝之间的间距为1至3毫米。
如图3所示，在硅片3上表面、垂直于金属丝1方向上设置有主栅线4，所述主栅线4为两根或三根，所述主栅线4宽度为1至3毫米，所述主栅线4之间的间距为按照每根主栅线所汇流面积相等划分，该太阳电池的正面电极通过主栅线4引出。
本实施例制作时，先在硅片3上丝网印刷主栅线4，不烘干；再用金属丝沾银浆，按照等间隔垂直于主栅线方向均匀粘附在硅片3上，然后在200-400℃的温度下烘干，最后与背电极一起在700-900℃的温度下烧结，至此，电极制作完毕。
本实施例的优点是细栅线的宽度小，大幅度减少了细栅线的遮光面积，同时电池引出电极结构与现有丝印电池结构一致，因而后道加工工艺完全兼容，有利于快速推广。
实施例三：
图4为本发明实施例三提供的一种太阳电池正面电极结构示意图；图2为本发明一种太阳电池正面电极结构局部剖面示意图。
如图2所示，其包括硅片3和金属丝1，硅片3与金属丝1之间通过银浆2粘接在一起，所述金属丝1直径为0.01毫米至0.15毫米。
如图4所示，金属丝1等间距平行粘接在硅片上表面，所述金属丝之间的间距为1至3毫米。
如图4所示，金属丝1的一端设置有电极引出段5，电极引出段5伸出所述硅片3上表面以引出该正面电极。
本实施例制作时，先将金属丝粘上银浆粘贴在硅片表面形成细栅线；再将粘接好金属丝的硅片在200℃到400℃的温度条件下进行烘干；
最后将烘干后的硅片在700℃到900℃的温度条件下进行烧结，同时，可将硅片与背电极烧结在一起，使银浆与硅片之间形成良好的欧姆接触，同时，使银浆与金属丝烧结成完整导体。
本实施例的优点是细栅线的宽度小，同时取消了主栅线，因此大幅度减少了栅线的遮光面积，提高了电池的转换效率。
实施例四：
图5为本发明实施例四提供的一种太阳电池正面电极结构示意图；图2为本发明一种太阳电池正面电极结构局部剖面示意图。
本实施例与实施例三不同之处在于，如图5所示，金属丝1的两端都设置有电极引出段5，电极引出段5伸出所述硅片3上表面以引出该正面电极。
需要说明的是，以上所有实施例所述的硅片可为单晶硅片或多晶硅片。
需要说明的是，以上所有实施例所述的金属丝可为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝。
需要说明的是，本发明不仅适用于普通各类晶体硅太阳电池，化合物太阳电池同样可以用本发明的方法制作太阳电池电极。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种太阳电池正面电极的制作方法，其特征在于，包括：
粘接步骤，将金属丝粘上银浆粘贴在硅片表面形成细栅线；
烘干步骤，将粘接好金属丝的硅片在200℃到400℃的温度条件下进行烘干；
烧结步骤，将烘干后的硅片在700℃到900℃的温度条件下进行烧结，使银浆与硅片之间形成良好的欧姆接触，同时，使银浆与金属丝烧结成完整导体。
2.根据权利要求1所述的太阳电池正面电极的制作方法，其特征在于：
所述烧结步骤，可同时烧结背电极与正面电极。
3.一种太阳电池正面电极结构，其特征在于：
包括硅片和金属丝，所述硅片与金属丝之间通过银浆粘接在一起。
4.根据权利要求3所述的太阳电池正面电极结构，其特征在于：
所述金属丝的一端或两端设置有电极引出段，所述电极引出段伸出硅片上表面边缘以引出该正面电极。
5.根据权利要求3所述的太阳电池正面电极结构，其特征在于：
所述金属丝等间距平行粘接在硅片上表面，所述金属丝之间的间距为1至3毫米。
6.根据权利要求3所述的太阳电池正面电极结构，其特征在于：
在所述硅片上表面、垂直于金属丝方向上设置有主栅线以引出该正面电极，所述主栅线为两根或三根，所述主栅线宽度为1至3毫米，所述主栅线之间的间距为按照每根主栅线所汇流面积相等划分。
7.根据权利要求3所述的太阳电池正面电极结构，其特征在于：
所述金属丝直径为0.01至0.15毫米。
8.根据权利要求3所述的太阳电池正面电极结构，其特征在于：
所述硅片为单晶硅片或多晶硅片。
9.根据权利要求3至8任一项所述的太阳电池正面电极结构，其特征在于：
所述金属丝为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝。
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