CN102683477B - 一种太阳电池选择性发射电极结构及其制作方法 - Google Patents

一种太阳电池选择性发射电极结构及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体公开了一种太阳能电池选择性发射电极结构及其制作方法。该制作方法包括选择性高掺杂区制作、粘接电极金属丝、低温烘干、高温烧结，将硅片与金属丝通过银浆粘接在一起。采用本发明方法与结构，不仅可以提高太阳电池的转换效率，而且还能降低其制作成本。

Description

一种太阳电池选择性发射电极结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池选择性发射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。
选择性发射极(SE)技术是提高太阳电池转换效率的有效手段，即在丝网印刷细栅线的下面区域制作比细栅线略宽的线状高参杂区，德国MANZ公司提出了在磷硅玻璃上激光掺杂的方法，该方法是在高方阻浅扩散后有磷硅玻璃的硅片上用激光在需要制作电极的位置熔化磷硅玻璃及临近硅层，使磷硅玻璃中的磷原子再次进入硅片，形成选择性高掺杂区，这种方法的缺点是激光掺杂所需的时间太长，工艺成本高；
美国Innovalight公司提出了纳米硅墨掺杂技术，该方法是制绒后扩散前，在目标选择性发射极区域印刷高掺杂N型纳米硅墨，然后进行高方阻浅扩散，这样在印刷了纳米硅墨的区域形成了选择性高掺杂区，昂贵的硅墨大大增加了工艺成本。
发明内容
本发明第一目的在于提供一种太阳能电池选择性发射电极的制作方法，不仅可以提高太阳电池转换效率，而且生产成本更低。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种太阳电池选择性发射电极的制作方法，包括：
选择性高掺杂区制作步骤，用选择性掺杂方法在硅片上制作多个点状选择性高掺杂区，所述选择性高掺杂区呈直径0.08-0.2毫米的圆点，各个所述点状选择性高掺杂区分布在多条相互平行的直线上，相邻两条所述直线的间距为1-3毫米，位于同一直线上相邻的两个所述选择性高掺杂区间距为0.5-2毫米；
粘接步骤，用丝网印刷方法将银浆印在所述选择性高掺杂区内，然后将金属丝粘在各条直线上的银浆点上形成细栅线，所述银浆点的直径为0.05-0.15毫米；
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。
可选的，所述选择性掺杂方法包括磷硅玻璃激光选择性掺杂方法、纳米硅墨选择性高掺杂方法、或者其他已有的选择性掺杂方法。
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。
本发明的第二目的在于提供一种可使得太阳电池转换效率更高的太阳电池选择性发射电极结构。
为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案如下：
一种太阳电池选择性发射电极结构，包括硅片、银浆和金属丝，所述硅片与金属丝之间通过银浆粘接在一起。
优选的，在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。
优选的，所述金属丝直径为0.02至0.15毫米。
可选的，所述硅片为单晶硅片或多晶硅片。
可选的，所述金属丝为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝。
本发明的选择性高掺杂区为点状，与常规线状选择性高掺杂区相比，大大减小了需要掺杂的面积，当然减少了激光掺杂所需要的时间或者纳米硅墨掺杂所需要的昂贵的硅墨，降低了太阳电池制作的成本；同时，金属丝通过银浆与硅片形成选择性点接触电极，完成了点与点的连接，一方面大大减小了电极区域的面积，有效降低了电池表面复合，提高了开路电压和短路电流；另一方面，连接点与点的金属丝处于悬空状态，其下面区域散射光可以照到，另外金属丝圆柱状高反射表面会反射部分太阳光进入硅片，从而减小了正面电极对于光线的遮挡，增加了光的注入，进一步提高了太阳电池转换效率。
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1提供的一种太阳能电池选择性发射电极的制作方法的流程示意图；
图2为本发明一种太阳电池选择性发射电极结构的示意图；
图3为本发明一种太阳电池选择性发射电极结构的局部示意图。
图中标记：
1、硅片 2、选择性高掺杂区
3、银浆点 4、金属丝
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1
图1为本实施例提供的一种太阳能电池选择性发射电极的制作方法的流程示意图，图2为本发明一种太阳电池选择性发射电极结构的示意图；图3为本发明一种太阳电池选择性发射电极结构的局部示意图。参见图所示，该方法主要包括以下步骤：
选择性高掺杂区制作步骤，用磷硅玻璃激光选择性掺杂方法、纳米硅墨选择性高掺杂方法或者其它已有的选择性掺杂方法在硅片1上制作多个点状选择性高掺杂区2，所述选择性高掺杂区2呈直径0.08-0.2毫米的圆点，各个所述点状选择性高掺杂区2分布在多条相互平行的直线上，相邻两条所述直线的间距为1-3毫米，位于同一直线上相邻的两个所述选择性高掺杂区间距为0.5-2毫米；
粘接步骤，用丝网印刷方法将银浆印在所述选择性高掺杂区2内，然后将金属丝4粘在各条直线上的银浆点3上形成细栅线，所述银浆点3的直径为0.05-0.15毫米；
烘干步骤，将粘接好金属丝4的硅片1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1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，当然该步骤还可同时将背电极与正面电极烧结在一起。
实施例2
如图2和3所示，本实施例公开了一种太阳电池选择性发射电极结构，包括硅片1、银浆点3和金属丝4，所述硅片1与金属丝4之间通过银浆点3粘接在一起。在所述金属丝4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。金属丝4直径为0.02至0.15毫米。硅片为单晶硅片或多晶硅片。所述金属丝为银丝、铜丝、镀银铜丝或者合金丝。如图2所示，在金属丝4方向上各个银浆点3间距为0.5-2毫米，各金属丝4的间距离为1-3毫米。
本发明仅仅制作点状选择性高掺杂区2，大大减小了掺杂的面积，从而减少了掺杂需要的时间和材料，提高了掺杂的工作效率，降低了工艺成本；同时，金属丝4通过银浆点3与硅片1形成选择性点接触电极，因而大大减小了电极区域的面积，有效降低了电池表面复合，增加了光的注入，提高了开路电压和短路电流，从而提高了太阳电池转换效率。
以上对本发明实施所提供的技术方案进行了详细介绍，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 (2)

1.一种太阳电池选择性发射电极的制作方法，其特征在于，包括：选择性高掺杂区制作步骤，用选择性掺杂方法在硅片上制作多个点状选择性高掺杂区，所述选择性高掺杂区呈直径0.08-0.2毫米的圆点，各个所述点状选择性高掺杂区分布在多条相互平行的直线上，相邻两条所述直线的间距为1-3毫米，位于同一直线上相邻的两个所述点状选择性高掺杂区间距为0.5-2毫米；粘接步骤，用丝网印刷方法将银浆印在所述选择性高掺杂区内，然后将金属丝粘在各条直线上的银浆点上形成细栅线，所述银浆点的直径为0.05-0.15毫米；
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；
所述选择性掺杂方法包括磷硅玻璃激光选择性掺杂方法、或者纳米硅墨选择性高掺杂方法。
2.一种太阳电池选择性发射电极结构，其特征在于：包括硅片、银浆和金属丝，所述硅片与金属丝之间通过银浆粘接在一起；在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正面电极；所述金属丝直径为0.02至0.15毫米；所述硅片为单晶硅片或多晶硅片；所述金属丝为银丝、铜丝或者合金丝；太阳电池选择性发射电极的制作方法，包括：选择性高掺杂区制作步骤，用选择性掺杂方法在硅片上制作多个点状选择性高掺杂区，所述选择性高掺杂区呈直径0.08-0.2毫米的圆点，各个所述点状选择性高掺杂区分布在多条相互平行的直线上，相邻两条所述直线的间距为1-3毫米，位于同一直线上相邻的两个所述选择性高掺杂区间距为0.5-2毫米；
粘接步骤，用丝网印刷方法将银浆印在所述选择性高掺杂区内，然后将金属丝粘在各条直线上的银浆点上形成细栅线，所述银浆点的直径为0.05-0.15毫米；
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；
所述选择性掺杂方法包括磷硅玻璃激光选择性掺杂方法、或者纳米硅墨选择性高掺杂方法；
所述烧结步骤，可同时将背电极中的硅片及正面电极中的硅片烧结，分别使背电极及正面电极中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。
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