CN103489934B - 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103489934B
CN103489934B CN201310440765.2A CN201310440765A CN103489934B CN 103489934 B CN103489934 B CN 103489934B CN 201310440765 A CN201310440765 A CN 201310440765A CN 103489934 B CN103489934 B CN 103489934B
Authority
CN
China
Prior art keywords
back surface
surface field
perforate
local aluminum
aluminum back
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310440765.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103489934A (zh
Inventor
蒋秀林
单伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JA Solar Technology Yangzhou Co Ltd
Jingao Solar Co Ltd
Original Assignee
Ja Solar Co Ltd
JA Solar Technology Yangzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ja Solar Co Ltd, JA Solar Technology Yangzhou Co Ltd filed Critical Ja Solar Co Ltd
Priority to CN201310440765.2A priority Critical patent/CN103489934B/zh
Priority to PCT/CN2013/085642 priority patent/WO2015043028A1/zh
Priority to JP2016522185A priority patent/JP6353039B2/ja
Publication of CN103489934A publication Critical patent/CN103489934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103489934B publication Critical patent/CN103489934B/zh
Priority to JP2018107684A priority patent/JP2018186277A/ja
Priority to JP2018107689A priority patent/JP2018160680A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,包括硅基体,设于硅基体正面的发射极、正面减反射钝化膜和正面电极,以及设于硅基体背面的背面钝化膜、背电场和背电极,所述背电场为局部铝背场,其通过在背面钝化膜上开孔或者开槽,在开孔或者开槽区域采用线型铝浆覆盖所述开孔或者开槽区域,并保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场,所述局部铝背场与所述背电极相连通。该太阳能电池背面钝化层(膜)没有完全被铝浆覆盖,电池可以吸收部分背面入射或者散射的光线,增加了电池和组件的电流,从而提高了电池和组件的光电转换效率。还公开了上述双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的制备方法。

Description

一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于光伏技术领域,具体涉及一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法。
背景技术
光伏技术是一门利用大面积的p-n结二极管将太阳能转化为电能的技术。这个p-n结二极管叫做太阳能电池。制作太阳能电池的半导体材料都具有一定的禁带宽度,当太阳能电池受到太阳辐射时,能量超过禁带宽度的光子在太阳电池中产生电子空穴对,p-n结将电子空穴对分离,p-n结的非对称性决定了不同类型的光生载流子的流动方向,通过外部电路连接可以向外输出功率。这跟普通的电化学电池原理类似。
工业化生产p型晶硅太阳能电池通常采用全铝背场结构,即背面整面印刷铝浆,烧结后形成铝背场。这种结构的缺点是没有背面钝化和背面反射率低,从而影响了电池的电压和电流性能。局部铝背场电池克服了以上缺点,这种电池采用具有钝化效果的薄膜钝化电池背表面同时增加背表面反射率。钝化膜有效钝化硅材料表面存在的大量悬垂键和缺陷(如位错,晶界以及点缺陷等),从而降低光生载流子硅表面复合速率,提高少数载流子的有效寿命,从而促进太阳能电池光电转化效率的提升。钝化膜同时具有增加背面反射的效果,从而增加硅体材料对太阳光的吸收,提高光生载流子的浓度从而增加光电流密度。
钝化膜的种类和制备方法包括:PECVD非晶硅薄膜、PECVDSiCx薄膜、热氧、湿氧或者旋涂形成的氧化硅薄膜、SiO2/SiNx叠层薄膜、CVD、MOCVD、PECVD、APCVD或者ALD制备的Al2O3薄膜、Al2O3/SiNx叠层薄膜等等。
为了能将电流导出,通常需要在背面钝化膜上开孔或者开线,再印刷铝浆烧结后形成局部铝背场。孔或者线的总面积一般占背面的1-15%,面积过小会增加背面的接触电阻,过大则增加了背面的复合速率,两种情况都会影响电池的光电转化效率。开孔或者开线一般采用激光或者化学腐蚀的办法。印刷铝浆一般采用全背场图形,即铝浆覆盖除背电极以外的全部背面区域。这样,背面入射或者散射的光线不能被电池吸收,影响了光电转换效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,该太阳能电池通过在晶体硅背面的钝化膜上设置局部铝背场,形成双面透光结构,不仅电池正面能接收和接收入射或者散射的光线,还能使背面也可以能够接收和吸收入射或者散射的光线,从而增加了太阳能电池的光电转换效率。
本发明的目的还在于提供上述双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的制备方法,该制备方法工艺简单,成本低。
本发明的第一个目的是通过如下技术方案来实现的:一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,包括硅基体,设于硅基体正面的发射极、正面减反射钝化膜和正面电极,以及设于硅基体背面的背面钝化膜、背电场和背电极,所述背电场为局部铝背场,其通过在背面钝化膜上开孔或者开槽,在开孔或者开槽区域采用线型铝浆覆盖所述开孔或者开槽区域,并保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场,所述局部铝背场与所述背电极相连通。
作为本发明的优选方案,本发明采用的技术方案是在背面钝化层(膜)上开孔或者开槽之后印刷或者溅射多条铝线(线型铝浆)覆盖开孔或者开槽区域,保留部分背面钝化层(膜)不被铝浆覆盖,印刷或者溅射的线型铝浆图形须要直接或者间接和背电极连接以便收集电流。
本发明中的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,其能有效促进太阳能电池光电性能提升,并能降低成本。
本发明中的线型铝浆,可以相互平行设置,也可以呈一定夹角,其中线型铝浆的宽度优选为20~2000μm,相邻两线型铝浆的间距P2优选为200~2000μm。
作为本发明中的一种优选方案,本发明在背面钝化层(膜)上设置相互平行的开孔或者开槽,在开孔或者开槽上设置与所述开孔或者开槽形状相适配的铝浆,使铝浆全部覆盖开孔或者开槽区域,但保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场,且所述局部铝背场与所述背电极保持连通,从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池。
本发明所述开孔或者开槽区域必须全部被线型铝浆覆盖。
本发明中的开孔或者开槽,可以相互平行,也可以不相互平行,如可以按照一定的夹角设置。其中开孔或者开槽以相互平行设置有选优方案。
本发明所述开孔优选为多个,优选为相间隔设置,所述开孔的孔径D优选为10~200μm,孔间距P0优选为100~1000μm。
本发明所述开槽的宽度W1优选为10~200μm,相邻两开槽之间的间距P1优选为200~2000μm。
本发明中的线型铝浆要和背电极直接连接或者间接通过其他线型铝浆等和背电极连接以便收集电流。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的:上述的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的制备方法是:选取晶体硅片,制绒,清洗,磷扩散,去背结,沉积背面钝化膜,沉积正面减反射钝化膜,在背面钝化膜上开孔或开槽,印刷背电极,在开孔或开槽上覆盖线型铝浆,其中保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,印刷正面电极,烧结后制成局部铝背场,所述局部铝背场与所述背电极相连通,从而形成双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池。
本发明中的晶体硅片,优选为p型晶体硅片,可以为p型单晶或者多晶硅片。
其中制绒,清洗,磷扩散,沉积钝化膜,去背结,印刷正电极和背电极等可以采用本领域的常规技术手段。
正面钝化减反射膜可以是氮化硅膜,也可以是氮化硅/氧化硅等的叠层膜。
背面钝化膜,除了可以采用氧化铝和氮化硅的叠层膜之外,还可以采用氮化硅/氧化硅叠层膜等,其中氮化硅/氧化硅叠层膜中必须是氧化硅与晶体硅片直接接触;还可以采用氮氧化硅/氮化硅叠层膜以及碳化硅/氮化硅叠层膜等。
开孔或者开槽可以采用本领域常规的技术手段,如激光或者化学腐蚀的方法开孔或者开槽等。其中开孔可以开设连续的孔,也可以开设具有一定间隔的开孔,优选开设具有一定间隔的开孔,开槽可以采用虚线开槽,也可以采用实线开槽,优选采用实线开槽。
本发明中的线型铝浆,可以相互平行设置,也可以呈一定夹角,其中线型铝浆的宽度优选为20~2000μm,相邻两线型铝浆的间距P2优选为200~2000μm。
作为本发明中的一种优选方案,本发明在背面钝化层(膜)上设置相互平行的开孔或者开槽,在开孔或者开槽上设置与所述开孔或者开槽形状相适配的铝浆,使铝浆全部覆盖开孔或者开槽区域,但保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场,且所述局部铝背场与所述背电极保持连通,从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池。
本发明所述开孔或者开槽区域全部被线型铝浆覆盖。其中可以采用丝网印刷的方式,也可以采用溅射的方式在钝化膜上的开孔或者开槽上覆盖铝浆,铝浆的覆盖以覆盖住开孔或者开槽而不覆盖整个钝化膜为准,目的在于制备局部铝背场,形成双面透光的局部铝背场太阳能电池,从而提高太阳能电池的转换效率。
本发明中的开孔或者开槽,可以相互平行,也可以不相互平行,如可以按照一定的夹角设置。其中开孔或者开槽以相互平行设置有选优方案。
本发明所述开孔优选为多个,优选相间隔设置,所述开孔的孔径D为10~200μm,相邻两孔的间距P0为100~1000μm。
本发明所述开槽的宽度W1优选为10~200μm,相邻两开槽之间的间距P1优选为200~1000μm。
本发明中的线型铝浆要和背电极直接连接或者间接通过其他线型铝浆等和背电极连接以便收集电流。
本发明的有益效果是:本发明提出的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,这种结构的太阳电池,其背面钝化层(膜)没有完全被铝浆覆盖,光线能够从电池背面入射并被吸收,增加了光通量,从而提高电池的电流和组件的输出功率,以使电池和组件的光电转换效率得到提高;另外还可以减少铝浆的用量,节约成本。
以下结合附图和优选实施方案,具体详细说明本发明的其他特征和优点。
附图说明
图1是本发明实施例1-4中双面透光局部铝背场晶体硅太阳能电池的截面图,其中5为硅基体;6为发射极;7为正面减反射钝化膜;8为正面电极;9、局部铝背场;1、背面钝化膜;4为背电极;
图2是本发明中实施例1-4中双面透光局部铝背场晶体硅太阳能电池背面接受光入射的示意图,其中9为背面钝化膜,10为背电极;11为局部铝背场,12为入射光线;
图3是本发明实施例1和3中背面开孔示意图,其中图中1为背面钝化膜,2为开孔或开槽;
图4是本发明实施例2和4中背面开槽示意图,图中3为线型铝浆,4为背电极;
图5是本发明实施例1-4中双面透光局部铝背场的背面铝线示意图;
图6是本发明实施例5中提供的双面透光局部铝背场的背面铝线示意图;
图7是本发明实施例6中提供的双面透光局部铝背场的背面铝线示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例说明了一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的结构以及其制备方法(电池截面图见图1),具体步骤如下:
A、选取电阻率在0.1~10Ω·cm的轻掺杂的p型单晶硅片,将其置于制绒槽中,在重量百分含量为0.5~5%的氢氧化钠去离子水溶液中,在温度为75~90℃的条件下进行表面织构化形成绒面结构;
B、对硅片表面进行清洗,清洗采用化学溶液进行清洗,化学溶液可以为氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸及其他添加剂的一种或多种混合水溶液,清洗时间可以为0.5~60分钟,温度可以为5~90℃;
C、将以上制绒片进行清洗后,置于700~1000℃的炉管中进行磷(P)扩散制备n型发射极,扩散时间可以为70~150分钟,扩散后发射极方块电阻为50~150Ohms/□;
D、将上述扩散后硅片利用碱性或酸性湿法刻蚀去除硅片背面的n型扩散层和磷硅玻璃;
E、背面沉积5~30nm氧化铝(见图2),再在氧化铝上沉积60~200nm氮化硅形成叠层钝化膜用于钝化背表面并增加背面光反射;
F、PECVD生长SiNx作为正面钝化膜和减反射层,膜厚可以为75~88nm,折射率可以为1.9-2.3之间;
G、利用激光的方法在背面钝化膜(1)上开孔(2),开孔直径D优选为10~200μm,孔间距P0优选为100~1000μm,如图3中所示;
H、背面电极印刷:在硅片背面印刷背电极(4)用于组件焊接,如图5中所示;
I、背面铝线印刷:印刷铝线(即上文所述的线型铝浆,下同)(3)覆盖开孔区域,铝线须要与背电极直接或者间接连接将电流全部收集,铝线宽度W2为20~2000μm,线间距P2为200~2000μm;
J、正面电极印刷:在硅片磷扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极,所采用的金属为银(Ag);
K、高温快速烧结:将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结,优化烧结温度为400~900℃,经烧结后正面金属银穿过SiNx钝化减反膜与发射极形成欧姆接触,背面铝线和开孔区域的硅基体反应形成铝硅合金和局部铝背场,从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池,其截面图如图1中所示。
采用上述方法构成的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,包括硅基体(5),设于硅基体(5)正面的发射极(6)、正面减反射钝化膜(7)和正面电极(8),以及设于硅基体(5)背面的背面钝化膜(1)、背电场和背电极(4),背电场为局部铝背场(9),其通过在背面钝化膜(1)上开孔或者开槽(2),在开孔或者开槽区域采用线型铝浆(3)覆盖开孔或者开槽(2)区域,并保留部分背面钝化膜(1)不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽(2)区域形成局部铝背场(9),局部铝背场(9)与背电极相连通(4);该太阳能电池通过在晶体硅背面的钝化膜(1)上设置局部铝背场(9),形成双面透光结构,不仅电池正面能接收和接收入射或者散射的光线,还能使背面也可以能够接收和吸收入射或者散射的光线(12),从而增加了太阳能电池的光电转换效率。
按照上述双面透光设计的一组局部背钝化电池的平均电性能数据如表1所示,其中铝线型为本实施例中制备的双面透光局部铝背场太阳能电池,铝浆全覆盖型为其他步骤与本实施例相同,仅铝浆覆盖时,将铝浆料覆盖整个背面钝化膜(层)上,而非本实施例中在开孔区域覆盖铝浆,同时使背面钝化膜上保留有未覆盖铝浆区域,结果表明,相比常规铝浆全覆盖局部背钝化电池,本发明的双面透光局部背钝化电池能够提高太阳能电池的电流,效率提升达到0.1~0.3%。
表1实施例1制备的双面透光局部铝背场太阳能电池的性能参数
开路电压Voc(V) 短路电流Isc(A) 填充因子FF(%) 串联电阻Rs(Ohm) 并联电阻Rsh(ohm) 效率
铝浆全覆盖型 0.6511 9.331 78.95 0.00262 822.7 20.07%
铝线型 0.6512 9.453 78.72 0.00275 790.8 20.28%
实施例2
本实施例说明了一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池结构以及其制备方法(电池截面图见附图1),具体步骤如下:
A、选取电阻率在0.1~10Ω·cm的轻掺杂的p型多晶硅片,将其置于制绒槽中,在重量百分含量为0.5~5%的氢氧化钠去离子水溶液中,在温度为75~90℃的条件下进行表面织构化形成绒面结构;
B、对硅片表面进行清洗,采用化学溶液进行清洗,化学溶液为氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸及其他添加剂的一种或多种混合水溶液,清洗时间为0.5~60分钟,温度为5~90℃;
C、将以上制绒片进行清洗后,置于700~1000℃的炉管中进行磷(P)扩散制备n型发射极,扩散时间为70~150分钟,扩散后发射极方块电阻为50~100Ohms/□;
D、将上述扩散后硅片利用碱性或酸性湿法刻蚀去除硅片背面的n型扩散层和磷硅玻璃;
E、背面沉积5~30nm氧化硅(见图2),再在氧化硅上沉积60~200nm氮化硅形成叠层钝化膜用于钝化背表面并增加背面光反射,PECVD生长SiOx/SiNx叠层作为正面钝化膜和减反射层,总膜厚为85~100-nm,有效折射率1.9~2.3之间;
F、利用激光的方法在背面钝化膜(1)开槽(2),开槽宽度W1为20~100μm,线间距P1为200~2000μm,开槽时也可采用虚线方式,如图4所示;
G、背面电极印刷:在硅片背面印刷背电极(4)用于组件焊接(见图5);
H、背面铝线印刷:印刷铝线(3)覆盖开槽区域,铝线须要与背电极直接或者间接连接将电流全部收集,铝线宽度W2为20~2000μm,线间距P2为200~2000μm;
I、正面电极印刷:在硅片磷扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极所采用的金属为银(Ag);
J、高温快速烧结:将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结,优化烧结温度为400~900℃,经烧结后正面金属银穿过SiOx/SiNx钝化减反膜与发射极形成欧姆接触,背面铝线和开槽区域的硅基体反应形成铝硅合金和局部铝背场,从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池,太阳电池的具体结构同实施例1。
实施例3
本实施例说明了一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的结构以及其制备方法(电池截面图见图1),具体步骤如下:
A、选取电阻率在0.1~10Ω·cm的轻掺杂的p型单晶硅片,将其置于制绒槽中,在重量百分含量为0.5~5%的氢氧化钠去离子水溶液中,在温度为75~90℃的条件下进行表面织构化形成绒面结构;
B、对硅片表面进行清洗,清洗采用化学溶液进行清洗,化学溶液可以为氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸及其他添加剂的一种或多种混合水溶液,清洗时间可以为0.5~60分钟,温度可以为5~90℃;
C、将以上制绒片进行清洗后,置于700~1000℃的炉管中进行磷(P)扩散制备n型发射极,扩散时间可以为70~150分钟,扩散后发射极方块电阻为50~150Ohms/□;
D、将上述扩散后硅片利用碱性或酸性湿法刻蚀去除硅片背面的n型扩散层和磷硅玻璃;
E、背面沉积5~30nm氧化铝(见图2),再在氧化铝上沉积60~200nm氮化硅形成叠层钝化膜用于钝化背表面并增加背面光反射;
F、PECVD生长SiNx作为正面钝化膜和减反射层,膜厚可以为75~88nm,折射率可以为1.9-2.3之间;
G、利用化学腐蚀的方法在背面钝化膜(1)上开孔(2),开孔直径D优选为10~200μm,孔间距P0优选为100~1000μm,如图3中所示;
H、背面电极印刷:在硅片背面印刷背电极(4)用于组件焊接,如图5中所示;
I、背面铝线印刷:印刷铝线(即上文所述的线型铝浆)(3)覆盖开孔区域,铝线须要与背电极直接或者间接连接将电流全部收集,铝线宽度W2为20~2000μm,线间距P2为200~2000μm;
J、正面电极印刷:在硅片磷扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极,所采用的金属为银(Ag);
K、高温快速烧结:将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结,优化烧结温度为400~900℃,经烧结后正面金属银穿过SiNx钝化减反膜与发射极形成欧姆接触,背面铝线和开孔区域的硅基体反应形成铝硅合金和局部铝背场,从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池,太阳电池的具体结构同实施例1。
实施例4
本实施例说明了一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池结构以及其制备方法(电池截面图见附图1),具体步骤如下:
A、选取电阻率在0.1~10Ω-cm的轻掺杂的p型多晶硅片,将其置于制绒槽中,在重量百分含量为0.5~5%的氢氧化钠去离子水溶液中,在温度为75~90℃的条件下进行表面织构化形成绒面结构;
B、对硅片表面进行清洗,采用化学溶液进行清洗,化学溶液为氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸及其他添加剂的一种或多种混合水溶液,清洗时间为0.5~60分钟,温度为5~90℃;
C、将以上制绒片进行清洗后,置于700~1000℃的炉管中进行磷(P)扩散制备n型发射极,扩散时间为70~150分钟,扩散后发射极方块电阻为50~100Ohms/□;
D、将上述扩散后硅片利用碱性或酸性湿法刻蚀去除硅片背面的n型扩散层和磷硅玻璃;
E、背面沉积5~30nm氧化硅(见图2),再在氧化硅上沉积60~200nm氮化硅形成叠层钝化膜用于钝化背表面并增加背面光反射。PECVD生长SiOx/SiNx叠层作为正面钝化膜和减反射层,总膜厚为85~100-nm,有效折射率1.9-2.3之间;
F、利用化学腐蚀的方法在背面钝化膜(1)开槽(2),开槽宽度W1为20-100μm,线间距P1为200~2000μm,开槽时也可采用虚线方式,如图4所示;
G、背面电极印刷:在硅片背面印刷背电极(4)用于组件焊接(见图5);
H、背面铝线印刷:印刷铝线(3)覆盖开槽区域,铝线须要与背电极直接或者间接连接将电流全部收集,铝线宽度W2为20~2000μm,线间距P2为200~2000μm;
I、正面电极印刷:在硅片磷扩散面(发射极面)上采用丝网印刷方法印刷正面金属电极所采用的金属为银(Ag);
J、高温快速烧结:将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结,优化烧结温度为400~900℃,经烧结后正面金属银穿过SiOx/SiNx钝化减反膜与发射极形成欧姆接触,背面铝线和开槽区域的硅基体反应形成铝硅合金和局部铝背场,从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池,太阳电池的具体结构同实施例1。
实施例5
与实施例1-4不同的是,如图6中所示,在背面钝化膜(1)开孔或开槽(2),开孔或开槽(2)并非是相平行设置,相邻开孔或开槽(2)之间可以具有一定的夹角,同理,在开孔或开槽(2)上覆盖的相邻两线型铝浆(3)也可以不平行设置,而是具有一定的夹角。
实施例6
首先,关于晶体硅片的选取,制绒,清洗,磷扩散,去背结,沉积背面钝化膜,沉积正面减反射钝化膜,印刷正电极等工序,以及在背面钝化膜(1)上开孔或开槽(2),在开孔或开槽(2)上覆盖线型铝浆(3)等与实施例1-4中相同,与实施例1-4不同的是,如图7中所示,背电极采用的是非连续式背电极,而是分段式背电极,为了使局部背电场与分段式背电极相连通,在分段式背电极的分隔部分,覆盖线型铝浆(3),并保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后制成局部铝背场,且所述局部铝背场与所述背电极相连通,从而形成双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池。
以上仅列举部分优选的具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是,以上实施例只用于对本发明作进一步说明,不代表本发明的保护范围,其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整,如在非平行设置的线型铝浆上印刷分段式背电极,在分段式背电极的断开部分或者间隔部分覆盖铝浆经烧结形成局部铝背场,其中局部铝背场与所述背电极相连通,且保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,这种结构的局部铝背场太阳能电池,以及开孔的形状为非圆孔等,仍属于本发明的保护范围。本发明中的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,只需要保持背电场为局部铝背场,即保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,同时将局部背电场与背电极相连通即可,以上仅为本发明列举的一些优选的实施方式,并不是对本发明的限定。

Claims (4)

1.一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池,包括硅基体,设于硅基体正面的发射极、正面减反射钝化膜和正面电极,以及设于硅基体背面的背面钝化膜、背电场和背电极,其特征是:所述背电场为局部铝背场,其通过在背面钝化膜上开孔或者开槽,在开孔或者开槽区域采用线型铝浆覆盖所述开孔或者开槽区域,并保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场,所述局部铝背场与所述背电极相连通;
所述线型铝浆的宽度W2为20~2000μm,相邻两线型铝浆的间距P2为200~2000μm;
所述开孔为多个,相间隔设置,所述开孔的孔径D为10~200μm,相邻两孔的间距P0为100~1000μm;
或所述开槽的宽度W1为10~200μm,相邻两开槽之间的间距P1为200~2000μm。
2.根据权利要求1所述双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池结构,其特征是:所述开孔或者开槽区域全部被线型铝浆覆盖。
3.权利要求1所述的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的制备方法,其特征是:选取晶体硅片,制绒,清洗,磷扩散,去背结,沉积背面钝化膜,沉积正面减反射钝化膜,在背面钝化膜上开孔或开槽,印刷背电极,在开孔或开槽上覆盖线型铝浆,其中保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,印刷正面电极,烧结后制成局部铝背场,所述局部铝背场与所述背电极相连通,从而形成双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池。
4.根据权利要求3所述的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的制备方法,其特征是:所述晶体硅片为p型晶体硅片。
CN201310440765.2A 2013-09-25 2013-09-25 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法 Active CN103489934B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310440765.2A CN103489934B (zh) 2013-09-25 2013-09-25 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法
PCT/CN2013/085642 WO2015043028A1 (zh) 2013-09-25 2013-10-22 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法
JP2016522185A JP6353039B2 (ja) 2013-09-25 2013-10-22 結晶シリコン太陽電池の製造方法
JP2018107684A JP2018186277A (ja) 2013-09-25 2018-06-05 両面透光である局所アルミニウム裏面電界を有する結晶シリコン太陽電池及びその製造方法
JP2018107689A JP2018160680A (ja) 2013-09-25 2018-06-05 両面透光である局所アルミニウム裏面電界を有する結晶シリコン太陽電池及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310440765.2A CN103489934B (zh) 2013-09-25 2013-09-25 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103489934A CN103489934A (zh) 2014-01-01
CN103489934B true CN103489934B (zh) 2016-03-02

Family

ID=49830028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310440765.2A Active CN103489934B (zh) 2013-09-25 2013-09-25 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法

Country Status (3)

Country Link
JP (3) JP6353039B2 (zh)
CN (1) CN103489934B (zh)
WO (1) WO2015043028A1 (zh)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576836B (zh) * 2015-01-23 2017-02-22 浙江晶科能源有限公司 一种背钝化太阳能电池的制作方法
CN104851925B (zh) * 2015-05-25 2017-12-01 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种局部背接触太阳能电池的背面开口结构
DE202015004065U1 (de) * 2015-06-09 2015-07-30 Solarworld Innovations Gmbh Solarzellenanordnung
CN105047733B (zh) * 2015-07-13 2017-10-20 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种多主栅太阳能电池的背面电极结构
CN106816480A (zh) * 2015-12-01 2017-06-09 英稳达科技股份有限公司 具射极与背面钝化之太阳能电池及其制造方法
CN106784049B (zh) * 2016-12-30 2019-12-10 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种局部掺杂晶体硅太阳能电池的制备方法及其制得的电池
CN107425080B (zh) * 2017-03-03 2019-11-15 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN107093637A (zh) * 2017-03-03 2017-08-25 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN106887475B (zh) * 2017-03-03 2019-07-05 广东爱旭科技股份有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN106981528B (zh) * 2017-03-03 2020-01-07 浙江爱旭太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背面电极和电池
CN106981526B (zh) * 2017-03-03 2019-11-15 浙江爱旭太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背面电极和电池
CN106952972B (zh) * 2017-03-03 2019-04-19 广东爱旭科技股份有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN107039546A (zh) * 2017-03-03 2017-08-11 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN107039544B (zh) * 2017-03-03 2020-08-04 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN107093636A (zh) * 2017-03-03 2017-08-25 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN106847943B (zh) * 2017-03-03 2018-10-09 广东爱旭科技股份有限公司 打孔perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN106876494A (zh) * 2017-03-03 2017-06-20 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背电极结构和电池
CN106981522B (zh) * 2017-03-03 2018-07-10 浙江爱旭太阳能科技有限公司 能够提高光电转换效率的perc太阳能电池及其制备方法
CN107039545B (zh) * 2017-03-03 2019-11-12 浙江爱旭太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背面电极和电池
CN106876496B (zh) * 2017-03-03 2019-07-05 广东爱旭科技股份有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN106981527B (zh) * 2017-03-03 2019-08-16 浙江爱旭太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背面电极和电池
CN106847944A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背面电极和电池
CN106898660B (zh) * 2017-03-03 2018-05-18 浙江爱旭太阳能科技有限公司 利于吸收太阳光的p型perc双面太阳能电池及其制备方法
CN107039543B (zh) * 2017-03-03 2019-10-22 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池及其组件、系统和制备方法
CN107256898B (zh) * 2017-05-18 2018-08-03 广东爱旭科技股份有限公司 管式perc双面太阳能电池及其制备方法和专用设备
CN107256894B (zh) * 2017-05-18 2018-08-10 广东爱旭科技股份有限公司 管式perc单面太阳能电池及其制备方法和专用设备
CN107516683A (zh) * 2017-08-04 2017-12-26 张家港协鑫集成科技有限公司 太阳能电池背面局部金属接触方法及电池制造方法
CN107706246A (zh) * 2017-08-21 2018-02-16 无锡嘉瑞光伏有限公司 一种背面浆料直接烧穿的背钝化太阳能电池及其制造方法
CN108269863A (zh) * 2017-12-26 2018-07-10 晶澳太阳能有限公司 一种高抗机械载荷晶硅电池
CN108231921A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 英利能源(中国)有限公司 一种perc电池背场的印刷方法
CN108336161A (zh) * 2018-03-29 2018-07-27 通威太阳能(成都)有限公司 一种背面钝化激光开槽的太阳电池及其制作方法
CN108520902B (zh) * 2018-06-07 2024-07-09 通威太阳能(安徽)有限公司 一种提高p型单晶双面太阳能电池转换效率的铝背场结构
US20210181295A1 (en) 2018-08-29 2021-06-17 Nec Corporation Positioning system, positioning method, and recording medium
CN109755329A (zh) * 2018-12-11 2019-05-14 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种太阳能电池的制备方法
CN110350039A (zh) * 2019-04-29 2019-10-18 南通天盛新能源股份有限公司 一种双面发电太阳能电池及其制备方法
CN113066893A (zh) * 2019-12-13 2021-07-02 南通苏民新能源科技有限公司 一种双面perc太阳电池及其制备方法
CN111129176A (zh) * 2019-12-20 2020-05-08 浙江爱旭太阳能科技有限公司 用于制造太阳能电池的方法和太阳能电池
CN114420768A (zh) * 2020-10-13 2022-04-29 意诚新能(苏州)科技有限公司 一种背面钝化膜、制备方法及晶硅太阳能电池
CN113437161A (zh) * 2021-06-24 2021-09-24 韩华新能源(启东)有限公司 太阳能电池片及其制备方法和光伏组件
CN113725319B (zh) * 2021-08-27 2023-04-07 常州时创能源股份有限公司 一种n型太阳能电池及制造方法
CN113629162A (zh) * 2021-08-31 2021-11-09 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 硅基太阳能电池单元及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447532A (zh) * 2008-12-22 2009-06-03 上海晶澳太阳能光伏科技有限公司 一种双面钝化晶体硅太阳电池的制备方法
CN101853897A (zh) * 2010-03-31 2010-10-06 晶澳(扬州)太阳能光伏工程有限公司 一种n型晶体硅局部铝背发射极太阳电池的制备方法
CN103094414A (zh) * 2013-01-10 2013-05-08 浙江正泰太阳能科技有限公司 背钝化太阳能电池背电场的制备方法以及具有该背电场的背钝化太阳能电池
CN103208558A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 E.I.内穆尔杜邦公司 太阳能电池背面电极

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4185332B2 (ja) * 2002-08-29 2008-11-26 シャープ株式会社 太陽電池セル及びそれを用いた太陽電池モジュール
JP4481869B2 (ja) * 2005-04-26 2010-06-16 信越半導体株式会社 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法
JP2007214372A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Sharp Corp 太陽電池およびその製造方法
JP5174903B2 (ja) * 2008-06-26 2013-04-03 三菱電機株式会社 太陽電池セルの製造方法
KR101144810B1 (ko) * 2009-07-06 2012-05-11 엘지전자 주식회사 태양전지용 전극 페이스트, 이를 이용한 태양전지, 및 태양전지의 제조방법
EP2458641B1 (en) * 2009-07-22 2017-08-23 Mitsubishi Electric Corporation Solar battery cell and method for manufacturing the solar battery cell
JP2013048126A (ja) * 2009-12-14 2013-03-07 Mitsubishi Electric Corp 光起電力装置およびその製造方法
JP5440433B2 (ja) * 2010-07-15 2014-03-12 信越化学工業株式会社 太陽電池の製造方法及び製膜装置
JP5978564B2 (ja) * 2011-05-26 2016-08-24 日立化成株式会社 半導体基板用パッシベーション膜形成用材料、半導体基板用パッシベーション膜及びその製造方法、並びに太陽電池素子及びその製造方法
JP2013030665A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Sharp Corp 光電変換装置モジュール、光電変換装置モジュールの製造方法、及び光電変換装置
JP2013115258A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Sharp Corp 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
EP2991974B1 (de) * 2013-04-29 2018-04-11 Basf Se Verfahren zur herstellung von 2-substituierten 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyranen in einer reaktorkaskade

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447532A (zh) * 2008-12-22 2009-06-03 上海晶澳太阳能光伏科技有限公司 一种双面钝化晶体硅太阳电池的制备方法
CN101853897A (zh) * 2010-03-31 2010-10-06 晶澳(扬州)太阳能光伏工程有限公司 一种n型晶体硅局部铝背发射极太阳电池的制备方法
CN103208558A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 E.I.内穆尔杜邦公司 太阳能电池背面电极
CN103094414A (zh) * 2013-01-10 2013-05-08 浙江正泰太阳能科技有限公司 背钝化太阳能电池背电场的制备方法以及具有该背电场的背钝化太阳能电池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015043028A1 (zh) 2015-04-02
JP2018160680A (ja) 2018-10-11
JP6353039B2 (ja) 2018-07-04
JP2018186277A (ja) 2018-11-22
JP2016523452A (ja) 2016-08-08
CN103489934A (zh) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103489934B (zh) 一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法
CN104752562A (zh) 一种局部硼背场背钝化太阳能电池的制备方法
EP3916814B1 (en) Photovoltaic module, solar cell, and method for producing solar cell
CN102738304B (zh) 一种利用局部铝背场结构制备晶体硅太阳能电池背电极的方法
US20160351741A1 (en) High-Efficiency N-Type Bifacial Solar Cell
CN109244194A (zh) 一种低成本p型全背电极晶硅太阳电池的制备方法
US20100243042A1 (en) High-efficiency photovoltaic cells
CN101937944A (zh) 双面钝化的晶体硅太阳电池的制备方法
CN109585578A (zh) 一种背结太阳能电池及其制备方法
CN209471975U (zh) 一种背结太阳能电池
CN103029423B (zh) 太阳能电池片及其印刷丝网
CN107068777A (zh) 一种局部铝背场太阳能电池及其制备方法
CN102403369A (zh) 一种用于太阳能电池的钝化介质膜
CN109585600A (zh) 一种双面perc高效晶硅太阳能电池的制作方法
CN102364691A (zh) 具有上/下转换发光结构的晶体硅太阳能电池及制备方法
WO2020220394A1 (zh) 一种双面发电太阳能电池及其制备方法
CN107195696A (zh) 一种mwt太阳能电池片及利用其制成的mwt太阳能电池组件
CN111524982A (zh) 太阳电池
CN206558515U (zh) 一种局部铝背场太阳能电池
CN102214720B (zh) 基于p型硅片的背接触异质结太阳电池
CN102214719A (zh) 基于n型硅片的背接触异质结太阳电池
CN108461554A (zh) 全背接触式异质结太阳能电池及其制备方法
CN108054221A (zh) 双面perc电池的背面栅线结构、双面perc电池及其制备方法
CN205960004U (zh) 一种高效异质结太阳能电池
CN105957921B (zh) 一种利用印刷技术制备n型硅ibc太阳电池的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant