CN104124289A - 一种Cu电极太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Cu电极太阳能电池，包括Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极，所述Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极依次相连。相应的，本发明还公开一种制备上述Cu电极太阳能电池的方法。采用本发明，所述Cu电极太阳能电池制造成本低，转换效率高。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种Cu电极太阳能电池及其制备方法。
背景技术
传统晶体硅太阳能电池的制造工序包括制绒、扩散、去PSG、镀减反膜、电极制备。电极制作是电池生产的最后一道工序，它承担着收集硅片中的载流子并将其输送至外部电路的责任，因此电极材料的选择和制备工艺直接影响着太阳能电池的各项性能，是太阳能电池制程中的关键环节之一。传统的晶体硅太阳能电池在硅片正面形成Ag电极，在硅片背面形成Ag背电极和Al背场。由于Ag具有在所有金属中电阻率最低，欧姆接触好，可焊性强、电极制备工艺成熟等优点，使得Ag电极太阳能电池的各项性能优异，受到广大企业的青睐。
Ag 为贵金属，其大约占电池总成本的12%，占非硅成本的30%，是电池制造成本的重要组成部分，使得太阳能电池的成本居高不下。因此，为使晶硅太阳能电池成为未来重要的能源组成，必须用低成本的贱金属来替代目前的Ag。
Cu的电阻率低，价格便宜，使得Cu成为了最有可能的太阳能电池电极材料。但是由于Cu和硅片直接接触会往硅片扩散，使得p-n结被破坏，因此需要在硅片和Cu电极之间设置导电的阻挡层，一般形成Ni/Cu复合电极结构，而这种Ni/Cu复合电极结构通过电镀的方法获得，成本高，工艺复杂；此外，Ni/Cu复合电极的电阻和Ag电极相比还是高一些，降低了太阳能电池的转换效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种制造成本低、转换效率高的Cu电极太阳能电池。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、可大规模工业化实施的Cu电极太阳能电池的制备方法，其制得的Cu电极太阳能电池制造成本低、转换效率高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种Cu电极太阳能电池，包括Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极，所述Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极依次相连。
作为上述方案的改进，所述钝化膜上设有孔或者槽，所述透明导电氧化物薄膜填满所述孔或者槽，且与所述N型发射极相接触。
作为上述方案的改进，所述孔或者槽的面积占所述钝化膜的面积的3-35%。
作为上述方案的改进，所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，其中，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
所述透明导电氧化物薄膜的厚度为8-55nm；
所述透明导电氧化物薄膜的透光率≥92%；
所述透明导电氧化物薄膜的电阻率<10-5Ω.cm。
相应的，本发明还提供一种Cu电极太阳能电池的制备方法，包括：
选取P型硅片为基底材料；
对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极；
在N型发射极的正面制备钝化膜；
对钝化膜的正面进行刻蚀，使钝化膜形成孔或槽；
在设有孔或槽的钝化膜上镀透明导电氧化物薄膜；
在硅片背面印刷形成Cu背电极和Al背电场；
在透明导电氧化物薄膜的正面印刷形成Cu正电极，得到初产品；
将初产品进行烧结，得到成品。
作为上述方案的改进，所述透明导电氧化物薄膜填满所述孔或者槽，且与所述N型发射极相接触。
作为上述方案的改进，所述孔或者槽的面积占所述钝化膜的面积的3-35%。
作为上述方案的改进，所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，其中，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
所述透明导电氧化物薄膜的厚度为8-55nm；
所述透明导电氧化物薄膜的透光率≥92%；
所述透明导电氧化物薄膜的电阻率<10-5Ω.cm。
作为上述方案的改进，所述绒面的反射率控制在1%-30%；
所述N型发射极的控制方块电阻为50-120欧/□；
所述钝化膜的厚度控制在10-70nm；
所述初产品的烧结气氛为氧气和氮气，其中，氧气和氮气的体积比为3～15：80。
作为上述方案的改进，在将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极和在N型发射极的正面制备钝化膜的步骤之间，还包括：
去除扩散过程形成的磷硅玻璃。
实施本发明，具有如下有益效果：
一、本发明提供了一种Cu电极太阳能电池，包括Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极。其中，所述太阳能电池的电极全部采用贱金属来制得，有效降低了制造成本；所述Cu电极太阳能电池设有透明导电氧化物薄膜，在不影响透光的前提下，进一步降低正面电极的电阻，有利于提高电池的转换效率；而且所述Cu电极太阳能电池采用透明导电氧化物薄膜和Al背场作为Cu电极的阻挡层，能防止Cu往硅片内部扩散，保证p-n结不被破坏。因此，所述Cu电极太阳能电池制造成本低，转换效率高。
二、本发明提供了一种Cu电极太阳能电池的制备方法，包括：选取P型硅片为基底材料；通过刻蚀使硅片的表面形成绒面；将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极；在N型发射极的正面制备钝化膜；对钝化膜的正面进行刻蚀，使钝化膜形成孔或槽；在设有孔或槽的钝化膜上镀透明导电氧化物薄膜；在硅片背面印刷形成Cu背电极和Al背电场；在硅片正面印刷形成Cu正电极；最后烧结成成品。
所述太阳能电池的电极全部采用贱金属来制得，有效降低了制造成本；所述Cu电极太阳能电池设有透明导电氧化物薄膜，在不影响透光的前提下，进一步降低正面电极的电阻，有利于提高电池的转换效率；而且所述Cu电极太阳能电池采用透明导电氧化物薄膜和Al背场作为Cu电极的阻挡层，能防止Cu往硅片内部扩散，保证p-n结不被破坏。
因此，本发明制备方法工艺简单，采用的设备简单，可实施性强，适用于工业化大规模生产，其制得的Cu电极太阳能电池制造成本低、转换效率高。
附图说明
图1是本发明一种Cu电极太阳能电池的结构示意图；
图2是本发明一种Cu电极太阳能电池的制备方法一实施例的流程图；
图3是本发明一种Cu电极太阳能电池的制备方法另一实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1，本发明提供了一种Cu电极太阳能电池，包括Cu背电极1、Al背场2、P型硅3、N型发射极4、钝化膜5、透明导电氧化物薄膜6和Cu正电极7，所述Cu背电极1、Al背场2、P型硅3、N型发射极4、钝化膜5、透明导电氧化物薄膜6和Cu正电极7依次相连。
其中，所述Cu背电极1、Cu正电极7都是通过丝网印刷Cu浆料的方法获得。本发明太阳能电池的电极全部采用贱金属Cu来制得，有效降低了制造成本。
所述钝化膜5为氧化硅层、氮化硅层或者氮氧化硅层。所述钝化膜的厚度优选为10-70nm，但不限于此。
所述钝化膜5上设有孔或者槽51。优选的，所述钝化膜5上设有多个孔或者槽51，所述多个孔或者槽51平均分布于所述钝化膜5上。
所述孔或者槽51的形状可以是方形槽，也可以是圆形槽，但并不以此为限。
所述孔或者槽51的面积占所述钝化膜5的面积的3-35%。更佳的，所述孔或者槽51的面积占所述钝化膜5的面积的5-30%。
所述透明导电氧化物薄膜6填满所述孔或者槽51，且与所述N型发射极4相接触。
透明导电氧化物薄膜6（Transparent Conductive Oxide简称TCO）为重掺杂、高简并半导体，具有良好的导电性能和较高的透光率。
其中，所述透明导电氧化物薄膜6为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
具体的，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量可以为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%等，且并不以此为限；
所述掺铝氧化锌中铝的质量含量可以为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等，且并不以此为限；
所述掺钼氧化铟中钼的质量含量可以为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等，且并不以此为限。
所述透明导电氧化物薄膜6的厚度优选为8-55nm。更佳的，所述透明导电氧化物薄膜6的厚度优选为10-50nm，但不限于此。
所述透明导电氧化物薄膜6的透光率优选≥92%。更佳的，所述透明导电氧化物薄膜6的透光率优选≥95%，但不限于此。
所述透明导电氧化物薄膜6的电阻率优选<10-5Ω.cm，但不限于此。
本发明设有透明导电氧化物薄膜6，在不影响透光的前提下，进一步降低正面电极的电阻，有利于提高电池的转换效率；而且本发明采用透明导电氧化物薄膜6和Al背场2作为Cu电极的阻挡层，能防止Cu往硅片内部扩散，保证p-n结不被破坏。
参见图2，本发明提供了一种Cu电极太阳能电池的制备方法，包括：
S101，选取P型硅片为基底材料。
S102，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成绒面。
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成绒面，其中，所述绒面的反射率控制在1%-30%。
S103，将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极。
将经过制绒的硅片通过扩散形成p-n结，即在P型硅片上形成N型发射极。
其中，所述N型发射极的控制方块电阻为50-120欧/□。
S104，在N型发射极的正面制备钝化膜。
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氧化硅层、氮化硅层或者氮氧化硅层。所述钝化膜的厚度优选为10-70nm，但不限于此。
制备钝化膜可以选用PECVD设备。需要说明的是，PECVD设备 ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition )是指利用等离子体增强化学气相沉积的设备。PECVD设备是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。
S105，对钝化膜的正面进行刻蚀，使钝化膜形成孔或槽。
刻蚀设备可以选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽。孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的3%-35%。更佳的，所述孔或者槽的面积占钝化膜的面积的5-30%。
S106，在设有孔或槽的钝化膜上镀透明导电氧化物薄膜。
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触。
所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，其中，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
具体的，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量可以为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%等，且并不以此为限；
所述掺铝氧化锌中铝的质量含量可以为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等，且并不以此为限；
所述掺钼氧化铟中钼的质量含量可以为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等，且并不以此为限。
所述透明导电氧化物薄膜的厚度优选为8-55nm。更佳的，所述透明导电氧化物薄膜的厚度优选为10-50nm，但不限于此。
所述透明导电氧化物薄膜的透光率优选≥92%。更佳的，所述透明导电氧化物薄膜的透光率优选≥95%，但不限于此。
所述透明导电氧化物薄膜的电阻率<10-5Ω.cm，但不限于此。
S107，在硅片背面印刷形成Cu背电极和Al背电场。
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥。
S108，在透明导电氧化物薄膜的正面印刷形成Cu正电极，得到初产品。
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极。
S109，将初产品进行烧结，得到成品。
所述初产品的烧结气氛为氧气和氮气，其中，氧气和氮气的体积比优选为3～15：80。在氧气和氮气体积比=3～15：80的气氛中将硅片进行烧结，使得正面和背面的电极和硅片形成良好的欧姆接触。
参见图2，本发明提供了又一种Cu电极太阳能电池的制备方法，包括：
S201，选取P型硅片为基底材料。
S202，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成绒面。
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成绒面，其中，所述绒面的反射率控制在1%-30%。
S203，将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极。
将经过制绒的硅片通过扩散形成p-n结，即在P型硅片上形成N型发射极。
其中，所述N型发射极的控制方块电阻为50-120欧/□。
S204，去除扩散过程形成的磷硅玻璃。
去除磷硅玻璃，有利于保证电池的光电转换效率。
S205，在N型发射极的正面制备钝化膜。
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氧化硅层、氮化硅层或者氮氧化硅层。所述钝化膜的厚度优选为10-70nm，但不限于此。
制备钝化膜可以选用PECVD设备。需要说明的是，PECVD设备 ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition )是指利用等离子体增强化学气相沉积的设备。PECVD设备是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。
S206，对钝化膜的正面进行刻蚀，使钝化膜形成孔或槽。
刻蚀设备可以选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽。孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的3%-35%。更佳的，所述孔或者槽的面积占钝化膜的面积的5-30%。
S207，在设有孔或槽的钝化膜上镀透明导电氧化物薄膜。
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触。
所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，其中，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
具体的，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量可以为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%等，且并不以此为限；
所述掺铝氧化锌中铝的质量含量可以为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等，且并不以此为限；
所述掺钼氧化铟中钼的质量含量可以为0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等，且并不以此为限。
所述透明导电氧化物薄膜的厚度优选为8-55nm。更佳的，所述透明导电氧化物薄膜的厚度优选为10-50nm，但不限于此。
所述透明导电氧化物薄膜的透光率优选≥92%。更佳的，所述透明导电氧化物薄膜的透光率优选≥95%，但不限于此。
所述透明导电氧化物薄膜的电阻率<10-5Ω.cm，但不限于此。
S208，在硅片背面印刷形成Cu背电极和Al背电场。
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥。
S209，在透明导电氧化物薄膜的正面印刷形成Cu正电极，得到初产品。
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极。
S210，将初产品进行烧结，得到成品。
所述初产品的烧结气氛为氧气和氮气，其中，氧气和氮气的体积比优选为3～15：80。在氧气和氮气体积比=3～15：80的气氛中将硅片进行烧结，使得正面和背面的电极和硅片形成良好的欧姆接触。
本发明提供了一种Cu电极太阳能电池的制备方法，包括：选取P型硅片为基底材料；通过刻蚀使硅片的表面形成绒面；将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极；在N型发射极的正面制备钝化膜；对钝化膜的正面进行刻蚀，使钝化膜形成孔或槽；在设有孔或槽的钝化膜上镀透明导电氧化物薄膜；在硅片背面印刷形成Cu背电极和Al背电场；在硅片正面印刷形成Cu正电极；最后烧结成成品。
所述太阳能电池的电极全部采用贱金属来制得，有效降低了制造成本；所述Cu电极太阳能电池设有透明导电氧化物薄膜，在不影响透光的前提下，进一步降低正面电极的电阻，有利于提高电池的转换效率；而且所述Cu电极太阳能电池采用透明导电氧化物薄膜和Al背场作为Cu电极的阻挡层，能防止Cu往硅片内部扩散，保证p-n结不被破坏。
因此，本发明制备方法工艺简单，采用的设备简单，可实施性强，适用于工业化大规模生产，其制得的Cu电极太阳能电池制造成本低、转换效率高。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
选取P型硅片为基底材料；
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成反射率控制在1%-5%的绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极，控制方块电阻为50欧/□；
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氧化硅层，厚度为10nm；
选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽，孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的5%；
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触；所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟薄膜，掺锡氧化铟中锡的质量含量为10%，厚度为10nm，透光率≥95%，电阻率<10-5Ω.cm；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极；
烧结，在氧气和氮气体积比=3：80的气氛中将硅片进行烧结，得到成品。
实施例2
选取P型硅片为基底材料；
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成反射率控制在6%-15%的绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极，控制方块电阻为60欧/□；
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氮化硅层，厚度为30nm；
选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽，孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的10%；
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触；所述透明导电氧化物薄膜为氧化锌薄膜，厚度为20nm，透光率≥96%，电阻率<10-5Ω.cm；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极；
烧结，在氧气和氮气体积比=5：80的气氛中将硅片进行烧结，得到成品。
实施例3
选取P型硅片为基底材料；
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成反射率控制在10%-20%的绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极，控制方块电阻为80欧/□；
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氮氧化硅层，厚度为40nm；
选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽，孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的15%；
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触；所述透明导电氧化物薄膜为掺铝氧化锌的薄膜，掺铝氧化锌中铝的质量含量为5%，厚度为30nm，透光率≥95%，电阻率<10-5Ω.cm；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极；
烧结，在氧气和氮气体积比=8：80的气氛中将硅片进行烧结，得到成品。
实施例4
选取P型硅片为基底材料；
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成反射率控制在20%-30%的绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极，控制方块电阻为100欧/□；
去除扩散过程形成的磷硅玻璃；
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氧化硅层，厚度为50nm；
选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽，孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的20%；
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触；所述透明导电氧化物薄膜为掺钼氧化铟的薄膜，掺钼氧化铟中钼的质量含量为6%，厚度为40nm，透光率≥94%，电阻率<10-5Ω.cm；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极；
烧结，在氧气和氮气体积比=10：80的气氛中将硅片进行烧结，得到成品。
实施例5
选取P型硅片为基底材料；
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成反射率控制在10%-25%的绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极，控制方块电阻为70欧/□；
去除扩散过程形成的磷硅玻璃；
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氧化硅层、氮化硅层或者氮氧化硅层。所述钝化膜的厚度优选为60nm；
选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽，孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的30%；
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触；所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟的薄膜，掺锡氧化铟中锡的质量含量为12%，厚度为48nm，透光率≥97%，电阻率<10-5Ω.cm；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极；
烧结，在氧气和氮气体积比=12：80的气氛中将硅片进行烧结，得到成品。
实施例6
选取P型硅片为基底材料；
选用湿法或者干法刻蚀技术，对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成反射率控制在25%-30%的绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极，控制方块电阻为120欧/□；
去除扩散过程形成的磷硅玻璃；
在N型发射极的正面制备钝化膜，所述钝化膜为氮氧化硅层，厚度为70nm；
选用激光设备，对正面的钝化膜进行刻蚀，激光烧穿钝化膜但不破坏p-n结，使钝化膜形成孔或槽，孔或者槽在钝化膜上均匀分布，孔或者槽的面积占钝化膜面积的35%；
采用磁控溅射或者PECVD等方法，在激光开孔或开槽的硅片上镀透明导电氧化物薄膜（又称TCO薄膜），由于孔或者槽的存在，TCO薄膜会覆盖填满这些孔或者槽，从而使得TCO和N型发射极直接接触；所述透明导电氧化物薄膜为掺铝氧化锌的薄膜，掺铝氧化锌中铝的质量含量为8%，厚度为55nm，透光率≥92%，电阻率<10-5Ω.cm；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料和Al浆料，在硅片背面形成Cu背电极和Al背电场，并干燥；
通过丝网印刷工艺，使用Cu浆料在透明导电氧化物薄膜的正面形成Cu正电极；
烧结，在氧气和氮气体积比=15：80的气氛中将硅片进行烧结，得到成品。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种Cu电极太阳能电池，其特征在于，包括Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极，所述Cu背电极、Al背场、P型硅、N型发射极、钝化膜、透明导电氧化物薄膜和Cu正电极依次相连。
2.如权利要求1所述的Cu电极太阳能电池，其特征在于，所述钝化膜上设有孔或者槽，所述透明导电氧化物薄膜填满所述孔或者槽，且与所述N型发射极相接触。
3.如权利要求2所述的Cu电极太阳能电池，其特征在于，所述孔或者槽的面积占所述钝化膜的面积的3-35%。
4.如权利要求1-3任一项所述的Cu电极太阳能电池，所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，其中，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
所述透明导电氧化物薄膜的厚度为8-55nm；
所述透明导电氧化物薄膜的透光率≥92%；
所述透明导电氧化物薄膜的电阻率<10-5Ω.cm。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的Cu电极太阳能电池的方法，其特征在于，包括：
选取P型硅片为基底材料；
对硅片的表面进行刻蚀处理，使硅片的表面形成绒面；
将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极；
在N型发射极的正面制备钝化膜；
对钝化膜的正面进行刻蚀，使钝化膜形成孔或槽；
在设有孔或槽的钝化膜上镀透明导电氧化物薄膜；
在硅片背面印刷形成Cu背电极和Al背电场；
在透明导电氧化物薄膜的正面印刷形成Cu正电极，得到初产品；
将初产品进行烧结，得到成品。
6.如权利要求5所述的Cu电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述透明导电氧化物薄膜填满所述孔或者槽，且与所述N型发射极相接触。
7.如权利要求6所述的Cu电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述孔或者槽的面积占所述钝化膜的面积的3-35%。
8.如权利要求5-7任一项所述的Cu电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟、氧化锌、掺铝氧化锌或掺钼氧化铟的薄膜，其中，所述掺锡氧化铟中锡的质量含量为1%-15%，所述掺铝氧化锌中铝的质量含量为0.1%-10%，所述掺钼氧化铟中钼的质量含量为0.1%-10%；
所述透明导电氧化物薄膜的厚度为8-55nm；
所述透明导电氧化物薄膜的透光率≥92%；
所述透明导电氧化物薄膜的电阻率<10-5Ω.cm。
9.如权利要求5-7任一项所述的Cu电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述绒面的反射率控制在1%-30%；
所述N型发射极的控制方块电阻为50-120欧/□；
所述钝化膜的厚度控制在10-70nm；
所述初产品的烧结气氛为氧气和氮气，其中，氧气和氮气的体积比为3～15：80。
10.如权利要求5-7任一项所述的Cu电极太阳能电池的制备方法，其特征在于，在将经过制绒的硅片通过扩散形成N型发射极和在N型发射极的正面制备钝化膜的步骤之间，还包括：
去除扩散过程形成的磷硅玻璃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141029 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |