CN104835866A - 一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，背电极区域不开孔，有效避免了银电极的强复合中心作用，提高了开压和电流，提升了效率，直线形状中的实部开槽虚部不开槽，减少了开槽面积，有效减少了对背钝化层的破坏作用，提高了开压和电流，可以制备出较高开压电流的背钝化电池片；并且大幅度减少和杜绝背钝化电池容易出现的EL下黑线问题，有效增加烧结工艺的窗口，为正面烧结工艺匹配提供更大空间；相对于点图形形式的接触结构来说，有效降低了激光器的要求，不需要价格更为昂贵平顶的方波激光器，普通高斯分布的激光器即可，有效降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备领域，尤其是一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构。
背景技术
目前，在太阳电池效率市场要求越来越高的形势下，背钝化电池作为高效电池的解决方案之一，越来越受到重视和普及。
背钝化电池较常规电池主要优势是可以大幅提高电池表面钝化效果，有效降低电池片背面界面态密度。另外可以有效反射电池投射光，增加吸收光程，提高短路电流。因此，背钝化电池较常规背场电池的效率高出较多，可以达到0.5-0.7个百分点。目前国内普遍采用直线图形的开槽图形，部分公司采用点图形。首先，在目前较为良好的钝化条件下，直线图形和点图形的效率比较接近，直线图形主要是由于受到开槽接触部分区域引入复合中心的影响，因此Uoc和Isc会降低，从而影响电性能。点图形情况下，Uoc和Isc会较高，但由于受到接触的影响，因此FF会有较大程度的降低，从而Eta情况也会受到波及。
其次，直线形貌的激光开槽图形由于接触部分的复合中心的作用，在EL下极易产生暗线，并且由于通常用的直线都是贯穿整个硅片的，因此较长长度的黑线在EL下会非常明显，尤其是在组件端这个问题会更为突显。虽然改善烧结条件会有效改善EL下的暗线问题，但会对正面的烧结条件造成压力，由于正反面的烧结条件的限制，会严重限制烧结炉的工艺窗口，从而影响效率或者外观。点图形则虽然没有EL暗线问题。
另外，不论是直线或者点形状的图形，在背电极区域，电池片存在开孔情况，印刷银浆后造成电池在此区域较大的复合作用，长波反射作用也被不同程度的降低，从而影响了电池的整体效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种采用激光器制备背钝化背面接触结构，此种结构可以在普通背钝化电池基础上，提高效率并且在EL等可靠性方面大幅改善，增加烧结工艺窗口。
本发明所采用的技术方案为：一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，包括硅片本体，所述硅片本体正面设置有钝化层和减反射层；所述的硅片本体的背面依次设置有背面钝化层和氮化硅保护层；所述的氮化硅保护层的外侧通过丝网印刷设置背电极以及背面背场层；所述的背面背场层贯穿背面钝化层以及氮化硅保护层并与不穿透钝化层和氮化硅保护层的背电极形成接触结构；所述的背面背场层的排列结构为：同一条线内为虚实相间的dash虚线模式；相邻线条间位置错开；直线内实部长度为100-1500μm，虚部长度范围为100-1000μm，相邻线间的间距范围为500um-1500μm；所述的背电极的接触区域不开孔。铝背场和背电极不重叠。
具体的说，本发明所述的背电极个数为6-32个；背电极面积占整个硅片面积的1％-10％。
本发明所述的背电极不开孔区域面积约为背电极面积的80％-200％。背面背场层为铝背场，背电极为银电极；所述的铝背场的激光开槽宽度为25μm-70μm。
本发明的有益效果是：背电极区域不开孔，有效避免了银电极的强复合中心作用，提高了开压和电流，提升了效率，直线形状中的实部开槽虚部不开槽，减少了开槽面积，有效减少了对背钝化层的破坏作用，提高了开压和电流，但由于并未减少收集载流子的平均距离，因此填充能力并没有下降，可以制备出较高开压电流的背钝化电池片；并且大幅度减少和杜绝背钝化电池容易出现的EL下黑线问题，有效增加烧结工艺的窗口，为正面烧结工艺匹配提供更大空间；相对于点图形形式的接触结构来说，有效降低了激光器的要求，不需要价格更为昂贵平顶的方波激光器，普通高斯分布的激光器即可，有效降低了成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明背钝化接触结构的立体结构示意图；
图2是本发明背钝化接触结构的平面结构示意图；
图中：1、背面Si；2、钝化保护层(包括氧化硅或氧化铝层，以及其上的氮化硅层)；3、背面背场层；4、背面银电极(银电极处背钝化层不开孔)；5、背面钝化层被开孔部分。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-2所示，背钝化电池的结构为硅片本体，发射极以及发射极正面采用的氧化硅和氮化硅组合形成的正面钝化减反射层；背面硅基极上用氧化硅、氧化铝等形成的背面钝化膜，背面钝化方式主要为氧化铝和氧化硅，但不限于氧化铝和氧化硅。钝化膜外侧是管式或板式沉积的氮化硅，氮化硅外侧为丝网印刷方式形成的铝背场；另外还包括贯穿背面钝化膜和氮化硅膜的铝背场和硅基极的接触结构，不穿透钝化层和背面氮化硅的银质背电极，铝背场和背电极并不重叠。
铝背场部分排列形状为如下:同一条线内为虚实相间的dash模式，相邻线条间位置错开。直线内实部长度为100-1500μm，虚部长度范围为100-1000μm，相邻线间的间距范围为500μm-1500μm，铝背场部分的接触结构中的激光开槽宽度为25um-70μm。银背电极接触部分形状如下：背电极区域不开孔，采用非穿透型的银浆。该背钝化接触结构的有点如下：背电极区域不开孔，有效避免了银电极的强复合中心作用，提高了开压和电流，提升了效率，直线形状中的实部开槽虚部不开槽，减少了开槽面积，有效减少了对背钝化层的破坏作用，提高了开压和电流，但由于并未减少收集载流子的平均距离，因此填充能力并没有下降，可以制备出较高开压电流的背钝化电池片。并且大幅度减少和杜绝背钝化电池容易出现的EL下黑线问题，有效增加烧结工艺的窗口，为正面其他工艺匹配提供更大空间。
制备方法是在硅片经历扩散、刻蚀之后，在硅片背面(非发射极面)依次完成钝化层和氮化硅保护层，正面镀钝化层和减反射层，然后通过相关的激光图形和位置设计开孔，完成与之相匹配的背电极和铝背场印刷，制成电池后可以大幅提高晶硅电池的开路电压Voc和短路电流Isc，以达到提高电池转换效率的目的。具体步骤为：
1)将原始硅片预处理，该预处理包括电池工艺中的制绒、扩散、抛光和刻边等工艺(顺序可不一致)；
2)使用各类热生长或沉积设备在背面制备出背钝化膜层，在电池正面制备钝化膜和减反射膜。膜厚和膜层可不同。
3)然后使用激光或腐蚀浆料形成如图1-2所示的背面接触结构。然后在正反面使用丝网印刷技术按要求的区域印刷背电极、铝背场、正栅线和正电极，并完成烧结；
经过测试发现，本实施例获得的背钝化电池的光电转换效率有较大提高，且其电性能较直线图形的背钝化电池高出较多。具体数据见下表1：
表1本实施例获得的太阳能电池的光电转换效率
从表1可以看出：该方法制备的背钝化接触结构的背钝化电池的电性能高于与常规背钝化接触结构。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (6)
1.一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，包括硅片本体，所述硅片本体正面设置有钝化层和减反射层；其特征在于：所述的硅片本体的背面依次设置有背面钝化层和氮化硅保护层；所述的氮化硅保护层的外侧通过丝网印刷设置背电极以及背面背场层；所述的背面背场层贯穿背面钝化层以及氮化硅保护层并与不穿透钝化层和氮化硅保护层的背电极形成接触结构；所述的背面背场层的排列结构为：同一条线内为虚实相间的虚线模式；相邻线条间位置错开；直线内实部长度为100-1500μm，虚部长度范围为100-1000μm，相邻线间的间距范围为500um-1500μm；所述的背电极的接触区域不开孔。
2.如权利要求1所述的一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，其特征在于：所述的背电极个数为6-32个；背电极面积占整个硅片面积的1％-10％。
3.如权利要求1所述的一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，其特征在于：所述的背电极不开孔区域面积约为背电极面积的80％-200％。
4.如权利要求1所述的一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，其特征在于：所述的背面背场层为铝背场，所述的铝背场的激光开槽宽度为25μm-70μm。
5.如权利要求4所述的一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，其特征在于：所述的铝背场和背电极不重叠。
6.如权利要求1所述的一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构，其特征在于：所述的背电极为银电极。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213000 No. 99 Yang Hu Road, Wujin hi tech Industrial Development Zone, Jiangsu, Changzhou Applicant after: Jiangsu Shunfeng Photovoltaic Technology Co., Ltd. Address before: 213169, Jiangsu province Changzhou city Wujin District snow town industrial concentration area Applicant before: Jiangsu Shunfeng Photovoltaic Technology Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150812 |