CN105185849A - 一种背接触太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种背接触太阳能电池，包括硅片基体，硅片基体背面上间隔设有N+第一导电区和P+第二导电区；N+第一导电区上设有第一电极，P+第二导电区上设有第二电极；所述N+第一导电区和P+第二导电区之间设有隔离区；所述第一电极和第二电极的顶面处于同一水平面上，且所述隔离区的顶面高于第一电极和第二电极的顶面。本发明通过在N+第一导电区和P+第二导电区之间设置隔离区，同时使电极矮于隔离区，很好地解决了电极印偏的问题；解决了因金属浆料偏移而导致的正电极和负电极短路的问题；大大提高了电池的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，具体涉及一种背接触太阳能电池及其制备方法，尤其涉及一种IBC太阳能电池。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。
太阳能电池的种类繁多，其中，IBC（Interdigitatedbackcontact，叉指背接触)太阳能电池以其较高的转换效率、较低的串联电阻、简化的互联技术及良好的外观等优点受到越来越多业内人士的关注，成为太阳能电池技术领域较为前沿的高效电池技术之一。
以N型IBC太阳能电池为例，如图1所示，IBC太阳能电池的基本结构包括：N型的硅片基体100，覆盖在硅片基体100正面的N+层101和减反射层102，N+层101位于硅片基体100与减反射层102之间；位于硅片基体100背面、间隔排列的、栅状的N+第一导电指区103和P+第二导电指区104，第二导电指区104与硅片基体100结合形成电池的发射极；位于第一导电指区背离硅片基体100一侧表面上的第一电极105，位于第二导电指区104背离硅片基体100一侧表面上的第二电极106。
然而，上述结构的IBC太阳能电池存在如下问题：由于正电极和负电极的距离较近，对丝网印刷电极的精度要求非常高，实际制备过程中经常出现电极印偏、以及印刷好的金属浆料发生偏移而导致正电极和负电极短路的情况，导致电池的稳定性较差。
因此，开发一种稳定性好、制备工艺简单、成本较低的IBC太阳能电池，使其可以利用现有条件和设备，在基本不增加成本的基础之上进一步提升其转化效率，具有积极的现实意义。
发明内容
本发明目的是提供一种背接触太阳能电池及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种背接触太阳能电池，包括硅片基体，硅片基体背面上间隔设有N+第一导电区和P+第二导电区；N+第一导电区上设有第一电极，P+第二导电区上设有第二电极；
所述N+第一导电区和P+第二导电区之间设有隔离区；
所述隔离区的高度高于N+第一导电区和P+第二导电区。
优选的，所述第一电极和第二电极的顶面处于同一水平面上，且所述隔离区的顶面高于第一电极和第二电极的顶面。
优选的，所述N+第一导电区和P+第二导电区为凹陷区。
优选的，所述N+第一导电区和P+第二导电区为抛光面。
优选的，所述隔离区的顶面上具有绒面和钝化层。即利用背面一起做成双玻组件，可更多利用背面的散射光。
上述技术方案中，所述隔离区的宽度为10~200微米。优选的，所述隔离区的宽度为50~200微米。
上述技术方案中，所述隔离区的顶面高出第一电极和第二电极的顶面5~10微米。
上述技术方案中，所述隔离区为未掺杂区域。
本发明同时请求保护一种背接触太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
（1）对硅片进行制绒；
（2）在电池背面要形成N+第一导电区的区域进行腐蚀，形成第一凹陷区；
（3）在第一凹陷区进行掺杂，形成N+第一导电区；
（4）在电池背面要形成P+第二导电区的区域进行腐蚀，形成第二凹陷区；
（5）在第二凹陷区进行掺杂，形成P+第二导电区；
（6）在电池受光面和背面分别形成钝化层；
（7）在电池受光面和背面沉积氮化硅；
（8）在钝化层上对应电极形成的位置设置开口；
（9）在所述开口位置形成电性相反的电极。
优选的，所述步骤（2）和步骤（4）中还包括以下步骤：对凹陷区进行抛光处理。
上述技术方案中，所述步骤（2）和步骤（4）形成凹陷区的方法可以采用腐蚀性浆料、腐蚀性溶液、激光中的一种。
由于上述技术方案运用，本发明具有下列优点：
1、本发明设计了一种新的IBC太阳能电池，通过在N+第一导电区和P+第二导电区之间设置隔离区，同时使隔离区的顶面高于第一导电区和第二导电区的顶面，从而在制作电极时可以清晰分辨电极的位置，很好地解决了电极印偏的问题；此外，由于正、负极的金属浆料被隔离区隔离，电极不易接触，从而解决了因金属浆料偏移而导致的正电极和负电极短路的问题；大大提高了电池的稳定性；
2、本发明可以在凹陷区进行抛光，N+第一导电区和P+第二导电区之间设置隔离区，且隔离区不掺杂（原N型硅片的低掺杂），因而能保证电池的反向电流很低、漏电风险小，提高电池的稳定性；
3、本发明的隔离区可以设置绒面，如果使用透光背板，能使更多的光进入电池，有利于电池效率的提升，具有积极的现实意义；
4、本发明的第一电极和第二电极的顶面处于同一水平面上，即正、负电极栅线处于同一高度，便于后续电极焊接和封装。
附图说明
图1是背景技术中IBC太阳能电池的结构示意图。
其中：100、硅片基体；101、N+层；102、减反射层；103、N+第一导电指区；104、P+第二导电指区；105、第一电极；106、第二电极。
图2是本发明实施例一的结构示意图。
图3~12是发明实施例一的制备过程示意图。
其中：1、硅片基体；2、N+第一导电区；3、P+第二导电区；4、第一电极；5、第二电极；6、隔离区；7、钝化层；8、绒面；9、氧化层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
参见图2所示，一种背接触太阳能电池，包括硅片基体1，硅片基体背面上间隔设有N+第一导电区2和P+第二导电区3；N+第一导电区上设有第一电极4，P+第二导电区上设有第二电极5；
所述N+第一导电区和P+第二导电区之间设有隔离区6；
所述第一电极和第二电极的顶面处于同一水平面上，且所述隔离区的顶面高于第一电极和第二电极的顶面。
所述隔离区的顶面上具有绒面和钝化层7。
所述隔离区的宽度为200微米。所述隔离区为未掺杂区域。
上述IBC太阳能电池的制备方法包括如下步骤，参见图3~12所示：
（1）在硅片的双面制绒，形成绒面8，参见图3所示；
（2）在硅片的双面进行湿氧氧化，形成20~100nm厚的氧化层9；参见图4所示；
（3）在电池背面要形成N+第一导电区的区域进行腐蚀，形成第一凹陷区；然后可以在凹陷区进行抛光；参见图5所示；
可以用四甲基氢氧化铵溶液进行抛光；
（4）在第一凹陷区进行掺杂，形成N+第一导电区2；参见图6所示；
所述掺杂可以采用离子注入法；
（5）在N+第一导电区上形成氧化层9；参见图7所示；
（6）在电池背面要形成P+第二导电区的区域进行腐蚀，形成第二凹陷区；然后可以在凹陷区进行抛光；参见图8所示；
（7）在第二凹陷区进行掺杂，形成P+第二导电区3；参见图9所示；
（8）去除杂质玻璃、去除N+第一导电区上的氧化层；参见图10所示；
（9）在电池受光面和背面分别形成钝化层7；参见图11所示；
（10）在电池受光面和背面沉积氮化硅；
（11）在钝化层上对应电极形成的位置设置开口；可以采用局域激光或腐蚀印刷设置开口；
（12）在所述开口位置形成电性相反的电极；参见图12所示。
上文中，掺杂区域和电极区域都使用丝网印刷时，可以使用同一套网版，对位更容易，且可以避免丝网印刷时形变产生的对位不准确。
第一凹陷区、第二凹陷区的抛光深度可由抛光时间控制，匹配丝网印刷不同厚度的栅线，可以得到同样高度的正、负电极栅线，便于后续电极焊接和封装。
Claims (10)
1.一种背接触太阳能电池，包括硅片基体(1)，硅片基体背面上间隔设有N+第一导电区(2)和P+第二导电区(3)；N+第一导电区上设有第一电极(4)，P+第二导电区上设有第二电极(5)；其特征在于：
所述N+第一导电区和P+第二导电区之间设有隔离区(6)；
所述隔离区的高度高于N+第一导电区和P+第二导电区。
2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述第一电极和第二电极的顶面处于同一水平面上，且所述隔离区的顶面高于第一电极和第二电极的顶面。
3.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述N+第一导电区和P+第二导电区为凹陷区。
4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述N+第一导电区和P+第二导电区为抛光面。
5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述隔离区的顶面上具有绒面和钝化层(7)。
6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述隔离区的宽度为10~200微米。
7.根据权利要求6所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述隔离区的宽度为50~200微米。
8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于：所述隔离区为未掺杂区域。
9.一种背接触太阳能电池的制备方法，其特制在于，包括如下步骤：
（1）对硅片进行制绒；
（2）在电池背面要形成N+第一导电区的区域进行腐蚀，形成第一凹陷区；
（3）在第一凹陷区进行掺杂，形成N+第一导电区；
（4）在电池背面要形成P+第二导电区的区域进行腐蚀，形成第二凹陷区；
（5）在第二凹陷区进行掺杂，形成P+第二导电区；
（6）在电池受光面和背面分别形成钝化层；
（7）在电池受光面和背面沉积氮化硅；
（8）在钝化层上对应电极形成的位置设置开口；
（9）在所述开口位置形成电性相反的电极。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（4）中还包括以下步骤：对凹陷区进行抛光处理。
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