CN105576051A - 晶体硅电池背面电极的沉积方法、及得到的晶体硅电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶体硅电池背面电极的沉积方法，其特征在于，所述方法包括：对完成钝化膜局部开口工艺的晶体硅，至少在其局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；或者，对完成钝化膜生成工艺的晶体硅，至少在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；所述设定温度≤950℃。本发明可以消除目前常见的铝硅烧结过程中局部接触处的凹陷以及空洞，同时降低烧结铝层对长波长光子的吸收；进一步地通过设置电极a用于形成局部背场、局部电学接触及机械拉力，能够进一步改善PERC电池的背反射，提高电流。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备领域，尤其涉及一种晶体硅电池背面电极的沉积方法、及得到的晶体硅电池，特别涉及PERC电池或者具有局部铝掺杂形成p+层并且形成接触的N型背结电池背面电极的沉积方法、及得到的PERC电池或者具有局部铝掺杂形成p+层并且形成接触的N型背结电池。
背景技术
太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分，光伏发电的核心技术是晶体硅电池技术。钝化发射极及背局域接触电池(PERC)最早是由新南威尔士大学研究的，由于电池进行了双面钝化，背面电极采用局域接触的形式，有效地降低了表面复合，减少了电池的翘曲断裂；另外，对电池背面进行了抛光处理，提高了长波的吸收。
PERC电池的典型的制作流程为：制绒扩散→去背结→背面抛光→双面镀钝化膜→背面钝化膜进行开口→印刷背银电极→背面印刷全面积的PERC浆料→发射极印刷正银电极→烧结。
其中，背面钝化膜进行开口的方式可以采用激光局部开口，或者通过在背面钝化膜局部印刷高玻璃料含量的浆料，形成局部开口以及形成局部接触。
PERC电池背面采用介质膜钝化，在钝化膜上面局部开口，然后在局部开口的钝化膜上印刷全面积浆料，这样在局部开口处会形成局部背场以及背面电学接触。由于烧结过程中硅元素往铝浆料中扩散，会在铝硅局部接触处形成凹陷，凹陷的深度常见为20μm左右，局部凹陷通常被铝硅共金填充，没有被共金填充的凹陷会形成空洞，另外这种方式形成的掺铝p+层厚度也不是非常厚，会影响电池开路电压。现有技术PERC电池的结构如图1～3所示。
如果硅片厚度继续减薄到100μm以下，大约20μm的凹陷(基体的硅被消耗掉了)深度可能可以看到对电流的更明显降低的影响，此外没有被共金填充的凹陷形成的空洞可能也会增加碎片率，因此PERC电池局部接触处减小凹陷深度，同时减少空洞非常有必要。
另外铝硅烧结过程中，扩散到铝中的硅元素会吸收长波长光子，削弱背反射作用，降低PERC电池的短路电流。若厚度减薄到100μm以下，这种烧结铝层对长波长光子的吸收，对电流的降低作用会更明显。
发明内容
针对现有技术在PERC电池钝化膜上局部开口后，印刷全面积铝浆料，形成大约20μm的凹陷，对电池短路电流开路电压会有影响，而且可能有碎片率的不足，本发明的目的之一在于提供一种在包括PERC电池在内的晶体硅电池背面电极的沉积方法，所述方法包括：
对完成钝化膜局部开口工艺的晶体硅，至少在其局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
或者，对完成钝化膜生成工艺的晶体硅，至少在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
所述设定温度≤950℃，例如520℃、540℃、560℃、590℃、600℃、650℃、670℃、700℃、730℃、760℃、790℃、800℃、860℃、900℃、940℃等。
本发明在所述开口的边缘处沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极，可以消除目前常见的铝硅烧结过程中局部接触处的凹陷以及空洞，同时降低烧结铝层对长波长光子的吸收。
所述“阻止”意指能够明显降低硅元素在电极中的溶解性。在设定温度下，硅元素在纯铝中的溶解能够在10wt％以上，“阻止”的意思是指能够明显降低硅元素在电极中的溶解至本领域技术人员能够定义的范围以下，例如5wt％以下、6wt％以下、4wt％以下、3wt％以下、2wt％以下或1wt％以下等。
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在设定温度下硅元素的溶解率≤2wt％的浆料实现，例如硅元素的溶解率为1.8wt％、1.6wt％、1.5wt％、1.3wt％、1.1wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.5wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.08wt％、0.05wt％、0.02wt％等。
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在50～950℃温度下硅元素的溶解率≤0.1wt％的浆料实现。
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积银浆料、铜浆料或者含有硅元素的铝浆料实现。
优选地，所述含有硅元素的铝浆料为含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。
本发明通过在其局部开口的边缘外周围环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极，能够阻挡硅元素向铝元素中溶解扩散，可以在消除目前常见的铝硅烧结过程中局部接触处的凹陷以及空洞，降低烧结铝层对长波长光子的吸收的同时，进一步改善晶体硅电池的背反射，提高电流。
作为优选技术方案之一，本发明所述晶体硅电池背面电极的沉积方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
(2)在所述局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在所述局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极；
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的宽度为0.1～100μm，优选10～30μm。
优选地，当所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”为银电极时，在沉积所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的同时，沉积背银电极。
对于晶体硅电池，背银电极是可选结构，当需要沉积背银电极，且所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”为银电极时，可以同时沉积背银电极和“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”。
当需要沉积背银电极，但所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极”不是银电极时，背银电极的沉积时机本发明不做具体限定，可以任选地在优选技术方案之一的工序(1)、工序(2)或工序(3)的任一步骤进行。
优选地，当所述含有铝元素的电极和导电电极材料相同时，不进行所述含有铝元素的电极的沉积，而在工序(3)中，扩展导电电极的沉积区域至局部开口处，且导电电极的沉积步骤和能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极的沉积步骤可换，具体地：
当所述含有铝元素的电极和导电电极材料相同时，所述方法包括如下工序：
(1)在所述局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域和局部开口处继续沉积导电电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域和局部开口处继续沉积导电电极，且预留所述能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极的沉积区域；
(2)在预留的沉积区域内沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极的沉积区域。
当本发明选择的含有铝元素的电极和导电电极的材料相同时，可以将两者的沉积合并为一个步骤，即不进行优选技术方案之一中，工序(1)或工序(2)的含有铝元素的电极的沉积，而在工序(3)中，将导电电极的沉积区域扩展至局部开口处，同时得到含有铝元素的电极和导电电极。此时，由原来的三道工序简化为两道工序，且两道工序的顺序是可变的。
作为优选技术方案之二，本发明所述晶体硅电池背面电极的沉积方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
(2)在所述局部开口的外周以及所述晶体硅背面的钝化膜区域，或者覆盖所述局部开口和所述晶体硅背面的钝化膜区域，沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在所述局部开口的外周以及所述p型硅背面的钝化膜区域沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极。
优选地，当所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”为银电极时，在沉积所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的同时，沉积背银电极。
对于晶体硅电池，背银电极是可选结构，当需要沉积背银电极，且所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”为银电极时，可以同时沉积背银电极和“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”。
当需要沉积背银电极，但所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极”不是银电极时，背银电极的沉积时机本发明不做具体限定，可以任选地在优选技术方案之一的工序(1)、工序(2)或工序(3)的任一步骤进行。
作为优选技术方案之三，本发明所述晶体硅电池背面电极的沉积方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜生成工艺的晶体硅，在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在其预定进行局部开口处沉积含有铝元素的电极；所述含有铝元素的电极由能够进行腐蚀开口的浆料沉积得到；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极。
或者，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜生成工艺的晶体硅，在其预定进行局部开口处沉积含有铝元素的电极；所述含有铝元素的电极由能够进行腐蚀开口的浆料沉积得到；
(2)在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极。
优选地，所述腐蚀开口的浆料为含有玻璃料的铝浆料。
优选地，本发明所述含有铝元素的电极通过沉积铝浆料实现；所述铝浆料优选为为全铝背场P型电池使用的铝浆料。
典型但非限制性的全铝背场P型电池使用的铝浆料可以为儒兴科技的RX8254、RX8256、RX8212、RX8201、RX8252或RX8235等。
优选地，所述含有铝元素的电极厚度为10～50μm。
优选地，所述导电电极通过沉积导电浆料实现。
优选地，所述导电浆料为PERC电池使用的铝浆料，优选导电且对钝化膜没有腐蚀的铝浆料。
典型但非限制性的导电浆料可以为儒兴科技的28D9、28D17或28D27。
优选地，所述导电电极的厚度为10～50μm，例如12μm、16μm、25μm、28μm、32μm、38μm、45μm、49μm等。
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极”的厚度为10～50μm，例如12μm、16μm、25μm、28μm、32μm、38μm、45μm、49μm等。
优选地，所述沉积的方式选自丝网印刷、化学气相沉积、物理气相沉积或喷墨印刷中的任意1种或至少2种的组合。
优选地，所述物理气相沉积选自磁控溅射、真空蒸镀或离子镀中的任意1种或至少2种的组合。
本发明所述的“晶体硅电池背面电极的沉积方法”仅仅涉及晶体硅电池背面电极的沉积方法，并不限定正面结构、背面钝化膜、钝化膜局部开口等工艺方法，本领域技术人员能够获得的任何一种正面结构、背面钝化膜、钝化膜局部开口等工艺方法均可用于本发明。所述局部开口的方式典型但非限制性的包括激光开口，或浆料腐蚀开口。
对于晶体硅电池其余步骤典型但非限制性的工序包括：
(1)对p型硅进行制绒，之后进行磷扩散，去PSG(PhosphoSilicateGlass，磷硅玻璃)，并进行单面抛光，随后在其背面等离子体增强化学气相沉积(PECVD)AlOX/SiNX叠层膜，再在正面沉积PECVDSiNX膜，得到两面钝化的p型硅；
(2)对p型硅背面钝化膜进行激光局部开口或浆料腐蚀开口，并清洗。
本发明对所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的获得方式不做具体限定，任何本领域技术人员能够获知的已知技术或新技术均可用于形成所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”，典型但非限制性地可以是将浆料沉积至相应位置(环绕局部开口的周边)；所述用于沉积“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的浆料本发明不做具体限定，能够满足上述要求的浆料均可用于本发明。
本发明目的之二是提供一种如目的之一所述方法制备得到的晶体硅电池，所述晶体硅电池包括硅片，所述硅片背面具有第一钝化膜，所述第一钝化膜上具有多个开口；
至少地，在所述开口的外周环绕设置有阻挡层，所述阻挡层为能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；所述设定温度≤950℃。
作为可选方案之一，在所述开口的内部填充有含有铝元素的电极，所述阻挡层覆盖所述含有铝元素的电极，且超出所述含有铝元素的电极的边缘外周；还设置有导电电极层，所述导电电极层覆盖所述阻挡层和第一钝化膜。
作为可选方案之二，在所述开口内部填充有含有铝元素的电极，所述阻挡层仅环绕设置在所述开口的外周；还设置有导电电极层，所述导电电极层仅覆盖所述阻挡层和第一钝化膜；所述含有铝元素的电极和所述导电电极层的材质相同或不同。
作为可选方案之三，在所述开口内部填充有含有铝元素的电极，所述阻挡层覆盖所述含有铝元素的电极和第一钝化膜。
本发明公开的是对晶体硅电池背面的一种沉积方法，对于晶体硅电池的正面没有具体限定，典型但非限制性的依次包括沉积于P型硅正面的制绒面n+掺杂层、制绒面钝化膜或制绒面Ag电极。
本发明所述背面也可称为下表面，正面也可称为上表面或制绒面。
本发明所述晶体硅电池的晶体硅可以是p型硅或n型硅，典型但非限制性的包括PERC电池或PERT电池。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过在钝化膜区域，局部开口的周围沉积能够在设定温度下阻挡硅元素向铝元素中溶解扩散的电极，可以消除目前常见的铝硅烧结过程中局部接触处的凹陷以及空洞，同时降低烧结铝层对长波长光子的吸收；
(2)本发明进一步地，通过设置含有铝元素的电极用于形成局部背场、局部电学接触及机械拉力，能够进一步改善晶体硅电池的背反射，提高电流。
附图说明
图1为现有技术或对比例1的PERC电池结构示意图的正视图；
图2为对比例提供的PERC电池的制备工艺得到的PERC电池的结构示意图的A部分的局部放大正视图；
图3为对比例提供的PERC电池的制备工艺得到的PERC电池的结构示意图的A部分沿a-a’的侧视图；
图4为具体实施方式一提供的PERC电池结构示意图的正视图；
图5为具体实施方式一提供的PERC电池的结构示意图的A部分的局部放大正视图；
图6为具体实施方式一提供的PERC电池的结构示意图的A部分沿b-b’的侧视图；
图7为具体实施方式二提供的PERC电池的结构示意图的A部分的局部放大正视图；
图8为具体实施方式二提供的PERC电池的结构示意图的A部分沿c-c’的侧视图；
图9为实施例7制备得到的PERC电池的结构示意图的A部分沿b-b’的侧视图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
具体实施方式一提供了一种PERC电池，具体结构如图4～6所示(图4为具体实施方式一提供的PERC电池结构示意图的正视图，图5为具体实施方式一提供的PERC电池的结构示意图的A部分的局部放大正视图，图6为具体实施方式一提供的PERC电池的结构示意图的A部分沿b-b’的侧视图)，包括如下结构：
p型硅片4，依次设置于p型硅片4正面的制绒面n+掺杂层3和制绒面钝化膜2，以及设置于制绒面钝化膜2上的制绒面Ag电极1；
在所述p型硅片4的背面具有第一钝化膜5，所述第一钝化膜5上具有多个开口；在所述开口内部填充有含有铝元素的电极8，所述阻挡层7覆盖所述含有铝元素的电极8，且超出所述含有铝元素的电极8的边缘；还设置有导电电极层9，所述导电电极层9覆盖所述阻挡层7和第一钝化膜5；
在所述p型硅片4背面还可以分布设置有背银电极10。
实施例1提供了具体实施方式一得到的PERC电池背面结构的第一种制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面按要求分布丝网印刷沉积背银电极10；
(2)在所述局部开口处印刷沉积含有铝元素的电极8，所述含有铝元素的电极8为儒兴科技RX8201；
(3)在所述p型硅片4背面丝网印刷银浆料得到阻挡层7，所述阻挡层7覆盖所述含有铝元素的电极8；
(4)在所述p型硅片4背面继续沉积导电电极9，导电电极9为儒兴科技28D9，所述导电电极9覆盖所述阻挡层7和所述p型硅片4背面的钝化膜区域。
对于实施例1，如果具体实施方式一给出的PERC电池不设置背银电极10，则可以省略背银电极的沉积。
对于实施例1，阻挡层7还可以通过印刷铜浆料或者含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。
对于实施例1，所述含有铝元素的电极8和所述导电电极9还可以采用其他满足要求的浆料印刷。
实施例2提供了具体实施方式一得到的PERC电池背面结构的第二种制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面的局部开口处丝网印刷电极8，电极8为儒兴科技RX8256；
(2)在所述p型硅片4背面沉积银电极，沉积范围为预定的背银电极10的位置形成背银电极10，以及所述局部开口处覆盖所述含有铝元素的电极8形成阻挡层7，阻挡层7为银浆料，沉积方式为丝网印刷；
(4)在所述p型硅片4背面继续沉积导电电极9，所述导电电极9覆盖所述阻挡层7和所述p型硅片4背面的钝化膜区域。
对于实施例2，阻挡层7还可以通过印刷铜浆料或者含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。
对于实施例2，所述含有铝元素的电极8和所述导电电极9还可以采用其他满足要求的浆料印刷。
具体实施方式二提供了一种PERC电池，具体结构如图7～8所示(图7为具体实施方式二提供的PERC电池的结构示意图的A部分的局部放大正视图，图8为具体实施方式二提供的PERC电池的结构示意图的A部分沿c-c’的侧视图)，包括如下结构：
p型硅片4，依次设置于p型硅片4正面的制绒面n+掺杂层3和制绒面钝化膜2，以及设置于制绒面钝化膜2上的制绒面Ag电极1；
在所述p型硅片4的背面具有第一钝化膜5，所述第一钝化膜5上具有多个开口；在所述开口内部填充有含有铝元素的电极8，所述阻挡层7仅环绕设置在所述开口的外周；还设置有导电电极层9，所述导电电极层9仅覆盖所述阻挡层7和第一钝化膜5；
在所述p型硅片4背面还可以分布设置有背银电极10。
具体实施方式二提供的PERC电池的结构示意图的正视图与图4相同。
实施例3提供了具体实施方式二得到的PERC电池背面结构的第一种制备工艺，具体包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜生成工艺的p型硅片4背面，在其预定进行局部开口位置的外周环绕沉积铜浆料，形成阻挡层7，沉积方式为丝网印刷；
(2)对于所述p型硅片4背面，在其预定进行局部开口处沉积含有铝元素的电极，形成含有铝元素的电极8；所述含有铝元素的电极由能够进行腐蚀开口的浆料沉积得到，所述浆料腐蚀预定进行局部开口处，同时得到沉积有含有铝元素的电极8的局部开口，电极8为儒兴科技高玻璃体含量的铝浆料，沉积方式为丝网印刷；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极，得到丝网印刷导电电极9，导电电极9为儒兴科技28D17。
对于实施例3，如果具体实施方式二给出的PERC电池分布设置有背银电极10，则可以在工序(1)、工序(2)、工序(3)的任意工序内按要求分布丝网印刷背银电极10。
对于实施例3，阻挡层7还可以通过印刷铜浆料或者含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。
对于实施例3，所述含有铝元素的电极8和所述导电电极9还可以采用其他满足要求的浆料印刷。
本发明所述按要求是指按照晶体硅电池背银电极的设置位置。
实施例4提供了具体实施方式二得到的PERC电池背面结构的第二种制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面按要求分布丝网印刷背银电极10；
(2)在所述局部开口的外周环绕沉积铜浆料得到阻挡层7，沉积方式为丝网印刷；
(3)在所述局部开口的内部沉积含有铝元素的电极，得到含有铝元素的电极8，电极8为儒兴科技用于常规全背场P型晶体硅电池的铝浆料，沉积方式为丝网印刷；
(4)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极，得到导电电极9，导电电极9为儒兴科技28D27，沉积方式为丝网印刷。
对于实施例4，如果具体实施方式二给出的PERC电池不设置背银电极10，则可以省略背银电极的沉积，即步骤(1)。
对于实施例4，所述含有铝元素的电极8和导电电极9的材质可以相同，也可以不同，当两者材质相同时，可以同时进行沉积，沉积方式为丝网丝网，即，在所述局部开口的内部以及所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域同时沉积浆料，同时得到含有铝元素的电极8和导电电极9。
对于实施例4，阻挡层7还可以通过印刷银浆料或者含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。
对于实施例4，所述含有铝元素的电极8和所述导电电极9还可以采用其他满足要求的浆料印刷。
实施例5提供了具体实施方式二得到的PERC电池背面结构的第三种制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面按要求分布丝网印刷背银电极10；
(2)在所述局部开口的内部沉积含有铝元素的电极，得到含有铝元素的电极8，电极8为儒兴科技用于常规P型全背场晶体硅电池的铝浆料，沉积方式为丝网印刷；
(3)在所述局部开口的外周环绕沉积含12wt％Si的铝浆料得到阻挡层7，沉积方式为丝网印刷；
(4)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极，得到导电电极9，电极9为儒兴科技用于PERC电池的铝浆料，沉积方式为丝网印刷。
对于实施例5，如果具体实施方式二给出的PERC电池不设置背银电极10，则可以省略背银电极的沉积，即步骤(1)。
对于实施例5，阻挡层7还可以通过印刷铜浆料或者银浆料。
对于实施例5，所述含有铝元素的电极8和所述导电电极9还可以采用其他满足要求的浆料印刷。
具体实施方式三提供了一种PERC电池，具体结构如图8所示(图8为具体实施方式二提供的PERC电池)，包括如下结构：
p型硅片4，依次设置于p型硅片4正面的制绒面n+掺杂层3和制绒面钝化膜2，以及设置于制绒面钝化膜2上的制绒面Ag电极1；
在所述p型硅片4的背面具有第一钝化膜5，所述第一钝化膜5上具有多个开口；在所述开口内部填充有含有铝元素的电极8，所述阻挡层7覆盖所述含有铝元素的电极8和第一钝化膜5；所述阻挡层7的材质为银电极；
在所述p型硅片4背面还可以分布设置有背银电极10。
实施例6提供了具体实施方式三得到的PERC电池背面结构的制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面按要求分布丝网印刷背银电极10；
(2)在所述局部开口处沉积含有铝元素的电极，形成含有铝元素的电极8；
(3)在所述p型硅片4背面沉积银电极，所述银电极覆盖所述含有铝元素的电极8和第一钝化膜5。
对于实施例6，如果具体实施方式三给出的PERC电池不设置背银电极10，则可以省略背银电极的沉积，即步骤(1)。
在本发明所述的晶体硅电池背面电极的沉积方法中，含有铝元素的电极8和导电电极9不接触。
以上具体实施方式和实施例只是给出了制备PERC电池的工序步骤和结构，对于制备得到的PERC电池的工艺条件本领域技术人员可以根据说明书的记载和掌握的专业知识进行选择，典型但非限制性的为：
所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在设定温度下硅元素的溶解率≤2wt％的浆料实现。
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在设定温度下硅元素的溶解率≤0.1wt％的浆料实现。
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积银浆料、铜浆料或者含有硅元素的铝浆料实现。
优选地，所述含有硅元素的铝浆料为含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。
优选地，所述设定温度选自50～950℃中的任一温度，优选500～950℃中的任一温度。
优选地，所述晶体硅为p型硅或n型硅。
所述含有铝元素的电极8通过沉积铝浆料实现；所述铝浆料可以为全铝背场P型晶体硅电池使用的铝浆料。
所述含有铝元素的电极8厚度为10～50μm，例如12μm、15μm、18μm、23μm、26μm、29μm、32μm、36μm、39μm、43μm、46μm、48μm等。
所述导电电极9通过沉积(如丝网印刷)导电浆料实现；所述导电浆料可以为PERC电池使用的铝浆料，优选导电且对钝化膜没有腐蚀的铝浆料。
所述导电电极9的厚度为10～50μm，例如12μm、15μm、18μm、23μm、26μm、29μm、32μm、36μm、39μm、43μm、46μm、48μm等。
所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极”(阻挡层7)的厚度为10～50μm，例如12μm、15μm、18μm、23μm、26μm、29μm、32μm、36μm、39μm、43μm、46μm、48μm等。
所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极”(阻挡层7)的宽度为0.1～100μm，例如0.3μm、0.6μm、1μm、6μm、15μm、19μm、25μm、36μm、48μm、55μm、78μm、85μm等，优选10～30μm。
所述沉积的方式选自丝网印刷、化学气相沉积、物理气相沉积或喷墨印刷中的任意1种或至少2种的组合；
所述物理气相沉积选自磁控溅射、真空蒸镀或离子镀中的任意1种或至少2种的组合。
实施例7提供了一种PERC电池背面结构的制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面按要求分布沉积背银电极10；
(2)在所述局部开口的外周环绕印刷银浆料，得到阻挡层7，所述阻挡层7的宽度为30μm；
(3)在所述p型硅片4的背面印刷单晶PERC电池用的铝浆料RX28D22，在所述局部开口内部沉积得到含有铝元素的电极8，在阻挡层7和第一钝化膜5上得到导电电极9；
实施例7得到的PERC电池的结构如图9(图9为实施例7制备得到的PERC电池的结构示意图的A部分沿b-b’的侧视图)所示。实施例7得到的PERC电池的PERC电池的结构示意图的正视图与图4相同，A部分的局部放大正视图与图5相同。
对比例
提供了一种PERC电池的背面结构的制备工艺，具体包括如下工序：
(1)在完成钝化膜局部开口的p型硅片4背面按要求分布沉积背银电极10；
(2)在所述p型硅片4背面印刷单晶PERC电池用的铝浆料RX28D22，形成背面铝电极11；
对比例提供的PERC电池结构如图1(图1为对比例提供的PERC电池的制备工艺得到的PERC电池的结构示意图的正视图)、图2(图2为对比例提供的PERC电池的制备工艺得到的PERC电池的结构示意图的A部分的局部放大正视图)、图3(图3为对比例提供的PERC电池的制备工艺得到的PERC电池的结构示意图的A部分的侧视图)。
性能测试：将实施例7和对比例提供的PERC电池进行性能测试，测试方法为AM1.5GIEC60904-3Ed.2(2008)，在100mW/cm2光强，25℃下测定开路电压(Uoc)，ISC(短路电流)，FF(填充因子)，Efficiency(光电转化效率)测试结果如表1所示。
表1实施例7和对比例提供的PERC电池的性能测试结果
| Uoc(V) | Isc(A) | FF(％) | Efficiency(％) | |
| 对比例 | 0.657 | 9.625 | 78.89 | 20.54 |
| 实施例7 | 0.658 | 9.650 | 79.00 | 20.66 |
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种晶体硅电池背面电极的沉积方法，其特征在于，所述方法包括：对完成钝化膜局部开口工艺的晶体硅，至少在其局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
或者，对完成钝化膜生成工艺的晶体硅，至少在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
所述设定温度≤950℃。
2.如权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在设定温度下硅元素的溶解率≤2wt％的浆料实现；
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在设定温度下硅元素的溶解率≤0.1wt％的浆料实现；
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积银浆料、铜浆料或者含有硅元素的铝浆料实现；
优选地，所述含有硅元素的铝浆料为含有10wt％以上的硅元素的铝浆料；
优选地，所述设定温度选自50～950℃中的任一温度，优选500～950℃中的任一温度；
优选地，所述晶体硅为p型硅或n型硅。
3.如权利要求1或2所述的沉积方法，其特征在于，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
(2)在所述局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在所述局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在所述局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极；
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的宽度为0.1～100μm，优选10～30μm。
4.如权利要求3所述的沉积方法，其特征在于，当所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”为银电极时，在沉积所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极”的同时，沉积背银电极。
5.如权利要求3或4所述的沉积方法，其特征在于，当所述含有铝元素的电极和导电电极材料相同时，所述方法包括如下工序：
(1)在所述局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域和局部开口处继续沉积导电电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域和局部开口处继续沉积导电电极，且预留所述能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极的沉积区域；
(2)在预留的沉积区域内沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极的沉积区域。
6.如权利要求1或2所述的沉积方法，其特征在于，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
(2)在所述局部开口的外周以及所述晶体硅背面的钝化膜区域，或者覆盖所述局部开口和所述晶体硅背面的钝化膜区域，沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜局部开口的晶体硅，在所述局部开口的外周以及所述p型硅背面的钝化膜区域沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在其局部开口的内部沉积含有铝元素的电极；
优选地，当所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”为银电极时，在沉积所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的同时，沉积背银电极。
7.如权利要求1或2所述的沉积方法，其特征在于，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜生成工艺的晶体硅，在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(2)在其预定进行局部开口处沉积含有铝元素的电极；所述含有铝元素的电极由能够进行腐蚀开口的浆料沉积得到；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极；
或者，所述方法包括如下工序：
(1)对于完成钝化膜生成工艺的晶体硅，在其预定进行局部开口处沉积含有铝元素的电极；所述含有铝元素的电极由能够进行腐蚀开口的浆料沉积得到；
(2)在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；
(3)在所述晶体硅背面裸露的钝化膜区域继续沉积导电电极；
优选地，所述腐蚀开口的浆料为含有玻璃料的铝浆料。
8.如权利要求1或2所述的沉积方法，其特征在于，所述含有铝元素的电极通过沉积铝浆料实现；
优选地，所述铝浆料为全铝背场P型电池使用的铝浆料；
优选地，所述含有铝元素的电极厚度为10～50μm；
优选地，所述导电电极通过沉积导电浆料实现；
优选地，所述导电浆料为PERC电池使用的铝浆料，优选导电且对钝化膜没有腐蚀的铝浆料；
优选地，所述导电电极的厚度为10～50μm；
优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”的厚度为10～50μm；
优选地，所述沉积的方式选自丝网印刷、化学气相沉积、物理气相沉积或喷墨印刷中的任意1种或至少2种的组合；
优选地，所述物理气相沉积选自磁控溅射、真空蒸镀或离子镀中的任意1种或至少2种的组合。
9.一种如权利要求1～8之一所述方法制备得到的晶体硅电池，其特征在于，所述晶体硅电池包括硅片(4)，所述硅片背面具有第一钝化膜(5)，所述第一钝化膜(5)上具有多个开口；
至少地，在所述开口的外周环绕设置有阻挡层(7)，所述阻挡层(7)为能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；所述设定温度≤950℃。
10.如权利要求9所述的晶体硅电池，其特征在于，在所述开口的内部填充有含有铝元素的电极(8)，所述阻挡层(7)覆盖所述含有铝元素的电极(8)，且超出所述含有铝元素的电极(8)的边缘外周；还设置有导电电极层(9)，所述导电电极层(9)覆盖所述阻挡层(7)和第一钝化膜(5)；
可选地，在所述开口内部填充有含有铝元素的电极(8)，所述阻挡层(7)仅环绕设置在所述开口的外周；还设置有导电电极层(9)，所述导电电极层(9)仅覆盖所述阻挡层(7)和第一钝化膜(5)；所述含有铝元素的电极(8)和所述导电电极层(9)的材质相同或不同；
可选地，在所述开口内部填充有含有铝元素的电极(8)，所述阻挡层(7)覆盖所述含有铝元素的电极(8)和第一钝化膜(5)。
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