CN106158990B - Ibc电池、电池组及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IBC电池、电池组及制备方法，涉及太阳能电池技术领域。所述电池包括N型硅片，所述N型硅片的背光面被等分为上下两部分，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域，P型掺杂区域之间或P型掺杂区域与所述硅片的边沿之间设有一个N型掺杂区域，形成交替相邻的P型掺杂区域和N型掺杂区域，上半部分中每个掺杂区域与之对应的下半部分中的掺杂区域通过同一条主栅线连接，每条主栅线上设有若干条副栅线，用于连接掺杂区域上的副栅区域。所述IBC电池在保持电池光电转换效率的前提下，增加了电池开压，减小电流，有利于减小组件封装中由于焊带电阻带来的功率损失。

Description

IBC电池、电池组及制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种IBC电池、电池组及制备方法。
背景技术
太阳能发电技术是新能源发展的一个重要领域，提高太阳能电池板的单位面积输出功率是太阳能电池技术进步的最终目标。决定太阳能电池片转换效率的主要电学参数有短路电流、开路电压和填充因子。IBC电池在电池受光面没有金属电极的存在，能够完全消除正面的光学损失，增大短路电流，所有的电极在电池背面呈交叉指撞的分布，较大的金属化面积提升了电池填充因子，而良好的钝化工艺能够提升电池的开路电压。
在将电池片串联制造成组件后，最终能得到一块完整的太阳能电池面板。因为在电池片串联的过程中需要用焊带将电池片连接起来，焊带本身的电阻（R）会带来一部分电性能的损失，在相同的焊接条件下，电池串组电压越大，电流越小，焊带所带来的损失（I2R）就会越小，因此在常规太阳能电池工艺中就已经出现了半片工艺，即对普通电池片采用激光切割技术，切成两片大小一样的电池片，进行串联，从而使得一片电池片变为两片串联的半片电池片，使得开压提升一倍，电流降低一半，再用若干切割好的电池片封装成组件可以实现高电压，低电流的输出从而降低焊带等带来的电阻损失。但此种技术需要额外的激光设备进行切片，增加了额外的工艺、设备提升成本，并且激光切割工艺本身也会给电池片带来额外的损伤，降低电池的电性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种IBC电池、电池组及制备方法，所述IBC电池在保持电池光电转换效率的前提下，增加了电池开压，减小电流，有利于减小组件封装中由于焊带电阻带来的功率损失。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种IBC电池，其特征在于：包括N型硅片，所述N型硅片的背光面被等分为上下两部分，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域，P型掺杂区域之间或P型掺杂区域与所述硅片的边沿之间设有一个N型掺杂区域，形成交替相邻的P型掺杂区域和N型掺杂区域，其中上半部分每个P型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分N型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上，上半部分每个N型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分P型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上，上半部分中每个掺杂区域与与之对应的下半部分中的掺杂区域通过同一条主栅线连接，每条主栅线上设有若干条副栅线，用于连接掺杂区域上的副栅区域。
进一步的技术方案在于：所述P型掺杂区域和N型掺杂区域沿所述N型硅片的前后方向延伸。
进一步的技术方案在于：位于N型硅片左右边缘的P型掺杂区域和N型掺杂区域为单齿梳状，位于N型硅片左右边缘之间的P型掺杂区域和N型掺杂区域为双齿梳状，P型掺杂区域的齿梳插入到N型掺杂区域齿梳之间的空隙，并与其保持间隔设置。
本发明还公开了一种IBC电池组，其特征在于：包括若干个所述的IBC电池，每两个IBC电池上下相邻的两个部分之间通过焊带进行连接，其中第一焊带和第二焊带间隔的设置于两块电池相邻部分的主栅线上，且第一焊带和第二焊带通过一条主焊带连接。
进一步的技术方案在于：所述第一焊带和第二焊带位于所述电池的上半部分或下半部分内。
本发明还公开了一种IBC电池制备方法，其特征在于包括如下步骤：
在N型硅片的双面生长一定厚度的掩膜层；
将N型硅片的背光面等分为上下两部分，对背光面要进行硼扩散的区域去除掩膜层；
在上述去除掩膜层的硼扩散区域进行硼扩散，形成若干个独立的P型掺杂区域，形成P-N结，然后继续生长一层一定厚度的掩膜层，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域；
去除P型掺杂区域之间相应位置处的掩膜层，使需要进行磷掺杂区域的硅片暴露出来；
对上述暴露出来的区域进行单面磷扩散，在P型掺杂区域之间形成N型掺杂区域，其中上半部分每个P型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分N型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上，上半部分每个N型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分P型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上；
去除整个硅片上的掩膜层，使用金属化浆料在P型掺杂区域和N型掺杂区域的主栅区域和副栅区域上形成主栅线和副栅线。
进一步的技术方案在于：所述掩膜层的制备材料为氧化硅。
进一步的技术方案在于：通过腐蚀或刻蚀的方法去除硼扩散区域和磷扩散区域的掩膜层。
进一步的技术方案在于：在除去整个硅片上的掩膜层后还进行硅片双面沉积氮化硅薄膜的步骤。
进一步的技术方案在于：位于N型硅片左右边缘的P型掺杂区域和N型掺杂区域为单齿梳状，位于N型硅片中部的P型掺杂区域和N型掺杂区域为双齿梳状，P型掺杂区域的齿梳插入到N型掺杂区域齿梳之间的空隙，并与其保持间隔设置。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过两次掩膜制备，在硅片非受光面等分的上下两部分区域，分别形成交替相邻的P型掺杂区域和N型掺杂区域，并且硅片上半部分和下半部分的P型掺杂区域和N型掺杂区域的主栅区域在同一直线上，并使用P、N型硅接触通用的银浆进行一步金属化工艺，使得单片电池形成上下半片串联的结构，从而在保持电池转换效率的前提下，增加电池开压、减小电流，有利于减小组件封装中由于焊带电阻带来的功率的损失。
附图说明
图1是本发明实施例所述方法的流程图；
图2是本发明实施例经过步骤S3后IBC电池的仰视结构示意图；
图3是本发明实施例经过步骤S5后IBC电池的仰视结构示意图；
图4是本发明实施例经过步骤S7后IBC电池的仰视结构示意图；
图5是本发明实施例所述IBC电池组的仰视结构示意图；
其中：1、N型硅片2、P型掺杂区域3、N型掺杂区域4、主栅线5、副栅线6、IBC电池7、第一焊带8、第二焊带9、主焊带。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图4所示，本发明实施例公开了一种IBC(Interdigitated back contact-背接触）电池，包括N型硅片1，所述N型硅片1的背光面被等分为上下两部分，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域2。P型掺杂区域2之间或P型掺杂区域2与所述硅片的边沿之间设有一个N型掺杂区域3，形成交替相邻的P型掺杂区域2和N型掺杂区域3。其中上半部分每个P型掺杂区域2上的主栅区域与与之对应的下半部分N型掺杂区域3上的主栅区域在同一条直线上，上半部分每个N型掺杂区域3上的主栅区域与与之对应的下半部分P型掺杂区域2上的主栅区域在同一条直线上。上半部分中每个掺杂区域与与之对应的下半部分中的掺杂区域通过同一条主栅线4连接，每条主栅线4上设有若干条副栅线5，用于连接掺杂区域上的副栅区域。
需要指出的是，在本实施例中，当所述N型硅片1的背光面被等分为上下两部分时，所述P型掺杂区域2和N型掺杂区域3沿所述N型硅片1的前后方向延伸，此时为了实现更好的版图布置，所述P型掺杂区域2和N型掺杂区域3的主体为竖直设置。所述N型硅片1还可以被分为左右两个部分，此时，所述P型掺杂区域2和N型掺杂区域3沿所述N型硅片1的左右方向延伸。
位于N型硅片1左右边缘的P型掺杂区域2和N型掺杂区域3为单齿梳状，位于N型硅片1左右边缘之间的P型掺杂区域2和N型掺杂区域3为双齿梳状，P型掺杂区域2的齿梳插入到N型掺杂区域3齿梳之间的空隙，并与其保持间隔设置。
如图5所示，本发明实施例还公开了一种IBC电池组，其特征在于：包括若干个如前面所述的IBC电池6，每两个IBC电池6上下相邻的两个部分之间通过焊带进行连接；其中第一焊带7和第二焊带8间隔的设置于两块电池相邻部分的主栅线4上，且第一焊带7和第二焊带8通过一条主焊带9连接。需要指出的是，因所述硅片被分为上下两个部分，因此，所述第一焊带7和第二焊带8位于所述电池的上半部分或下半部分内。
所述IBC电池中单片电池形成上下半片串联的结构，从而在保持电池转换效率的前提下，增加电池开压、减小电流，有利于减小组件封装中由于焊带电阻带来的功率的损失。
相应的，本发明还公开了一种IBC电池制备方法，包括如下步骤：
S1：N型硅片1制绒后，在其双面生长一定厚度的掩膜层；
S2：将N型硅片1的背光面等分为上下两部分，对背光面要进行硼扩散的区域去除掩膜层；
S3：在上述去除掩膜层的硼扩散区域进行硼扩散，因其它区域具有掩膜层保护，所以在硼扩散区域形成若干个独立的P型掺杂区域2，形成P-N结，然后继续生长一层一定厚度的掩膜层，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域2，如图1所示；
S4：去除P型掺杂区域2之间相应位置处的掩膜层，使需要进行磷掺杂区域的硅片暴露出来；
S5：对上述暴露出来的区域进行单面磷扩散，因其它区域具有掩膜层保护，所以在P型掺杂区域2之间的磷扩散区域形成N型掺杂区域3，其中上半部分每个P型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分N型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上，上半部分每个N型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分P型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上，如图3所示；
S6：去除整个硅片上的掩膜层；
S7：使用金属化浆料在P型掺杂区域和N型掺杂区域的主栅区域和副栅区域上形成主栅线4和副栅线5，烧结后形成单体IBC电池，如图4所示。
优选的，在本发明的一个实施例中，所述方法还包括在除去整个硅片上的掩膜层后进行硅片双面沉积氮化硅薄膜的步骤。氮化硅薄膜一般通过PECVD（等离子增强气相化学沉积法）在硅片表面形成氮化硅层，将硅片表面悬挂键通过氢原子填满，起到钝化的作用，同时也能起到保护作用和增透作用。
优选的，在本发明的一个实施例中，所述掩膜层的制备材料为氧化硅，当然还可以为其它常用的掩膜材料。在去除相应位置的掩膜层时，可以通过腐蚀或刻蚀的方法去除。在去除整个硅片上的掩膜层时，可以使用化学材料对其进行清洗，去除位于硅片表面的掩膜层。
需要指出的是，在本发明的一个实施例中，位于N型硅片1左右边缘的P型掺杂区域2和N型掺杂区域3为单齿梳状，位于N型硅片1中部的P型掺杂区域2和N型掺杂区域3为双齿梳状，P型掺杂区域2的齿梳插入到N型掺杂区域齿梳3之间的空隙，并与其保持间隔设置。
本发明所述方法通过两次掩膜制备，在硅片非受光面等分的上下两部分区域，分别形成交替相邻的P型掺杂区域和N型掺杂区域，并且硅片上半部分和下半部分的P型掺杂区域和N型掺杂区域的主栅区域在同一直线上，并使用P、N型硅接触通用的银浆进行一步金属化工艺，使得单片电池形成上下半片串联的结构，从而在保持电池转换效率的前提下，增加电池开压、减小电流，有利于减小组件封装中由于焊带电阻带来的功率的损失。

Claims (10)

1.一种IBC电池，其特征在于：包括N型硅片（1），所述N型硅片（1）的背光面被等分为上下两部分，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域（2），P型掺杂区域（2）之间或P型掺杂区域（2）与所述硅片的边沿之间设有一个N型掺杂区域（3），形成交替相邻的P型掺杂区域（2）和N型掺杂区域（3），其中上半部分每个P型掺杂区域（2）上的主栅区域与与之对应的下半部分N型掺杂区域（3）上的主栅区域在同一条直线上，上半部分每个N型掺杂区域（3）上的主栅区域与与之对应的下半部分P型掺杂区域（2）上的主栅区域在同一条直线上，上半部分中每个掺杂区域与与之对应的下半部分中的掺杂区域通过同一条主栅线（4）连接，每条主栅线（4）上设有若干条副栅线（5），用于连接掺杂区域上的副栅区域。
2.如权利要求1所述的IBC电池及其制备方法，其特征在于：所述P型掺杂区域（2）和N型掺杂区域（3）沿所述N型硅片（1）的前后方向延伸。
3.如权利要求2所述的IBC电池及其制备方法，其特征在于：位于N型硅片（1）左右边缘的P型掺杂区域（2）和N型掺杂区域（3）为单齿梳状，位于N型硅片（1）左右边缘之间的P型掺杂区域（2）和N型掺杂区域（3）为双齿梳状，P型掺杂区域（2）的齿梳插入到N型掺杂区域（3）齿梳之间的空隙，并与其保持间隔设置。
4.一种IBC电池组，其特征在于：包括若干个如权利要求1-3中任意一项所述的IBC电池（6），每两个IBC电池（6）上下相邻的两个部分之间通过焊带进行连接，其中第一焊带（7）和第二焊带（8）间隔的设置于两块电池相邻部分的主栅线（4）上，且第一焊带（7）和第二焊带（8）通过一条主焊带（9）连接。
5.如权利要求4所述的IBC电池组，其特征在于：所述第一焊带（7）和第二焊带（8）位于所述电池的上半部分或下半部分内。
6.一种IBC电池制备方法，其特征在于包括如下步骤：
在N型硅片（1）的双面生长一定厚度的掩膜层；
将N型硅片（1）的背光面等分为上下两部分，对背光面要进行硼扩散的区域去除掩膜层；
在上述去除掩膜层的硼扩散区域进行硼扩散，形成若干个独立的P型掺杂区域（2），形成P-N结，然后继续生长一层一定厚度的掩膜层，每部分内设有一行若干列P型掺杂区域（2）；
去除P型掺杂区域（2）之间相应位置处的掩膜层，使需要进行磷掺杂区域的硅片暴露出来；
对上述暴露出来的区域进行单面磷扩散，在P型掺杂区域（2）之间形成N型掺杂区域（3），其中上半部分每个P型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分N型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上，上半部分每个N型掺杂区域上的主栅区域与与之对应的下半部分P型掺杂区域上的主栅区域在同一条直线上；
去除整个硅片上的掩膜层，使用金属化浆料在P型掺杂区域和N型掺杂区域的主栅区域和副栅区域上形成主栅线（4）和副栅线（5），上半部分中每个掺杂区域与与之对应的下半部分中的掺杂区域通过同一条主栅线（4）连接。
7.如权利要求6所述的IBC电池制备方法，其特征在于：所述掩膜层的制备材料为氧化硅。
8.如权利要求6所述的IBC电池制备方法，其特征在于：通过腐蚀或刻蚀的方法去除硼扩散区域和磷扩散区域的掩膜层。
9.如权利要求6所述的IBC电池制备方法，其特征在于：在除去整个硅片上的掩膜层后还进行硅片双面沉积氮化硅薄膜的步骤。
10.如权利要求6所述的IBC电池制备方法，其特征在于：位于N型硅片（1）左右边缘的P型掺杂区域（2）和N型掺杂区域（3）为单齿梳状，位于N型硅片（1）中部的P型掺杂区域（2）和N型掺杂区域（3）为双齿梳状，P型掺杂区域（2）的齿梳插入到N型掺杂区域齿梳（3）之间的空隙，并与其保持间隔设置。
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