CN107768484A - 太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，在已经完成至少发射极制备和介质膜制备的半导体层上，图形化形成导电材料层；进行第一步热处理过程；进行第二步局域热处理过程，局域热处理方法采用激光局域辐照方法，仅在接受激光辐照的导电材料穿透其下的介质膜与半导体材料形成接触，未接受激光辐照的导电材料不穿透其下的介质膜，导电材料的穿透其下的介质膜与半导体材料形成局部接触区域的面积小于导电材料的整体面积。该方法能够具有更低的接触电阻，保留了较好的钝化性能，极大的减少了金属区复合速度，因此提高了电池性能；不会对电池造成损伤，也不会增加额外的清洗等的工序，大大简化了流程，尤其适合工业化量产。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法。
背景技术
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳能电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳能电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳能电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。目前常用的电池电极结构，金属和半导体本身的接触面积较大，从而降低了半导体的本身的性能，以及电池的钝化性能。局域接触电极结构接触半导体的面积较小，大大降低了金属电极对电池性能的影响。
目前常用的电池局域接触结构的制备方法，通常采用掩膜开孔，刻蚀浆料开孔或者激光开孔等的方法实现局域接触，需要增加掩膜和去除掩膜的过程，流程较为繁琐，并且容易带来其他的问题，如掩膜难以去除，刻蚀浆料容易造成污染，增加流程，以及激光开孔会造成另外的损伤无法修复等的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法解决现有技术中存在的需要增加掩膜和去除掩膜的过程，流程较为繁琐，并且容易带来其他的问题，如掩膜难以去除，刻蚀浆料容易造成污染，增加流程，以及激光开孔会造成另外的损伤无法修复等问题。
本发明的技术解决方案是：
一种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，包括以下步骤，
在已经完成至少发射极制备和介质膜制备的半导体层上，图形化形成导电材料层；
进行第一步热处理过程；
进行第二步局域热处理过程，局域热处理方法采用激光局域辐照方法，仅在接受激光辐照的导电材料穿透其下的介质膜与半导体材料形成接触，未接受激光辐照的导电材料不穿透其下的介质膜，导电材料的穿透其下的介质膜与半导体材料形成局部接触区域的面积小于导电材料的整体面积。
进一步地，图形化导电材料层过程中包含有一步或数个图形化过程，以及一个或数个烘干过程，其中各步的导电材料相同或者不相同。
进一步地，激光局域辐照方法采用的激光的波长范围是300nm-1100nm。
进一步地，激光辐照方法中，辐照扫描方式沿着栅线方向进行或者垂直于栅线方向进行。
进一步地，激光辐照方法中，激光辐照的光斑大小采用小于或等于太阳能电池栅线宽度的光斑进行扫描式辐照，或者采用大于太阳能电池栅线的宽度进行扫描式辐照，辐照次数采用一次以上。
进一步地，第一热处理过程的峰值温度为500℃~900℃。
该种局部接触结构的制备方法，在已经完成至少发射极制备和介质膜制备的半导体层上，图形化形成包含导电成分的电极浆料层，然后通过两步或两步以上加热处理过程，直接完成电极的局域接触结构。其中至少有一步为局域热处理方法。
本发明的有益效果是：该种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，由于电池印刷有浆料区域在经过局域加热后的区域，导电材料烧穿了钝化介质膜，形成了较好的接触。并且这种方式形成的接触，相对于一次高温形成的接触，具有更低的接触电阻；另外，电极浆料区域没有受到局部加热的区域，则没有烧穿钝化介质膜，或者没有全部烧穿钝化膜，保留了较好的钝化性能，这种局部接触方法，极大的减少了金属区复合速度，因此提高了电池性能；并且这种局域接触结构的制备方法简单，不会对电池造成损伤，也不会增加额外的清洗等的工序，大大简化了流程，尤其适合工业化量产。
附图说明
图1是本发明实施例中太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法的示意图；其中：a为表面涂覆有导电浆的有介质膜的半导体的剖面图，a1为表面涂覆有导电浆的有介质膜的半导体的俯视图
b为经过激光辐照后电极区域形成了穿透介质膜的接触结构的剖面图，b1为经过激光辐照后电极区域形成了穿透介质膜的接触结构的俯视图。
其中：1-半导体层，2-介质膜，3-导电材料，4-接触区域。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
一种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，在至少形成发射极以及钝化介质膜层的半导体层1上，介质膜2表面的图形化分布有导电材料3，经过一步或多步热处理过程，使得导电材料3局域穿透介质膜2和半导体形成接触。这种局部接触的形成方法可以更加高效的解决常规方法形成电极局部接触结构的工艺较为复杂的问题。
以下举例一种太阳能电池局部接触结构的电池制备方法具体如下：
第一步，在已经包含发射极、表面场以及介质膜2的太阳能电池的半成品需要制备电极的区域上通过涂布导电浆料的方法完成导电层的图形化分布。本实施例中选择在发射极和BSF区域均进行导电浆料的涂布，使用丝网印刷方式进行了图形化分布，并且在两处使用了不同类型的导电浆料。
第二步，以上整体在烧结炉中完成烧结处理。加热峰值温度500-900℃。此温度为实测硅片表面温度。经过激光辐照的区域因此烧穿钝化膜，形成电池的接触结构。未经过激光辐照的区域则不穿透钝化膜。本实施例中优选的加热处理峰值温度为800℃。
第三步，对电池的细栅线上需要进行接触的区域进行了局域化激光辐照处理。在本实施例中，对电池的正极和负极的接触细栅线都进行了局域化辐照，导流及辅助栅线区域则没有进行激光辐照处理。并且在一次工艺流程中完成了的各个区域的扫描辐照。其中辐照激光的波长为1064nm，光斑大小为50um直径圆形，扫描速度为10000mm/s，频率为10kHz，在栅线上激光辐照的区域浆料穿透钝化层和半导体形成接触区域4，栅线上未辐照的区域则没有形成接触。
实际电池流程中，同样地，将烧结步骤和激光辐照步骤进行调换，也可以达到相应的效果。
图1显示了在制备此太阳能电池方法时，导电浆料及介质膜2的变化情况。图1中a为表面涂覆有导电浆的有介质膜2的半导体的剖面图，其中半导体标注为1，介质膜标注为2，图1中a1为表面涂覆有导电浆的有介质膜2的半导体的俯视图，图1中b为经过激光辐照后电极区域形成了穿透介质膜2的接触结构的剖面图，图1中b1为经过激光辐照后电极区域形成了穿透介质膜2的接触结构的俯视图。
另外，本发明的上述实施方式为示例，具有与本发明的权利要求书所述的技术思想使之相同的方法并发挥相同作用效果的技术方案，均包含在本发明内。
Claims (6)
1.一种太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
在已经完成至少发射极制备和介质膜制备的半导体层上，图形化形成导电材料层；
进行第一步热处理过程；
进行第二步局域热处理过程，局域热处理方法采用激光局域辐照方法，仅在接受激光辐照的导电材料穿透其下的介质膜与半导体材料形成接触，未接受激光辐照的导电材料不穿透其下的介质膜，导电材料的穿透其下的介质膜与半导体材料形成局部接触区域的面积小于导电材料的整体面积。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，其特征在于：图形化导电材料层过程中包含有一步或数个图形化过程，以及一个或数个烘干过程，其中各步的导电材料相同或者不相同。
3.如权利要求1所述的太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，其特征在于：激光局域辐照方法采用的激光的波长范围是300nm-1100nm。
4.如权利要求1所述的太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，其特征在于：激光辐照方法中，辐照扫描方式沿着栅线方向进行或者垂直于栅线方向进行。
5.如权利要求1-4任一项所述的太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，其特征在于：激光辐照方法中，激光辐照的光斑大小采用小于或等于太阳能电池栅线宽度的光斑进行扫描式辐照，或者采用大于太阳能电池栅线的宽度进行扫描式辐照，辐照次数采用一次以上。
6.如权利要求1-4任一项所述的太阳能电池的电极局部接触结构的制备方法，其特征在于：第一热处理过程的峰值温度为500℃~900℃。
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