CN108682699B - 一种低成本的mwt太阳能电池正电极的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低成本的MWT太阳能电池正电极的制备方法。在背面电极制备过程中,采用MWT填孔银浆,使用网版印刷制备MWT背面电极,MWT背面电极,包括负电极、正电极,负极区和正极区,负极区为负电极所在列延伸形成的条形区域,正极区为正电极所在列延伸形成的条形区域,负极区与正极区邻接,负极区和正极区的网版膜厚不同。所述负极区的网版膜厚大于和正极区的网版膜厚,将正极区的网版膜厚降低,在保证负电极点填孔效果不变的情况下,达到降低正电极点浆料耗量以降低成本的目的。

Description

一种低成本的MWT太阳能电池正电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低成本的MWT太阳能电池正电极的制备方法,属于MWT太阳能电池组件加工技术领域。
背景技术
目前,晶体硅太阳能技术包括异质结太阳能电池(HIT),背电极接触硅太阳能电池(IBC),发射极环绕穿通硅太阳能电池(EWT),激光刻槽埋栅电池,倾斜蒸发金属接触硅太阳能电池(OECO)及金属穿孔卷绕硅太阳能电池(MWT)等,其中MWT电池因其效率高,遮光面积小以及更好的外观特点受到越来越多的关注。
MWT晶硅太阳能电池是通过激光钻孔将受光面收集的能量穿过电池转移至电池背光面的电极,以减少受光面的遮光面积来达到提高转换效率的目的。
如图1所示,现有技术在制备MWT太阳能电池背光面电极时,如申请号CN201410016190.6和专利CN201410844698.5均沿用传统常规电池电极的制备方法,即采用特殊银或银铝浆料、丝网印刷的方式,一次印刷制备背光面的正、负电极(分别为图1中的标号3、标号2)。其中,负电极区为激光打孔区,连接受光面的正面电极栅线。采用此方法在制备负电极时,由于要兼顾堵住电池片的电极孔和组件焊接的有效焊接面积,除了所用浆料、网版规格和浆料用量等均有特殊要求外,负电极区的大小和形状的设计需要满足一定要求。由此,造成负电极区的非必要的浆料成本上升。
目前,已有技术(专利申请号2017114454605)通过二次印刷的方式,分别印刷制备正电极+负电极区外围焊接部分和负电极堵孔部分,由此通过降低正电极区和负电极区的银浆固含量和耗量的方式,达到降低成本的目的。但此技术需要增加额外的设备投入,不利于常规产线的推广。
发明内容
发明目的:针对现有技术中存在的问题与不足,本发明提供一种低成本的MWT太阳能电池正电极的制备方法,采用银或银铝浆料、丝网印刷的方式,一次同时制备MWT电池的正、负电极。将传统膜厚相同的MWT背面电极网版,设计为分区不同的膜厚,即负电极区与正电极区的膜厚设计为不同厚度,将正电极区的网版膜厚降低,在保证负电极点填孔效果不变的情况下,达到降低正电极点浆料耗量以降低成本的目的。
技术方案:一种低成本的MWT太阳能电池正电极的制备方法,在背面电极制备过程中,采用MWT填孔银浆,使用网版印刷制备MWT背面电极,MWT背面电极,包括负电极、正电极,负极区和正极区,负极区为负电极所在列延伸形成的条形区域,正极区为正电极所在列延伸形成的条形区域,负极区与正极区邻接,负极区和正极区的网版膜厚不同。
所述负极区的网版膜厚大于和正极区的网版膜厚,将正极区的网版膜厚降低,在保证负电极点填孔效果不变的情况下,达到降低正电极点浆料耗量以降低成本的目的。
所述正极区膜厚为5μm,负极区膜厚为20μm。
所述多个正极区的宽度相等。
包括上述正电极的MWT太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:
(1)硅片:采用太阳能级P型单晶或多晶硅片作为衬底;
(2)激光打孔:在硅片上激光开孔,孔洞为N×N的阵列,孔洞形状为圆心、方形或锥形等;一种较好的选择,激光打孔的孔径在100-400μm;
(3)制绒:使用现有常规化学清洗和织构化方法进行制绒,形成光陷阱表面;
(4)扩散:在绒面上使用POCl3扩散源进行高温单面扩散,形成PN结;
(5)掩膜:在硅片背表面(以打孔的孔洞为圆心),制备直径1-10mm(例如直径为1、2、4、8、10mm)、厚度1-50μm(例如厚度25μm)的圆形有机掩膜(如石蜡膜),制备方法为丝网印刷或喷墨打印法。
(6)刻蚀:使用化学溶液进行刻蚀,去除硅片周边及背面多余的PN结,清洗有机掩膜,去除扩散后硅衬底表面的磷硅玻璃。
(7)镀膜:使用PECVD设备制备氮化硅减反膜,减反膜覆盖正电极3及扩散面。
(8)背面电极制备:采用MWT填孔银浆,采用250目,线经30μm,纱厚60μm,正电极区膜厚5μm,负电极区膜厚20μm的分区不同膜厚设计的网版,一次印刷制备MWT背面的电极;
(9)铝背场制备:在MWT背面制备铝背场;
(10)正电极3制备:采用常规正面银浆,如贺利氏9641,杜邦PV20、蒂科92A等,通过丝网印刷方式在硅片扩散面(即硅片正表面)制备正电极3。
(11)烧结:在链式炉中进行烘干和烧结(烧结温度为750℃-820℃),形成正面电极欧姆接触及形成背电场。
有益效果:与现有技术相比,本发明所提供的低成本的MWT太阳能电池正电极的制备方法,具有以下优点:
1.采用一次印刷,同时制备MWT电池的正、负极的方式,保持了常规工艺简单的、易推广的优点。
2.采用网版分区的不同膜厚设计,通过降低正极区的网版膜厚,达到降低正极区浆料耗量,从而实现成本的降低。
附图说明
图1为常规MWT背面电极图形;
图2为MWT常规网版;
图3为MWT分区不同膜厚网版;
图中,1为MWT背面电极,2为负电极,3为正电极,4为负极区,5为正极区。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明。
实施例1
MWT背面电极,包括负电极2、正电极3,负极区4和正极区5,负极区4为负电极2所在列延伸形成的条形区域,正极区5为正电极3所在列延伸形成的条形区域,负极区4与正极区5邻接,负极区4的宽度与正极区5的宽度没有限制,负极区4和正极区5的网版膜厚不同,如图3所示,五条正极区5的宽度相等。负极区4的网版膜厚大于和正极区5的网版膜厚,将正极区5的网版膜厚降低,在保证负电极2点填孔效果不变的情况下,达到降低正电极3点浆料耗量以降低成本的目的。
包括上述正电极的MWT太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:
(1)硅片:采用太阳能级P型单晶或多晶硅片作为衬底;
(2)激光打孔:在硅片上激光开孔,孔洞为N×N的阵列,孔洞形状为圆心、方形或锥形等;一种较好的选择,激光打孔的孔径在100-400μm;
(3)制绒:使用现有常规化学清洗和织构化方法进行制绒,形成光陷阱表面;
(4)扩散:在绒面上使用POCl3扩散源进行高温单面扩散,形成PN结;
(5)掩膜:在硅片背表面(以打孔的孔洞为圆心),制备直径1-10mm(例如直径为1、2、4、8、10mm)、厚度1-50μm(例如厚度25μm)的圆形有机掩膜(如石蜡膜),制备方法为丝网印刷或喷墨打印法。
(6)刻蚀:使用化学溶液进行刻蚀,去除硅片周边及背面多余的PN结,清洗有机掩膜,去除扩散后硅衬底表面的磷硅玻璃。
(7)镀膜:使用PECVD设备制备氮化硅减反膜,减反膜覆盖正电极3及扩散面。
(8)背面电极制备:采用MWT填孔银浆,采用250目,线经30μm,纱厚60μm,正电极区膜厚5μm,负电极区膜厚20μm的分区不同膜厚设计的网版,一次印刷制备MWT背面的电极;
(9)铝背场制备:在MWT背面制备铝背场;
(10)正电极3制备:采用常规正面银浆,如贺利氏9641,杜邦PV20、蒂科92A等,通过丝网印刷方式在硅片扩散面(即硅片正表面)制备正电极3。
(11)烧结:在链式炉中进行烘干和烧结(烧结温度为750℃-820℃),形成正面电极欧姆接触及形成背电场。
以上(1)-(7)、(9)-(11)步骤为现有技术中常规MWT电池的制备步骤。

Claims (2)

1.一种MWT太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)硅片:采用太阳能级P型单晶或多晶硅片作为衬底;
(2)激光打孔:在硅片上激光开孔,孔洞为N×N的阵列,孔洞形状为圆形、方形或锥形,其中N≥5,激光打孔的孔径在100-400μm;
(3)制绒:使用现有常规化学清洗和织构化方法进行制绒,形成光陷阱表面;
(4)扩散:在绒面上使用POCl3扩散源进行高温单面扩散,形成PN结;
(5)掩膜:在硅片背表面,制备直径1-10mm、厚度1-50μm的圆形有机掩膜,制备方法为丝网印刷或喷墨打印法;
(6)刻蚀:使用化学溶液进行刻蚀,去除硅片周边及背面多余的PN结,清洗有机掩膜,去除扩散后硅衬底表面的磷硅玻璃;
(7)镀膜:使用PECVD设备制备氮化硅减反膜,减反膜覆盖正电极及扩散面;
(8)背面电极制备:采用MWT填孔银浆,其中采用250目、线经30μm、纱厚60μm、正电极区膜厚5μm、负电极区膜厚20μm的分区不同膜厚设计的网版,一次印刷制备MWT背面电极;
(9)铝背场制备:在MWT背面制备铝背场;
(10)正电极制备:采用常规正面银浆,通过丝网印刷方式在硅片扩散面制备正电极;
(11)烧结:在链式炉中进行烘干和烧结,形成正面电极欧姆接触及形成背电场。
2.如权利要求1所述的MWT太阳能电池的制备方法,其特征在于:多个所述正电极区的宽度相等。
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