CN108987503A - 一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池电池结构及其制备方法，沿硅基底厚度方向自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜、正面掺杂层、n型硅基底、背面掺杂层、背面钝化膜和电池电极；背面掺杂层由第一掺杂区域和第二掺杂区域组成，第一掺杂区域和第二掺杂区域结构相同且呈指状交叉排列，第一掺杂区域和第二掺杂区域之间设置有隔离区域；电池电极包括正电极和负电极，正电极与第二掺杂区域接触，负电极第一掺杂区域接触；该结构可以较好避免了在空间上造成漏电流的可能。提高电池在后期产品的可靠性表现，减少电池组件的工艺难度。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池的电池结构及其制备方法。
背景技术
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳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。
指状交叉背接触电池，又称为IBC电池。其中IBC是指Interdigitated backcontact指状交叉背接触。IBC电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；并且这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
目前使用的指状交叉背接触太阳电池的背面结构通常使用贯通式的p型掺杂区和n型掺杂区，然后使用贯穿式或非贯穿式的电极并结合绝缘材料进行正负极绝缘，因此在制备IBC电池时，有时需要额外进行绝缘体的制备过程，并且由于在硅片厚度方向上会有正负电极共存的现象，或者在硅片厚度方向上有n型区域和正极共存、p型区域和负极共存的问题，对后期的电池的可靠性有较大的影响，也会在续电池组件的制备中造成较大的焊接困难。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池电池结构及其制备方法，可以较好的解决上述问题。提高电池在后期产品的可靠性表现，减少电池组件的工艺难度。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是，
一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，沿硅基底厚度方向自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜、正面掺杂层、n型硅基底、背面掺杂层、背面钝化膜和电池电极；所述背面掺杂层由第一掺杂区域和第二掺杂区域组成，第一掺杂区域和第二掺杂区域呈指状交叉排列；所述的电池电极包括正电极和负电极；
所述第一掺杂区域包括第一贯穿区域和第一垂直区域，所述第二掺杂区域包括第二贯穿区域和第二垂直区域；第一贯穿区域和第二贯穿区域相互平行；所述第一垂直区域和第一贯穿区域相互垂直并连接；所述第二垂直区域和第二贯穿区域相互垂直并连接；在第一贯穿区域方向上，第一垂直区域和第二垂直区域交错排列；
第一掺杂区域和第二掺杂区域之间至少部分存在有隔离区域，将第一掺杂区域和第二掺杂区域隔开，其宽度为2～200um；
所述正电极包括正极细栅线和正极连接电极，所述负电极包括负极细栅线和负极连接电极；负极细栅线与第一掺杂区域的第一垂直区域形成接触；正极细栅线与第二掺杂区域的第二垂直区域形成接触；负极连接电极设置在第一贯穿区域内；正极连接电极设置在第二贯穿区域内；正极细栅线和正极连接电极连接，并通过正极连接电极导出电流，负电极包括负极细栅线和负极连接电极连接，并通过负极连接电极导出电流。
所述第二掺杂区域的一个第二垂直区域的宽度与相邻第一掺杂区域的一个第一垂直区域的宽度之和为0.2～5mm，其中第二垂直区域的宽度和第一垂直区域的宽度比值为1～20。
所述第一掺杂区域的第一贯穿区域宽度为0.08～5mm；所述第二掺杂区域的第二贯穿区域的宽度为0.08～5mm。
所述正极细栅线由银、铝、铜或镍中的一种或多种组成，正极细栅线的宽度为20um～200um；所述负极细栅线由银、铜和镍中的一种或多种组成，负极细栅线的宽度为20um～200um。
所述正极连接电极和负极连接电极均由银、铜、铝或镍中的一种或多种组成；所述正极连接电极为1-40根，所述负极连接电极为1-40根。
所述正面钝化及减反射膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成；所述背面的钝化膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成。
正面掺杂层为n型正面掺杂层；所述n型正面掺杂层掺杂有V族元素，掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。
正面掺杂层为p型正面掺杂层；p型正面掺杂层掺杂有III族元素，掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。
一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池的制备方法，包括如下步骤：
1)对n型硅基底正面进行表面织构化；
2)在n型硅基底背面图形化形成第二掺杂区域和第一掺杂区域，使得第一掺杂区域和第二掺杂区域呈指状交叉形式交错排列；在硅基底正面制备n型表面掺杂层或p型正面掺杂层；并在背面第二掺杂区域和背面第一掺杂区域的部分或整个边界上形成隔离区域；
3)再在n型硅基底背面制备背面钝化膜，在n型硅基底正面制备正面钝化及减反射膜；
4)在背面钝化膜上制备电池电极。
步骤4)中，正电极与第二掺杂区域接触，负电极与第一掺杂区域接触，电极和掺杂区域的接触采用电极浆料烧穿背面钝化膜形成直接接触，或者通过设置预开膜区域并在预开膜区域形成直接接触。
本发明的有益效果是：
本发明具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，第一掺杂区域和第二掺杂区域结构相同均采用“丰”字结构并呈指状交叉排列，使用间隔排列并且第二掺杂区域垂直部和第一掺杂区域垂直部相互卡合，使得正电极和负电极在电池垂直方向上没有重叠区域，避免了在空间上造成漏电流的可能。并且第一掺杂区域和第二掺杂区域之间的隔离区域，使得第一掺杂区域和第二掺杂区域在边界处彼此隔开，取消了正电极和负电极之间的绝缘体设计，可以减少工艺流程，减少空间复杂度。这样的结构在垂直方向上不会有正负极共存的现象，并且可以提高电池在后期产品的可靠性表现，减少电池组件的工艺难度。n型区域包括第一贯穿区域和第一垂直区域，述p型区域包括第二贯穿区域和第二垂直区域；第一垂直区域与第一贯穿区域垂直相交形成局部为呈丰字形的结构，第二贯穿区域和第二垂直区域垂直相交形成局部为呈丰字形的结构，进而错位形成呈指状交叉形式交错排列结构。正电极与第二掺杂区域接触，负电极设置在第一掺杂区域接触，且其宽度均小于对应的掺杂区域，使得在硅片厚度方向上没有n型区域和正极共存、p型区域和负极共存的问题，避免了在空间上造成漏电流的可能。
本发明的制备方在提高电池在后期产品的可靠性表现的同时，工序简单，成本低，减少电池组件的工艺难度。
附图说明
图1为本发明结构的剖面示意图。
图2为本发明的结构平面示意图一。
图3为本发明的结构平面示意图二。
图4为实施方式中的一个具体实施例的背面局部示意图。
图5为实施方式中的一个具体实施例的电极示意图。
其中，1为硅基底，2为正面钝化减反射膜，3为第一掺杂区域，4为第二掺杂区域，5为背面钝化层，6为负电极细栅，7为正电极细栅，8为负极连接电极，9为正极连接电极，10为隔离区域，11为正面掺杂层；301为第一贯穿区域，302为第一垂直区域，401为第二贯穿区，402为第二垂直区域。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术进行详细说明：
如图1至5所示，一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，硅基底1厚度方向上自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜2、正面掺杂层11、n型硅基底1、背面掺杂层、背面钝化膜和电池电极；背面掺杂层由背面的第一掺杂区域3和第二掺杂区域4组成；
背面的第一掺杂区域3和第二掺杂区域4呈指状交叉形式交错排列，其中n型区域3包括第一贯穿区域301和第一垂直区域302，p型区域4包括第二贯穿区域401和第二垂直区域402；第一贯穿区域301和第二贯穿区域相互平行；第一垂直区域302和第一贯穿区域301相互垂直并连接；第二垂直区域402和第二贯穿区域401相互垂直并连接；在第一贯穿区域301方向上，第一垂直区域302和第二垂直区域402交错排列；
第一掺杂区域3和第二掺杂区域4之间的隔离区域10，使得p型区域和n型区域在在边界处彼此隔开。隔离区域10为连续结构或间断结构，其宽度为2～200um；如图2或3所示。
电池电极包括正电极和负电极，正电极包括正极细栅线7和正极连接电极99，负电极包括负极细栅线6和负极连接电极88；负极细栅线6与第一掺杂区域3的第一垂直区域302形成接触；正极细栅线7与第二掺杂区域4的第二垂直区域402形成接触；负极连接电极88设置在第一贯穿区域301内；正极连接电极99设置在第二贯穿区域401内；正极细栅线7与正极连接电极99连接，并通过正极连接电极99导出电流，负极细栅线6与负极连接电极88连接，并通过负极连接电极88导出电流。
具体的，第二掺杂区域4的一个第二垂直区域402的宽度与相邻第一掺杂区域3的一个第一垂直区域302的宽度之和为0.2～5mm，其中第二垂直区域402的宽度和第一垂直区域302的宽度比值为1～20之间。第一掺杂区域3的第一贯穿区域301宽度为0.08～5mm；第二掺杂区域4的第二贯穿区域401的宽度为0.08～5mm。
正面钝化及减反射膜2，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成；背面的钝化膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成。
正极细栅线7主由银、铝、铜或镍中的一种或多种组成，正极细栅线7的宽度为20um～200um。负极细栅线6由银、铜和镍中的一种或多种组成，负极细栅线6的宽度为20um～200um。正极连接电极99和负极连接电极88由银、铜、铝或镍中的一种，或多种组成。正极连接电极99为1-40根，负极连接电极88为1-40根。
正面掺杂层11为p型正面掺杂层或n型正面掺杂层，p型正面掺杂层掺杂有III族元素，掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。n型正面掺杂层掺杂有V族元素，掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。
一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池的制备方法，至少包括如下步骤：
1)对n型硅片基底正面进行表面织构化；
2)在硅基底1背面图形化形成第二掺杂区域4和第一掺杂区域3；在硅基底1正面制备n型正面掺杂层11或p型正面掺杂层11；
3)在背面第二掺杂区域(4)和背面第一掺杂区域(3)边界上形成隔离区域(10)；具体为，使用激光沿背面第二掺杂区域(4)和第一掺杂区域(3)的边界进行开槽处理，形成沟槽，在后续过程中完成对此沟槽区域的钝化，使得背面第二掺杂区域(4)和背面第一掺杂区域(3)边界上形成隔离区域(10)；或者在第二掺杂区域(4)和第一掺杂区域(3)之间留有隔离区域(10)形状大小的未去除的氧化硅膜，此区域在后续磷扩散过程中形成隔离区域(10)。
4)再在n型硅基底(1)背面制备背面钝化膜(5)，在n型硅基底(1)正面制备正面钝化及减反射膜(2)；
5)在背面钝化膜(5)上制备电池电极。电极制备步骤中，正极细栅线7和第二掺杂区域4形成接触，负极细栅线6和第一掺杂区域3形成接触；电极和掺杂层的接触可以为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，也可以是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例1：
如图1至5所示，
一种指状交叉背接触太阳电池的结构，这自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜2、n型正面掺杂层11、n型硅基底1、背面分布的第一掺杂区域3和第二掺杂区域4、背面钝化膜和电池电极；n型正面掺杂层11掺杂有V族元素，掺杂浓度为1×1017～1×1019cm-3；背面的第一掺杂区域3和第二掺杂区域4呈指状交叉形式交错排列，其中n型区域3包括第一贯穿区域301和第一垂直区域302，p型区域4包括第二贯穿区域401和第二垂直区域402；第一贯穿区域301和第二贯穿区域401相互平行；第一垂直区域302和第一贯穿区域301相互垂直并连接；第二垂直区域402和第二贯穿区域401相互垂直并连接；在第一贯穿区域301方向上，第一垂直区域302和第一垂直区域302交错排列；电池电极包括正电极和负电极，正电极包括正极细栅线7和正极连接电极9，负电极包括负极细栅线6和负极连接电极8；负极细栅线局域地与第一掺杂区域3的第一垂直区域302形成接触；正极细栅线局域地与第二掺杂区域4的第二垂直区域402形成接触；负极连接电极8设置在第一贯穿区域301内；正极连接电极9设置在第二贯穿区域401内；正极细栅线与正极连接电极9连接，并通过正极连接电极9导出电流，负极细栅线与负极连接电极8连接，并通过负电极连接电极导出电流；
其中，第一掺杂区域3的第一垂直区域302的宽度为0.2mm；第二掺杂区域4的第二垂直区域402的宽度为0.5mm。第二垂直区域402的宽度和第一掺杂区域3的宽度比值为2.5。其中，第一掺杂区域3的第一贯穿区域301为0.08mm；第二掺杂区域4的第二贯穿区域401的宽度为0.08mm。
n型区域3和p型区域4之间的隔离区域10，使得p型区域和n型区域在在边界处彼此隔开。隔离区域10为连续结构，如图2所示。
正面的钝化及减反射膜为氮化硅，折射率为2.03，厚度80nm；背面的钝化膜为氧化铝叠加氮化硅的叠层结构，其中氧化铝厚度为15nm，氮化硅厚度为80nm，氮化硅折射率2.10。
正电极细栅7线主要由银组成，正电极细栅7线的宽度为30um。负电极细栅6线主要由银组成，负电极细栅6线的宽度为30um。正电极的连接电极为5根，负电极的连接电极也为5根。正电极的连接电极在上述第二掺杂区域4的贯穿区域内，并连接此p型区域内的所有正电极细栅7线；负电极的连接电极在上述第一掺杂区域3的贯穿区域内，并连接此n型区域内的所有负电极细栅6线。正电极连接电极为主要由银组成，宽度为50um，厚度为10um，负电极连接电极为主要由银组成，宽度为50um，厚度为10um。
一种制备太阳电池的方法，步骤如下：
1)对硅基底1进行正表面织构化。n型单晶硅作为电池硅基底1，使用含有KOH的溶液进行表面织构化。KOH溶液浓度5％wt，温度80℃。并在此过程使用还有氢氟酸的溶液进行清洗，并经过水洗烘干等工序。
2)在背面分别形成局域第二掺杂区域4和第一掺杂区域3。使用印刷含硼掺杂浆料进行涂布，上述含硼掺杂浆料的涂布，使用丝网印刷的形式进行局域化图形涂布，硼掺杂浆料涂布区域间隔出现，涂布后的硼掺杂浆料图形形成如图1所示的形状，硼掺杂浆料涂布区域包括垂直区域和贯穿区域，并且垂直区域和贯穿区域相互垂直并连接。并通过970℃热扩散完成背面第二掺杂区域4的制备，并在热扩散过程中通入足量的氧气在970℃条件下氧化，形成较厚的氧化层。然后使用激光氧化层上进行局部开膜，局域化预留出待n型掺杂的区域。开膜区域的图形和硼掺杂区域的图形相互啮合，因此也包括垂直区域和贯穿区域。对开膜区域进行腐蚀清洗后进行POCl3热扩散形成背面的第一掺杂区域3，以及正表面的n+正面掺杂层11。由此，第二掺杂区域4和第一掺杂区域3完成图形化分布，形成第二掺杂区域4和第一掺杂区域3的指状交叉的背面掺杂结构。其中，第一掺杂区域3的第一垂直区域302的宽度为0.2mm；第二掺杂区域4的第二垂直区域402的宽度为0.5mm。第二垂直区域402的宽度和第一掺杂区域3的宽度比值为2.5。其中，第一掺杂区域3的第一贯穿区域301为0.08mm；第二掺杂区域4的第二贯穿区域401的宽度为0.08mm。
3)在背面第二掺杂区域4和背面第一掺杂区域3边界上形成隔离区域10。使用激光沿背面第二掺杂区域4和n型区域的所有的边界进行开槽处理，形成沟槽，在后续过程中完成对此沟槽区域的钝化，即为隔离区域10。隔离区域10将背面第二掺杂区域4和背面第一掺杂区域3分开。使用激光功率为20瓦特，波长为1064nm，光斑直径为30um。形成的隔离区如图1-1所示。
4)正面钝化减反射膜和背面钝化膜的制备。在经含氢氟酸的漕式清洗机的去除硼硅玻璃和磷硅玻璃的步骤后，使用增强型等离子化学气相沉积(PECVD)在电池正面沉积SiNx作为钝化及减反射层，厚度为80nm，折射率2.03。背面使用原子层沉积(ALD)沉积5-10nm氧化铝作为背面钝化层5，底层再使用PECVD在其上沉积70nm厚的氮化硅。
5)采用丝网印刷方式在电池背面第二掺杂区域4和背表第一掺杂区域3上方形成包含导电成分的电极浆料层，并在烧结炉中完成金属化热处理形成电极。金属化热处理过程中的加热峰值温度400-750℃，本实施例中优选的加热处理峰值温度为650℃。
实施例2：
仍使用图2作为图示，和实施例1结构类似，但是正面掺杂层11使用p型作为正面掺杂层11，这种情况下，正表面形成浮动pn结，也可以增强正表面的钝化。其他结构和实施例1的结构类似。
这种指状交叉背接触太阳电池的结构，这种电池自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜2、p型正面掺杂层11、n型硅基底1、分布的背面第一掺杂区域3和背面第二掺杂区域4、背面钝化膜和电池电极；p型正面掺杂层11掺杂有V族元素硼，并且硼掺杂浓度为1×1017～3×1019cm-3。
背面第一掺杂区域3和背面第二掺杂区域4呈指状交叉形式交错排列，其中背面第一掺杂区域3包括第一贯穿区域301和第一垂直区域302，背面第二掺杂区域4包括第二贯穿区域401和第二垂直区域402；第一贯穿区域301和第二贯穿区域401相互平行；第一垂直区域302和第一贯穿区域301相互垂直并连接；第二垂直区域402和第二贯穿区域401相互垂直并连接；在第一贯穿区域301方向上，第一垂直区域302和第一垂直区域302交错排列；池电极包括正电极和负电极，正电极包括正极细栅线7和正极连接电极9，负电极包括负极细栅线6和负极连接电极8；负极细栅线局域地与背面第一掺杂区域3的第一垂直区域302形成接触；正极细栅线局域地与背面第二掺杂区域4的第二垂直区域402形成接触；负极连接电极8设置在第一贯穿区域301内；正极连接电极9设置在第二贯穿区域401内；正极细栅线与正极连接电极9连接，并通过正极连接电极9导出电流，负极细栅线与负极连接电极8连接，并通过负电极连接电极导出电流。
其中，背面第一掺杂区域3的第一垂直区域302的宽度为0.2mm；背面第二掺杂区域4的第二垂直区域402的宽度为1mm。第二垂直区域402宽度和第一垂直区域302的宽度的比值为5/1。其中，背面第一掺杂区域3的第一贯穿区域301为0.1mm；背面第二掺杂区域4的第二贯穿区域401的宽度为0.1mm。
n型区域3和p型区域4之间的隔离区域10，使得p型区域和n型区域在部分区域彼此隔离。隔离区域10为断结构，如图3所示。
正面的钝化及减反射膜为氮化硅，折射率为2.03，厚度80nm；背面的钝化膜为氧化铝叠加氮化硅的叠层结构，其中氧化铝厚度为15nm，氮化硅厚度为80nm，氮化硅折射率2.10。
正电极细栅7线主要由银组成，正电极细栅7线的宽度为30um。负电极细栅6线主要由银组成，负电极细栅6线的宽度为30um。正电极的连接电极为5根，负电极的连接电极也为5根。正电极的连接电极在上述背面第二掺杂区域4的贯穿区域内，并连接此p型区域内的所有正电极细栅7线；负电极的连接电极在上述背面第一掺杂区域3的贯穿区域内，并连接此n型区域内的所有负电极细栅6线。正电极连接电极为主要由银组成，宽度为50um，厚度为10um，负电极连接电极为主要由银组成，宽度为50um，厚度为10um。
这种制备太阳电池的方法，步骤如下：
1)对硅基底1进行正表面织构化。n型单晶硅作为电池硅基底1，使用含有KOH的溶液进行表面织构化。KOH溶液浓度5％wt，温度80℃。并在此过程使用还有氢氟酸的溶液进行清洗，并经过水洗烘干等工序。
2)在背面分别形成局域第二掺杂区域4和第一掺杂区域3，以及形成正表面p型掺杂层。使用丝网印刷含硼掺杂浆料进行涂布，上述含硼掺杂浆料的涂布，硼掺杂浆料涂布区域间隔出现，涂布后的硼掺杂浆料图形形成如图1所示的形状，硼掺杂浆料涂布区域包括垂直区域和贯穿区域，并且垂直区域和贯穿区域相互垂直并连接。在n型硅基底1正面印刷整面的硼掺杂浆料。将上述半成品经过970℃热扩散，完成背面第二掺杂区域4的制备，正表面p型掺杂层11形成，并在热扩散推进过程中通入足量的氧气氧化，形成较厚的氧化层，即为硼硅玻璃。然后使用氧化硅刻蚀掩膜在氧化层上进行局部开膜，局域化预留出待n型掺杂的区域。开膜区域的图形和硼掺杂区域的图形相互啮合，因此也包括垂直区域和贯穿区域。对开膜区域进行腐蚀清洗后进行POCl3热扩散形成背面第一掺杂区域3。在此POCl3扩散过程中，使用管式扩散炉进行扩散，并将上述硅片进行单面扩散，将硅基底1两片面对面插入石英舟。正反面的硼硅玻璃作为磷扩散的阻挡层，可以防止共掺杂现象的发生。由此，背面第二掺杂区域4和背面第一掺杂区域3完成图形化分布，形成背面第二掺杂区域4和背面第一掺杂区域3的指状交叉的背面掺杂结构。并在此时完成了正面掺杂层11的制备。
3)在背面第二掺杂区域4和背面第一掺杂区域3边界上形成隔离区域10。使用激光沿背面第二掺杂区域4和n型区域的边界进行开槽处理，形成沟槽，在后续过程中完成对此沟槽区域的钝化，即为隔离区域10。隔离区域10将背面第二掺杂区域4和背面第一掺杂区域3分开。使用激光功率为20瓦特，波长为1064nm，光斑直径为30um。
4)正面钝化减反射膜和背面钝化膜的制备。在经含氢氟酸的漕式清洗机的去除硼硅玻璃和磷硅玻璃的步骤后，使用增强型等离子化学气相沉积(PECVD)在电池正面沉积SiNx作为钝化及减反射层，厚度为80nm，折射率2.03。背面使用原子层沉积(ALD)沉积5-10nm氧化铝作为背面钝化层5，底层再使用PECVD在其上沉积70nm厚的氮化硅。
采用丝网印刷方式在电池背面第二掺杂区域4和背表背面第一掺杂区域3上方形成包含导电成分的电极浆料层，并在烧结炉中完成金属化热处理形成电极。金属化热处理过程中的加热峰值温度400-750℃，本实施例中优选的加热处理峰值温度为650℃。
另外，本发明的上述实施方式为实施例，具有与本发明的权利要求书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 (11)
1.一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，沿硅基底厚度方向自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜(2)、正面掺杂层(11)、n型硅基底(1)、背面掺杂层、背面钝化膜(5)和电池电极；所述背面掺杂层由第一掺杂区域(3)和第二掺杂区域(4)组成，第一掺杂区域(3)和第二掺杂区域(4)呈指状交叉排列；所述的电池电极包括正电极和负电极；
所述第一掺杂区域(3)包括第一贯穿区域(301)和第一垂直区域(302)，所述第二掺杂区域(4)包括第二贯穿区域(401)和第二垂直区域(402)；第一贯穿区域(301)和第二贯穿区域(401)相互平行；所述第一垂直区域(302)和第一贯穿区域(301)相互垂直并连接；所述第二垂直区域(402)和第二贯穿区域(401)相互垂直并连接；在第一贯穿区域(301)方向上，第一垂直区域(302)和第二垂直区域(402)交错排列；
第一掺杂区域(3)和第二掺杂区域(4)之间至少部分存在有隔离区域，将第一掺杂区域和第二掺杂区域隔开；
所述正电极包括正极细栅线(7)和正极连接电极(9)，所述负电极包括负极细栅线(6)和负极连接电极(8)；负极细栅线(6)与第一掺杂区域(3)的第一垂直区域(302)形成接触；正极细栅线(7)与第二掺杂区域(4)的第二垂直区域(402)形成接触；负极连接电极(8)设置在第一贯穿区域(301)内；正极连接电极(9)设置在第二贯穿区域(401)内；正极细栅线(7)和正极连接电极(9)连接，并通过正极连接电极(9)导出电流，负电极包括负极细栅线(6)和负极连接电极(8)连接，并通过负极连接电极(8)导出电流。
2.根据权利要求1所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，所述第二掺杂区域(4)的一个第二垂直区域(402)的宽度与相邻第一掺杂区域(3)的一个第一垂直区域(302)的宽度之和为0.2～5mm，其中第二垂直区域(402)的宽度和第一垂直区域(302)的宽度比值为1～20。
3.根据权利要求1所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，所述第一掺杂区域(3)的第一贯穿区域(301)宽度为0.08～5mm；所述第二掺杂区域(4)的第二贯穿区域(401)的宽度为0.08～5mm。
4.根据权利要求1所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，所述正极细栅线(7)由银、铝、铜或镍中的一种或多种组成，正极细栅线(7)的宽度为20um～200um；所述负极细栅线(6)由银、铜和镍中的一种或多种组成，负极细栅线(6)的宽度为20um～200um。
5.根据权利要求1所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，所述正极连接电极(9)和负极连接电极(8)均由银、铜、铝或镍中的一种或多种组成；所述正极连接电极(9)为1-40根，所述负极连接电极(8)为1-40根。
6.根据权利要求1所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，所述正面钝化及减反射膜(2)，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成；所述背面的钝化膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，正面掺杂层(11)为n型正面掺杂层；所述n型正面掺杂层掺杂有V族元素，掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。
8.根据权利要求1～6任意一项所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，正面掺杂层(11)为p型正面掺杂层；p型正面掺杂层掺杂有III族元素，掺杂浓度为1×1017～5×1021cm-3。
9.根据权利要求1～6任意一项所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池，其特征在于，隔离区域宽度为2～200um。
10.一种具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)对n型硅基底(1)正面进行表面织构化；
2)在n型硅基底(1)背面图形化形成第二掺杂区域(4)和第一掺杂区域(3)，使得第一掺杂区域(3)和第二掺杂区域(4)呈指状交叉形式交错排列；在硅基底(1)正面制备n型表面掺杂层或p型正面掺杂层；并在背面第二掺杂区域(4)和背面第一掺杂区域(3)的部分或整个边界上形成隔离区域(10)；
3)再在n型硅基底(1)背面制备背面钝化膜(5)，在n型硅基底(1)正面制备正面钝化及减反射膜(2)；
4)在背面钝化膜(5)上制备电池电极。
11.根据权利要求10所述的具有隔离区域的指状交叉背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，步骤4)中，正电极与第二掺杂区域(4)接触，负电极与第一掺杂区域(3)接触，电极和掺杂区域的接触采用电极浆料烧穿背面钝化膜(5)形成直接接触，或者通过设置预开膜区域并在预开膜区域形成直接接触。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181211 |