CN113284958A - 一种电极结构、太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电极结构、太阳能电池及其制作方法，涉及光伏技术领域，以提高电极结构与电池基底的结合性能。该电极结构应用于太阳能电池。电极结构包括第一电极层、保护层和第二电极层。第一电极层用于形成在电池基底上；保护层至少覆盖在第一电极层上，用于将第一电极层封盖在电池基底上；第二电极层位于保护层上，第二电极层穿过保护层，并与第一电极层电接触。本发明提供的电极结构、太阳能电池及其制作方法用于太阳能电池制造。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种电极结构、太阳能电池及其制作方法。
背景技术
太阳能电池的电极，可以通过丝网印刷工艺和烧结工艺制作在电池基底上。
但是，现有的丝网印刷工艺所制作的电极结构，与电池基底的粘结力较差，容易出现拉力不足，剥落等问题，在后续焊接工艺中，也容易出现焊接稳定性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电极结构、太阳能电池及其制作方法，以提高电极结构与电池基底的结合性能。
第一方面，本发明提供一种电极结构。该电极结构应用于太阳能电池。该电极结构包括第一电极层、保护层和第二电极层。第一电极层用于形成在电池基底上；保护层至少覆盖在第一电极层上，用于将第一电极层封盖在电池基底上；第二电极层位于保护层上，第二电极层穿过保护层，并与第一电极层电接触。
采用上述技术方案时，电极结构具有第一电极层、第二电极层以及至少覆盖在第一电极层上的保护层。该保护层可以将第一电极层封盖在电池基底上。在保护层的封盖下，第一电极层可以与电池基底紧密接触，进而可以避免第一电极层拉力不足和剥落的问题。此时，保护层可以提高第一电极层与电池基底之间的结合性能以及电接触性能。与此同时，与第一电极层电接触的第二电极层可以导出第一电极层的电流。第二电极层与第一电极层均为电极材料，两者具有相同或相近的组分，使得第二电极层与第一电极层之间具有较好的相容性，继而可以使第二电极层较为牢固的粘接在第一电极层上。综上可知，第一电极层与电池基底之间，第二电极层与第一电极层之间均具有较好的结合性能。可见，本发明的电极结构与电池基底之间具有较好的结合性能和电接触性能；并且，在后续互连焊接工艺中，可以避免焊接造成的电极结构与电池基底之间的分离，提高焊接稳定性。
在一些实现方式中，上述第一电极层包括与第二电极层电接触的主栅。此时，第二电极层可以通过主栅将第一电极层收集的电流导出。上述第二电极层在第一电极层的正投影至少覆盖第一电极层的主栅的一部分。此时，第二电极层可以具有较小的面积，进而减少对太阳光的反射，减少第二电极层耗费的电极材料，从而可以确保光吸收率，降低成本。
在一些实现方式中，上述保护层为沉积膜。沉积膜为采用沉积工艺制作的薄膜。当保护层为沉积膜时，保护层以分子结构的形式层层堆积生长在电池基底和第一电极层上。此时，保护层靠近电池基底的分子层均可以与电池基底及第一电极层相结合，相对于印刷来说，沉积膜与电池基底的结合性能较好。
在一些实现方式中，上述保护层用于覆盖电池基底的表面。此时，保护层的一部分封盖在第一电极层上；另一部分直接与电池基底接触，提供封盖第一电极的分子拉力。当保护层覆盖电池基底的表面时，保护层对第一电极层可以提供较大的封盖作用力，从而可以较好的封盖第一电极层。
在一些实现方式中，上述保护层具有至少一组通孔。第二电极层包括焊盘结构以及位于相应组通孔的连接部，每个焊盘结构通过相应组通孔内的连接部与第一电极层电接触。此时，第一电极层的局部位置通过连接部与第二电极层电接触，第一电极层的其余部位被保护层封盖。第一电极层既可以实现电流的高效传输，又可以与电池基底紧密接触。
在一些实现方式中，每组通孔的数量至少为一个。此时，一个焊盘结构通过一组连接部，也就是至少一个连接部与第一电极层电接触。
在一些实现方式中，每组通孔的数量至少为3个，当一组通孔的数量为多个时，多个通孔阵列化排布。此时，每个焊盘结构通过阵列化排布的多个连接部与第一电极层电连接，第二电极层与第一电极层具有多个连接点和着力点。第二电极层和第一电极层可以较为牢固的粘接在一起。
在一些实现方式中，上述保护层的材料为透明材料；和/或，保护层的材料折射率为1.7-1.8；和/或，保护层的材料为Si3N4、TiO2、MgF2；和/或，保护层的厚度为70nm～80nm。此时，呈透明状，且折射率在该范围内的保护层，对太阳光的反射作用较小。保护层为上述材料和厚度范围时，保护层对光的阻挡作用较小，可以确保电池基底具有较高的光吸收率。
第二方面，本发明提供一种太阳能电池。该太阳能电池具有第一方面或第一方面任一实现方式所描述的电极结构。
第二方面提供的太阳能电池的有益效果，可以参考第一方面或第一方面任一实现方式所描述的电极结构的有益效果，在此不再赘述。
在一些实现方式中，上述太阳能电池还包括电池基底，电池基底包括晶体硅片、分别位于晶体硅片两侧的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层、位于第一本征非晶硅层上的第一掺杂类型非晶硅层、位于第二本征非晶硅层上的第二掺杂类型非晶硅层、位于第一掺杂类型非晶硅层上的第一透明导电层以及位于第二掺杂类型非晶硅层上的第二透明导电层。此时，太阳能电池为异质结太阳能电池。采用上述的电极结构，可以减少低温固化工艺制作电极结构时，电极结构粘接强度差的问题。保护层可以将低温固化工艺形成的粘接强度较弱的第一电极层封盖在电池基底上，进而减少第一电极层剥落等问题，提高低温形成的电极结构与电池基底的结合性能。
第三方面，本发明提供一种太阳能电池的制作方法。该太阳能电池的制作方法包括：
提供一电池基底；
在电池基底上形成第一电极层；
在第一电极层上形成至少覆盖在第一电极层上的保护层，保护层将第一电极层封盖在电池基底上；
在保护层上形成第二电极层，第二电极层穿过保护层，并与第一电极层电接触。
第三方面提供的太阳能电池的制作方法的有益效果，可以参考第一方面或第一方面任一实现方式所描述的电极结构的有益效果，在此不再赘述。
在一些实现方式中，上述电池基底包括晶体硅片、分别位于晶体硅片两侧的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层、位于第一本征非晶硅层上的第一掺杂类型非晶硅层、位于第二本征非晶硅层上的第二掺杂类型非晶硅层、位于第一掺杂类型非晶硅层上的第一透明导电层以及位于第二掺杂类型非晶硅层上的第二透明导电层。此时，可以在第一透明导电层和第二透明导电层上形成上述的电极结构，以制作结合性能较好的电极结构。
在一些实现方式中，上述第一电极层采用印刷第一电极浆料工艺形成，第二电极层采用印刷第二电极浆料工艺形成，第一电极浆料的粘度小于第二电极浆料的粘度；保护层的形成方式为沉积。
采用上述技术方案时，第一电极浆料的粘度相对较小，一方面，这种电极浆料的流动性较好，其在电池基底上的延展性较好，所形成的第一电极层在电池基底上的附着性较好，虚印断栅现象较少。另一方面，这种电极浆料所含的树脂成分相对较少，导电成分相对较多，使得所形成的第一电极层收集和传输电流的性能较好。可见，采用粘度较小的电极浆料可以提高第一电极层的导电性能，以及其与电池基底的结合性能。与此同时，第二电极浆料的粘度相对较大。当第二电极层与第一电极层粘接时，可以提高第二电极层与第一电极层的粘接强度，可以避免第二电极层从第一电极层上剥落，提高整个电极结构的结构稳定性，提高电极结构与电池基底的结合稳定性以及焊接稳定性。不同粘度的电极浆料形成的第一电极层和第二电极层，结合保护层对第一电极层的封盖作用，可以进一步提高电极结构与电池基底之间的结合性能，提高电极结构的稳定性。
在一些实现方式中，上述第一电极浆料的粘度为260pa.s～360pa.s；第二电极浆料的粘度为360pa.s～400pa.s。具有该粘度的第一电极浆料，可以确保其具有较好的流动性和导电性能，进而形成断栅少、结构完整且导电性能较好的第一电极层。具有该粘度的第二电极浆料，可以确保其具有较好的粘接性能，可以较为牢固的与第一电极层粘接在一起，并具有较好的导电性能。
在一些实现方式中，上述第一电极浆料的导电材料与第二电极浆料的导电材料相同或不同。当两个电极层的导电材料不同时，可以根据每个电极层的功能，灵活调整其组分。当两个电极层的导电材料相同时，第一电极层和第二电极层之间相容性较好，可以较好的结合在一起。并且第一电极层和第二电极层之间可以较好的传输电流，避免电阻差异导致的电流损耗。
在一些实现方式中，上述第一电极层的干燥温度小于或等于250℃，第二电极层的固化温度为200℃～220℃。此时，第一电极层和第二电极层和保护层的工艺温度较低，可以避免高温对太阳能电池功能结构的破坏。
在一些实现方式中，在第一电极层上形成至少覆盖在第一电极层上的保护层后，在保护层上形成第二电极层前，太阳能电池的制作方法还包括：采用激光开孔工艺在保护层上开设至少一组通孔；其中，激光开孔工艺所使用的激光为皮秒紫外激光，第二电极层穿过保护层上的通孔，与第一电极层电接触。在保护层上形成第二电极层包括：在每组通孔的位置涂覆第二电极层的材料，形成焊盘结构和位于通孔内的连接部。此时，利用皮秒紫外激光，激光强度较小，可以在开孔的同时，避免破坏第一电极层。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的位于保护层中的一组通孔的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的太阳能电池的制作方法的流程图。
图1～图3中，10-电池基底，11-n型晶体硅片，12-第一本征非晶硅层，13-第二本征非晶硅层，14-n型掺杂非晶硅层，15-p型掺杂非晶硅层，16-第一透明导电层，17-第二透明导电层，21-第一电极层，22-保护层，221-通孔，23-第二的电极层，231-连接部，232-焊盘结构。
具体实施方式
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
太阳能电池通常采用丝网印刷工艺制作电极结构，太阳能电池的电极，可以通过丝网印刷工艺和烧结工艺制作在电池基底上。但是，现有的丝网印刷工艺所制作的电极结构，与电池基底的粘结力较差，容易出现拉力不足，剥落等问题，在后续焊接工艺中，也容易出现焊接稳定性差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种太阳能电池。如图1所示，该太阳能电池包括电池基底10和电极结构。电池基底10至少具有光电转换功能层。电池基底10的正面和背面，分别对应太阳能电池的正极和负极。相应的，电极结构位于电池基底10的正面和背面，用以将光电转换功能层所产生的电荷收集并导出。电池基底10可以为TOPCon电池的光电转换功能层，普通晶硅电池的光电转换功能层等。
如图1所示，上述电极结构包括第一电极层21、保护层22和第二电极层23。第一电极层21用于形成在电池基底10上。保护层22至少覆盖在第一电极层21上，用于将第一电极层21封盖在电池基底10上。第二电极层23位于保护层22上，且第二电极层23穿过保护层22，并与第一电极层21电接触。
基于上述结构可知，电极结构具有第一电极层21、第二电极层23以及覆盖在第一电极层21上的保护层22。该保护层22可以将第一电极层21封盖在电池基底10上。在保护层22的封盖下，第一电极层21可以与电池基底10紧密接触，进而可以避免第一电极层21拉力不足和剥落的问题。此时，保护层22可以提高第一电极层21与电池基底10之间的结合性能以及电接触性能。与此同时，与第一电极层21电接触的第二电极层23可以导出第一电极层21的电流。第二电极层23与第一电极层21均为电极材料，两者具有相同或相近的组分，使得第二电极层23与第一电极层21之间具有较好的相容性，继而可以使第二电极层23较为牢固的粘接在第一电极层21上。综上可知，第一电极层21与电池基底10之间，第二电极层23与第一电极层21之间均具有较好的结合性能。可见，本发明实施例的电极结构与电池基底10之间具有较好的结合性能和电接触性能，并且，在后续互连焊接工艺中，可以避免焊接造成的电极结构与电池基底10之间的分离，提高焊接稳定性。
上述第一电极层21包括与第二电极层23电接触的主栅(图中未示出)以及细栅，主栅与细栅电接触。第一电极层21的主栅上有焊接点，此时，第二电极层23可以通过第一电极层21的主栅将第一电极层21收集的电流导出。第二电极层23在第一电极层21的正投影至少覆盖第一电极层21的主栅的一部分。具体的，第二电极层23在第一电极层21的正投影可以是覆盖第一电极层21的主栅，也可以是覆盖第一电极层21的主栅的焊接点。此时，第二电极层23可以具有较小的面积，进而减少对太阳光的反射，减少第二电极层23耗费的电极材料，从而可以确保光吸收率，降低成本。
如图1所示，上述保护层22为沉积膜。沉积膜为采用沉积工艺制作的薄膜。当保护层22为沉积膜时，保护层22以分子结构的形式层层堆积生长在电池基底10和第一电极层21上。此时，保护层22靠近电池基底10的分子层均可以与电池基底10及第一电极层21相结合，相对于印刷来说，沉积膜与电池基底10的结合性能较好。
如图1所示，上述保护层22可以是覆盖第一电极层21，保护层22也可以在覆盖第一电极层21的同时覆盖电池基底10。当保护层22用于覆盖电池基底10的表面，保护层22的一部分覆盖在第一电极层21上；另一部分直接与电池基底10接触，提供封盖第一电极的分子拉力。当保护层22覆盖电池基底10的表面时，保护层22对第一电极层21可以提供较大的封盖作用力，从而可以较好的封盖第一电极层21。应理解，保护层22在覆盖第一电极层21的基础上，可以部分覆盖电池基底10，也可以完全覆盖电池基底10。保护层22覆盖电池基底10的范围越大，其对第一电极层21的封盖效果越好。
如图1所示，上述保护层22具有至少一组通孔221。第二电极层23包括焊盘结构232以及位于相应组通孔221的连接部231，每个焊盘结构232通过相应组通孔221内的连接部231与第一电极层21电接触。具体的，保护层22所具有的通孔221的组数，与焊盘结构232的数量相同，且位置一一对应。通孔221与连接部231的位置及数量一一对应。此时，第一电极层21的局部位置通过连接部231与第二电极层23电接触，第一电极层21的其余位置被保护层22封盖。第一电极层21既可以实现电流的高效传输，又可以与电池基底10紧密接触。
上述每组通孔221的数量至少为一个。每组通孔221所包括的通孔221数量可以为一个，也可以为多个。保护层22所包括的各组通孔221的数量可以相同，也可以不同。例如，保护层22具有3组通孔221，第一组通孔221的数量可以为1个，第二组通孔221的数量可以为3个，第3组通孔221的数量可以为9个。
如图2所示，优选地，每组通孔221的数量至少为3个，当一组通孔221的数量为多个时，多个通孔221阵列化排布。此时，每个焊盘结构232通过阵列化排布的多个连接部231与第一电极层21电连接，第二电极层23与第一电极层21具有多个连接点和着力点。第二电极层23和第一电极层21可以较为牢固的粘接在一起。应理解，上述通孔221可以为圆孔，也可以为方孔。无论通孔221为何种形状，其应当贯穿保护层22，以使通孔221中的连接部231能够电连接第一电极层21和第二电极层23。
上述保护层22的材料可以为透明材料。保护层22的材料可以为Si3N4、TiO2、MgF2。保护层22的材料折射率可以为1.7-1.8。例如，保护层22的材料折射率可以为1.7、1.72、1.73、1.75、1.76、1.77、1.78、1.8等。保护层22的厚度可以为70nm～80nm。例如，保护层22的厚度可以为70nm、71nm、72nm、73nm、74nm、75nm、76nm、77nm、78nm、79nm、80nm等。此时，呈透明状，且折射率在该范围内的保护层22，对太阳光的反射作用较小。保护层22为上述材料和厚度范围时，保护层22对光的阻挡作用较小，可以确保电池基底10具有较高的光吸收率。
异质结(HIT)太阳能电池，其工艺制程只有清洗制绒、非晶硅沉积、TCO沉积、丝网印刷固化四大环节，相比于传统的钝化发射极背局域接触(PERC)电池生产工艺以及隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池工艺，工艺制程相对较短。但是，异质结(HIT)电池的制程中，电极制作是难点之一。HIT电池采用低温制造技术，而非常规的烧结工艺。在制作电极时，只能通过丝网印刷和低温固化工艺使电极粘附在电池基底表面。低温固化工艺所形成的电极与太阳电池基底表面的粘结力较差。即使采用高粘度的电极浆料，电极的粘结力仍然不足，还会导致电极虚印、断栅等现象，降低太阳能电池片良率。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种太阳能电池。如图1所示，该太阳能电池包括电池基底10和电极结构。电池基底10至少具有光电转换功能层。电池基底10的正面和背面，分别对应太阳能电池的正极和负极。相应的，电极结构位于电池基底10的正面和背面，用以将光电转换功能层所产生的电荷收集并导出。
上述电池基底10可以为异质结电池基底。当电池基底10为异质结电池基底时，该电池基底包括晶体硅片、分别位于晶体硅片两侧的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层、位于第一本征非晶硅层上的第一掺杂类型非晶硅层、位于第二本征非晶硅层上的第二掺杂类型非晶硅层、位于第一掺杂类型非晶硅层上的第一透明导电层以及位于第二掺杂类型非晶硅层上的第二透明导电层。此时，太阳能电池为异质结太阳能电池。
示例性的，如图1所示，当太阳能电池为n型异质结太阳能电池时，电池基底10包括n型晶体硅片11、位于n型晶体硅片11两侧的第一本征非晶硅层12和第二本征非晶硅层13、位于第一本征非晶硅层12上的n型掺杂非晶硅层14、位于第二本征非晶硅层13上的p型掺杂非晶硅层15、位于n型掺杂非晶硅层14上的第一透明导电层16以及位于p型掺杂非晶硅层15上的第二透明导电层17。当然，太阳能电池也可以为p型异质结太阳能电池。
如图1所示，上述电极结构包括第一电极层21、保护层22和第二电极层23。第一电极层21用于形成在电池基底10上。保护层22至少覆盖在第一电极层21上，用于将第一电极层21封盖在电池基底10上。第二电极层23位于保护层22上，且第二电极层23穿过保护层22，并与第一电极层21电接触。
基于上述结构可知，电极结构具有第一电极层21、第二电极层23以及覆盖在第一电极层21上的保护层22。该保护层22可以将第一电极层21封盖在电池基底10上。在保护层22的封盖下，第一电极层21可以与电池基底10紧密接触，进而可以避免第一电极层21拉力不足和剥落的问题。此时，保护层22可以提高第一电极层21与电池基底10之间的结合性能以及电接触性能。与此同时，与第一电极层21电接触的第二电极层23可以导出第一电极层21的电流。第二电极层23与第一电极层21均为电极材料，两者具有相同或相近的组分，使得第二电极层23与第一电极层21之间具有较好的相容性，继而可以使第二电极层23较为牢固的粘接在第一电极层21上。综上可知，第一电极层21与电池基底10之间，第二电极层23与第一电极层21之间均具有较好的结合性能。可见，本发明实施例的电极结构与电池基底10之间具有较好的结合性能和电接触性能，并且，在后续互连焊接工艺中，可以避免焊接造成的电极结构与电池基底10之间的分离，提高焊接稳定性。
当电池基底10为n型异质结电池基底10时，上述第一电极层21可以形成于第一透明导电层16上，也可以形成于第二透明导电层17上，也可以形成于第一透明导电层16和第二透明导电层17上。
上述第一电极层21包括与第二电极层23电接触的主栅(图中未示出)以及细栅，主栅与细栅电接触。第一电极层21的主栅上有焊接点，此时，第二电极层23可以通过第一电极层21的主栅将第一电极层21收集的电流导出。第二电极层23在第一电极层21的正投影至少覆盖第一电极层21的主栅的一部分。具体的，第二电极层23在第一电极层21的正投影可以是覆盖第一电极层21的主栅，也可以是覆盖第一电极层21的主栅的焊接点。此时，第二电极层23可以具有较小的面积，进而减少对太阳光的反射，减少第二电极层23耗费的电极材料，从而可以确保光吸收率，降低成本。
具体的，第一电极层21的图案以及第二电极层23的图案可以根据太阳能电池的实际需要进行设计。
如图1所示，上述保护层22为沉积膜。沉积膜为采用沉积工艺制作的薄膜。当保护层22为沉积膜时，保护层22以分子结构的形式层层堆积生长在电池基底10和第一电极层21上。此时，保护层22靠近电池基底10的分子层均可以与电池基底10及第一电极层21相结合，相对于印刷来说，沉积膜与电池基底10的结合性能较好。
如图1所示，上述保护层22可以是覆盖第一电极层21，保护层22也可以在覆盖第一电极层21的同时覆盖电池基底10。当保护层22用于覆盖电池基底10的表面，保护层22的一部分覆盖在第一电极层21上；另一部分直接与电池基底10接触，提供封盖第一电极的分子拉力。当保护层22覆盖电池基底10的表面时，保护层22对第一电极层21可以提供较大的封盖作用力，从而可以较好的封盖第一电极层21。应理解，保护层22在覆盖第一电极层21的基础上，可以部分覆盖电池基底10，也可以完全覆盖电池基底10。保护层22覆盖电池基底10的范围越大，其对第一电极层21的封盖效果越好。
如图1所示，上述保护层22具有至少一组通孔221。第二电极层23包括焊盘结构232以及位于相应组通孔221的连接部231，每个焊盘结构232通过相应组通孔221内的连接部231与第一电极层21电接触。具体的，保护层22所具有的通孔221的组数，与焊盘结构232的数量相同，且位置一一对应。通孔221与连接部231的位置及数量一一对应。此时，第一电极层21的局部位置通过连接部231与第二电极层23电接触，第一电极层21的其余位置被保护层22封盖。第一电极层21既可以实现电流的高效传输，又可以与电池基底10紧密接触。
上述每组通孔221的数量至少为一个。每组通孔221所包括的通孔221数量可以为一个，也可以为多个。保护层22所包括的各组通孔221的数量可以相同，也可以不同。例如，保护层22具有3组通孔221，第一组通孔221的数量可以为1个，第二组通孔221的数量可以为3个，第3组通孔221的数量可以为9个。
如图2所示，优选地，每组通孔221的数量至少为3个，当一组通孔221的数量为多个时，多个通孔221阵列化排布。此时，每个焊盘结构232通过阵列化排布的多个连接部231与第一电极层21电连接，第二电极层23与第一电极层21具有多个连接点和着力点。第二电极层23和第一电极层21可以较为牢固的粘接在一起。应理解，上述通孔221可以为圆孔，也可以为方孔。无论通孔221为何种形状，其应当贯穿保护层22，以使通孔221中的连接部231能够电连接第一电极层21和第二电极层23。
上述保护层22的材料可以为透明材料。保护层22的材料可以为Si3N4、TiO2、MgF2。保护层22的材料折射率可以为1.7-1.8。例如，保护层22的材料折射率可以为1.7、1.72、1.73、1.75、1.76、1.77、1.78、1.8等。保护层22的厚度可以为70nm～80nm。例如，保护层22的厚度可以为70nm、71nm、72nm、73nm、74nm、75nm、76nm、77nm、78nm、79nm、80nm等。此时，呈透明状，且折射率在该范围内的保护层22，对太阳光的反射作用较小。保护层22为上述材料和厚度范围时，保护层22对光的阻挡作用较小，可以确保电池基底10具有较高的光吸收率。
本发明实施例还提供上述太阳能电池的制作方法。如图1-图3所示，该太阳能电池的制作方法包括：
步骤S100：提供一电池基底10。电池基底10可以有多种，例如电池基底10可以包括晶体硅片、分别位于晶体硅片两侧的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层、位于第一本征非晶硅层上的第一掺杂类型非晶硅层、位于第二本征非晶硅层上的第二掺杂类型非晶硅层、位于第一掺杂类型非晶硅层上的第一透明导电层以及位于第二掺杂类型非晶硅层上的第二透明导电层。
以n型异质结太阳能电池为例，电池基底10的制作方法包括：制绒工序。对n型晶体硅片11进行清洗，去除晶体硅片表面损伤层，然后通过制绒工艺对晶体硅片进行表面处理，使得n型晶体硅片11具有绒面结构。镀膜工序。采用等离子体化学气相沉积工艺(PECVD)在具有绒面的n型晶体硅片11的两侧镀本征非晶硅层，形成位于正面的第一本征非晶硅层12和位于背面的第二本征非晶硅层13。然后，在n型晶体硅片11的正面镀n型非晶硅层。在n型晶体硅片11的正面镀p型非晶硅层。镀透明导电膜工序。在n型晶体硅片11的正面形成第一透明导电层16，背面形成第二透明导电层17。透明导电膜层的形成工艺可以为磁控溅射或PECVD等。透明导电层的材料可以为掺氟氧化锡、掺锡氧化铟、掺铝氧化锌、掺锌氧化铟、掺钨氧化铟、掺钛氧化铟中的任一种，且不仅限于此。透明导电膜的厚度可以为65nm～70nm，折射率可以为2.1。
步骤S200：在电池基底10上形成第一电极层21。第一电极层21采用印刷第一电极浆料工艺形成。具体的，可以利用银浆等电极浆料，按照设计的主栅和细栅图案，在电池基底10上印刷形成第一电极层21，然后进行干燥固化。第一电极层21的干燥温度小于或等于250℃。例如，第一电极层21的干燥温度可以为250℃、240℃、230℃、220℃、210℃、200℃等。此时，第一电极层21的干燥温度较小，可以避免高温对异质结等太阳电池功能层的破坏。
步骤S300：在第一电极层21上形成至少覆盖在第一电极层21上的保护层22，保护层22将第一电极层21封盖在电池基底10上。保护层22的形成方式为沉积，例如化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺、等离子体化学气相沉积工艺等。保护层22的材料、厚度等参数如上所述。
形成保护层22后，采用激光开孔工艺在保护层22上开设至少一组通孔221；每组通孔221所包括的通孔221的数量至少为一个。其中，激光开孔工艺所使用的激光为皮秒紫外激光，第二电极层23穿过保护层22上的通孔221，与第一电极层21电接触。此时，利用皮秒紫外激光，激光强度较小，可以在开孔的同时，避免破坏第一电极层21。
步骤S400：在保护层22上形成第二电极层23，第二电极层23穿过保护层22，并与第一电极层21电接触。第二电极层23采用印刷第二电极浆料工艺形成。第二电极层23的固化温度为200℃～220℃。例如，第二电极层23的固化温度可以为200℃、205℃、210℃、212℃、216℃、218℃、220℃等。具体的，在每组通孔221的位置涂覆第二电极层23的材料，使得第二电极层23的材料填充通孔221并覆盖保护层22上每组通孔221对应的位置。固化后，形成焊盘结构232和位于通孔221内的连接部231。
上述第一电极浆料的粘度可以小于第二电极浆料的粘度。此时，第一电极浆料的粘度相对较小，一方面，这种电极浆料的流动性较好，其在电池基底10上的延展性较好，所形成的第一电极层21在电池基底10上的附着性较好，虚印断栅现象较少。另一方面，这种电极浆料所含的树脂成分相对较少，导电成分相对较多，使得所形成的第一电极层21收集和传输电流的性能较好。可见，采用粘度较小的电极浆料可以提高第一电极层21的导电性能，以及其与电池基底10的结合性能。与此同时，第二电极浆料的粘度相对较大。当第二电极层23与第一电极层21粘接时，可以提高第二电极层23与第一电极层21的粘接强度，可以避免第二电极层23从第一电极层21上剥落，提高整个电极结构的结构稳定性，提高电极结构与电池基底10的结合稳定性以及焊接稳定性。不同粘度的电极浆料形成的第一电极层21和第二电极层23，结合保护层22对第一电极层21的封盖作用，可以进一步提高电极结构与电池基底10之间的结合性能，提高电极结构的稳定性。
在实际应用中，上述第一电极浆料的粘度可以为260pa.s～360pa.s。粘度在该范围时，可以确保第一电极层21具有较好的流动性和导电性能。第二电极层23的材料粘度可以为360pa.s～400pa.s。此时，可以确保第二电极层23的材料具有较好的粘接性能，可以较为牢固的与第一电极层21粘接在一起，并具有较好的导电性能。具体的，第一电极层21和第二电极层23的电极浆料可以包括银、铜、锡等导电材料以及有机树脂、固化剂等。
上述第一电极层21的导电材料与第二电极层23的导电材料可以相同，也可以不同。当两个电极层的导电材料不同时，可以根据每个电极层的功能，调整其组分。当两个电极层的导电材料相同时，第一电极层21和第二电极层23之间相容性较好，可以较好的结合在一起。并且第一电极层21和第二电极层23之间可以较好的传输电流，避免电阻差异导致的电流损耗。
步骤S500：对所制作的太阳能电池进行测试分选。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种电极结构，其特征在于，应用于太阳能电池，所述电极结构包括第一电极层、保护层和第二电极层；
所述第一电极层用于形成在电池基底上；
所述保护层至少覆盖在所述第一电极层上，用于将所述第一电极层封盖在所述电池基底上；
所述第二电极层位于所述保护层上，所述第二电极层穿过所述保护层，并与所述第一电极层电接触。
2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述第一电极层包括与所述第二电极层电接触的主栅；所述第二电极层在所述第一电极层的正投影至少覆盖所述第一电极层的主栅的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述保护层为沉积膜，所述保护层覆盖所述电池基底的表面。
4.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述保护层具有至少一组通孔，所述第二电极层包括焊盘结构以及位于相应组所述通孔的连接部，每个所述焊盘结构通过相应组所述通孔内的连接部与所述第一电极层电接触；
每组所述通孔的数量至少为一个。
5.根据权利要求4所述的电极结构，其特征在于，每组所述通孔的数量至少为3个；当一组通孔的数量为多个时，多个通孔阵列化排布。
6.根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于，所述保护层的材料为透明材料；和/或，所述保护层的材料折射率为1.7～1.8；和/或，所述保护层的材料为Si3N4、TiO2或MgF2；和/或，所述保护层的厚度为70nm～80nm。
7.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池具有权利要求1～6任一项所述的电极结构。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括电池基底，所述电池基底包括晶体硅片、分别位于晶体硅片两侧的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层、位于第一本征非晶硅层上的第一掺杂类型非晶硅层、位于第二本征非晶硅层上的第二掺杂类型非晶硅层、位于第一掺杂类型非晶硅层上的第一透明导电层以及位于第二掺杂类型非晶硅层上的第二透明导电层。
9.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
提供一电池基底；
在所述电池基底上形成第一电极层；
在所述第一电极层上形成至少覆盖在所述第一电极层上的保护层，所述保护层将所述第一电极层封盖在所述电池基底上；
在所述保护层上形成第二电极层，所述第二电极层穿过所述保护层，并与所述第一电极层电接触。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述电池基底包括晶体硅片、分别位于晶体硅片两侧的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层、位于第一本征非晶硅层上的第一掺杂类型非晶硅层、位于第二本征非晶硅层上的第二掺杂类型非晶硅层、位于第一掺杂类型非晶硅层上的第一透明导电层以及位于第二掺杂类型非晶硅层上的第二透明导电层。
11.根据权利要求9或10所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述第一电极层采用印刷第一电极浆料工艺形成，所述第二电极层采用印刷第二电极浆料工艺形成，所述第一电极浆料的粘度小于所述第二电极浆料的粘度；和/或，
所述保护层的形成方式为沉积。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述第一电极浆料的粘度为260pa.s～360pa.s；所述第二电极浆料的粘度为360pa.s～400pa.s；和/或，
所述第一电极浆料的导电材料与所述第二电极浆料的导电材料相同或不同；和/或，
所述第一电极层的干燥温度小于或等于250℃，所述第二电极层的固化温度为200℃～220℃。
13.根据权利要求9或10所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述第一电极层上形成至少覆盖在所述第一电极层上的保护层后，在所述保护层上形成第二电极层前，所述太阳能电池的制作方法还包括：采用激光开孔工艺在所述保护层上开设至少一组通孔；其中，激光开孔工艺所使用的激光为皮秒紫外激光；所述第二电极层穿过所述保护层上的通孔，与所述第一电极层电接触；
在所述保护层上形成第二电极层包括：在每组所述通孔的位置涂覆第二电极层的材料，形成焊盘结构和位于通孔内的连接部。
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