CN114823934A - 背接触异质结太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背接触异质结太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能光伏领域。该方法包括将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面；将磁性件定位后放置于所述硅片的背离所述金属掩模板的一侧表面，以将所述硅片与所述金属掩模板固定；通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极。本发明解决了如何降低制作背接触异质结太阳能电池的制作成本的问题，实现了金属掩模代替光刻胶制作背接触异质结太阳能电池，提高了制造背接触异质结太阳能电池的效率，降低了硅片镀膜的成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种背接触异质结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
背接触异质结太阳能电池是一种新型高转化效率电池，业界最高转化效率已达26.63％，为所有硅基太阳能电池中转换效率最高的一种，是最先进的硅基太阳能电池，而制作背接触异质结太阳能电池需要使用掩模。
目前，广泛使用光刻胶作为掩模，但使用光刻胶制作背接触异质结太阳能电池的制作成本较高，不利于规模化生产制造。
发明内容
本发明的主要目的在于：提供一种背接触异质结太阳能电池及其制备方法，旨在解决如何降低制作背接触异质结太阳能电池的制作成本的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种背接触异质结太阳能电池制备方法，所述方法包括：
将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面；
将磁性件定位后放置于所述硅片的背离所述金属掩模板的一侧表面，以将所述硅片与所述金属掩模板固定；
通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极。
可选的，所述通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极之后，所述方法还包括：
将所述磁性件卸载，依次取下所述硅片与所述金属掩模板，以获得完成所述背接触异质结太阳能电池的发射极与基极交叉排列的镀膜硅片。
可选的，所述将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面的步骤，包括：
将所述硅片放置于所述金属掩模板的一侧表面；
在所述金属掩模板的一侧表面上调整所述硅片的位置，以将所述硅片的位置与所述金属掩模板的位置对应。
可选的，所述磁性件包括铝镍钴合金、钐钴磁体、铁氧体或者钕铁硼磁体中的任一种。
可选的，所述磁性件包括居里温度大于300℃的永磁材料。
可选的，所述磁性件的形状为网状或条块状。
可选的，所述金属掩模板包括铁、镍或者钴中的至少一种。
可选的，所述硅片包括N型单晶硅片或者P型单晶硅片。
可选的，所述硅片的厚度为70～200μm。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种背接触异质结太阳能电池，采用如上任一项所述背接触异质结太阳能电池制备方法制备得到。
本发明提出的一种背接触异质结太阳能电池及其制备方法，通过将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面，完成了硅片与金属掩模板定位调整，实现了硅片位置与金属掩模板位置的对应；将磁性件定位后放置于硅片的背离金属掩模板的一侧表面，利用磁性件在放置金属掩模板的硅片表面产生磁场，吸附位于硅片表面上的具有磁性的金属掩模板，使硅片和掩模之间不能有任何相互位移，实现硅片与金属掩模的固定；由于金属掩模板在硅片上镀膜时，磁性件一直位于硅片的背离金属掩模板的一侧表面，使硅片与金属掩模板一直处于固定状态，未发生任何的相互位移，实现了制作背接触异质结太阳能电池过程中，通过磁性件固定金属掩模板与硅片，使金属掩模板代替光刻胶能更精确的在硅片发射极和基极交叉排列的镀膜图案，降低制作成本，提高背接触异质结太阳能电池的转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。
图1为本发明背接触异质结太阳能电池制备方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明第一实施例硅片与金属掩模板固定后的截面结构示意图；
图3为本发明背接触异质结太阳能电池制备方法第三实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例只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作出创造性劳动的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。
需要说明，在本发明实施例中，所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
由于现有技术中，背接触异质结太阳能电池正面没有任何电极分布，发射极和基极交叉排列于电池背面，分别收集晶体硅光伏效应产生的光生载流子，且电池正面没有金属电极栅线遮挡产生的光学损失，可有效增加电池片的短路电流，极大提高了转换效率，因而在制作背接触异质结太阳能电池过程中需要使用掩模进行制作。但使用光刻胶作为背接触异质结太阳能电池的掩模成本较高，不利于规模化生产制造。
本发明提供一种解决方案，通过磁性件固定金属掩模板与硅片，使金属掩模板代替光刻胶在硅片上镀膜，形成镀膜图案，降低制作背接触异质结太阳能电池的制作成本。
下面结合附图，通过具体的实施例和实施方式对本发明提供的背接触异质结太阳能电池及其制备方法进行详细说明。
本申请实施例以下，将对本申请技术实现中应用到的背接触异质结太阳能电池制备方法进行说明：
参照图1，图1是本发明背接触异质结太阳能电池制备方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述方法包括：
步骤S20，将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面；
金属掩模板1是具有固定图形的金属片，能在硅片上镀膜。
具体的，本实施例中，制造背接触异质结太阳能电池需使用金属掩模板1和硅片2，为方便金属掩模板1对硅片2进行镀膜，可在金属掩模板1的一侧表面上放置硅片2。
需要说明的是，在制作背接触异质结太阳能电池时，单晶硅片相较于多晶硅片转换效率更高，使用寿命也更长，因此，所述硅片2包括N型单晶硅片或者P型单晶硅片，硅片2的厚度为70～200μm。厚度大于200μm的单晶硅片的成本较高，本实施例中，选用厚度为70～200μm的硅片2能有效降低成本。
步骤S40，将磁性件定位后放置于所述硅片的背离所述金属掩模板的一侧表面，以将所述硅片与所述金属掩模板固定；
磁性件3是能形成固定强度磁场，用于吸附固定周围具有磁性元素的永磁体，永磁体是能够长期保持其磁性的磁体，永磁体也叫硬磁体，不易失磁，也不易被磁化。
具体的，参照图2，图2为第一实施例硅片与金属掩模板固定后的截面结构示意图。在使用金属掩模板1制作背接触异质结太阳能电池的过程中，金属掩模板1容易出现位置偏差，因此，在确定硅片2的位置之后，可将磁性件3放置于硅片2的背离金属掩模板1的一侧表面上，磁性件3可在硅片2的背离金属掩模板1的一侧表面上形成固定磁场，吸附在硅片2一侧表面上的具有磁性的金属掩模板1，使硅片2与金属掩模板1不能进行相对位移，以固定金属掩模板1与硅片2，便于金属掩模板1对硅片2的镀膜。
需要说明的是，磁性件3表面的磁场强度决定于所用永磁体的材料、体积及工作温度等，永磁体对金属掩模板1的磁性吸附力也取决于金属掩模板1的材料和金属掩模板1的厚度，因此，在制作背接触异质结太阳能电池过程中，需要保证永磁体的厚度具有一定机械强度及能在300℃的环境中使用，且需要选用具有较强磁性的材料制作掩模，可有效增强磁性吸附力。本实施例中，所述磁性件3包括铝镍钴合金、钐钴磁体、铁氧体或者钕铁硼磁体中的任一种；所述磁性件3包括居里温度大于300℃的永磁材料；所述磁性件3的形状为网状或条块状。所述金属掩模板1包括铁、镍或者钴中的至少一种磁性元素。磁性件3的形状为网状或条块状时能更好的形成磁场，有利于固定金属掩模板1与硅片2。
步骤S60，通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极。
具体的，在完成金属掩模板1与硅片2的固定后，金属掩模板1可以在硅片2上完成镀膜，形成背接触异质结太阳能电池背面发射极和基极交叉排列的镀膜图案。由于金属掩模板1对硅片2镀膜时，磁性件3一直位于硅片2的背离所述金属掩模板1的一侧表面，因此金属掩模板1与硅片2一直处于固定状态，金属掩模板1与硅片2之间不存在相互位移，金属掩模板1上的图形能更准确的在硅片2上完成镀膜，提高金属掩模板1镀膜的精确性。
在本实施例中，通过将硅片2定位后放置于金属掩模板1的一侧表面，完成了硅片2与金属掩模板1的定位调整，实现了硅片2位置与金属掩模板1位置的对应；将磁性件3定位后放置于硅片2的背离金属掩模板1的一侧表面，利用磁性件3在放置金属掩模板1的硅片2表面产生磁场，吸附位于硅片2表面上的具有磁性的金属掩模板1，使硅片2和金属掩模板1之间不能有任何相互位移，实现硅片2与金属掩模板1的固定；由于金属掩模板1在硅片2上镀膜时，磁性件3一直位于硅片2的背离金属掩模板1的一侧表面，使硅片2与金属掩模板1一直处于固定状态，未发生任何的相互位移，实现了制作背接触异质结太阳能电池过程中，通过磁性件3固定金属掩模板1与硅片2，使金属掩模板1代替光刻胶能更精确的在硅片2发射极和基极交叉排列的镀膜图案，降低制作成本，提高背接触异质结太阳能电池的转换效率。
进一步的，提出本发明背接触异质结太阳能电池制备方法第二实施例，所述通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极之后，所述方法还包括：
步骤S80，将所述磁性件卸载，依次取下所述硅片与所述金属掩模板，以获得完成所述背接触异质结太阳能电池的发射极与基极交叉排列的镀膜硅片。
具体的，金属掩模板1在硅片2上镀膜时，磁性件3一直位于硅片2的背离金属掩模板1的一侧表面，使硅片2与金属掩模板1一直处于固定状态，未发生任何的相互位移，因此在完成镀膜后，需要先将磁性件3卸载，使金属掩模板1与硅片2处于非固定状态，才能取下完成背接触异质结太阳能电池的发射极与基极交叉排列的镀膜硅片。
本实施例中，通过将磁性件3卸载，依次取下硅片2与金属掩模板1，可以获得完成所述背接触异质结太阳能电池的发射极与基极交叉排列的镀膜硅片，避免了在金属掩模板1与硅片2处于固定状态时先取下金属掩模板1对硅片2上的镀膜图案的影响，确保硅片2上的镀膜图案的完整性，降低制作背接触异质结太阳能电池的制作成本。
进一步的，作为一个实施例，参照图3，图3是本发明背接触异质结太阳能电池制备方法第三实施例的流程示意图，基于上述图1所示的实施例，所述将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面的步骤，包括：
步骤S200，将所述硅片放置于所述金属掩模板的一侧表面；
具体的，在制作背接触异质结太阳能电池时，金属掩模板1需要与硅片2直接接触才能在硅片2上进行镀膜，因此需要在金属掩模板2的一侧表面上放置硅片。
步骤S202，在所述金属掩模板的一侧表面上调整所述硅片的位置，以将所述硅片的位置与所述金属掩模板的位置对应。
具体的，金属掩模板1与硅片2在未固定前，可在金属掩模板1上调整硅片2的位置，使硅片2的位置与金属掩模板1位置相对应，完成硅片2与金属掩模板1的定位调整，以便金属掩模板1在硅片2上完成镀膜。
本实施例中，通过将硅片2放置于金属掩模板1的一侧表面；在金属掩模板1的一侧表面上调整硅片2的位置，以将硅片2的位置与所述金属掩模板1的位置对应。实现了硅片2与金属掩模板1的定位调整，以便金属掩模板1在硅片2上完成镀膜。
此外，本发明实施例提出一种背接触异质结太阳能电池，所述背接触异质结太阳能电池采用如上任一项所述背接触异质结太阳能电池制备方法制备得到。
具体的，背接触异质结太阳能电池采用上述的背接触异质结太阳能电池制备方法得到。因此，对于背接触异质结太阳能电池制备方法，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。
需要说明，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面；
将磁性件定位后放置于所述硅片的背离所述金属掩模板的一侧表面，以将所述硅片与所述金属掩模板固定；
通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极。
2.如权利要求1所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述通过所述金属掩模板在所述硅片上完成镀膜，形成所述背接触异质结太阳能电池的发射极和基极之后，所述方法还包括：
将所述磁性件卸载，依次取下所述硅片与所述金属掩模板，以获得完成所述背接触异质结太阳能电池的发射极与基极交叉排列的镀膜硅片。
3.如权利要求1所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述将硅片定位后放置于金属掩模板的一侧表面的步骤，包括：
将所述硅片放置于所述金属掩模板的一侧表面；
在所述金属掩模板的一侧表面上调整所述硅片的位置，以将所述硅片的位置与所述金属掩模板的位置对应。
4.如权利要求1所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述磁性件包括铝镍钴合金、钐钴磁体、铁氧体或者钕铁硼磁体中的任一种。
5.如权利要求4所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述磁性件包括居里温度大于300℃的永磁材料。
6.如权利要求1所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述磁性件的形状为网状或条块状。
7.如权利要求1所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述金属掩模板包括铁、镍或者钴中的至少一种。
8.如权利要求1所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述硅片包括N型单晶硅片或者P型单晶硅片。
9.如权利要求8所述的背接触异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述硅片的厚度为70～200μm。
10.一种背接触异质结太阳能电池，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述背接触异质结太阳能电池制备方法制备得到。
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