CN203312314U

CN203312314U - 一种全覆盖铝背发射结的n型晶硅太阳电池

Info

Publication number: CN203312314U
Application number: CN2013203716565U
Authority: CN
Inventors: 田莉
Original assignee: Hunan Institute of Engineering
Current assignee: Hunan Institute of Engineering
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-06-26

Abstract

本实用新型公开了一种全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池。本实用新型包括单晶或者多晶硅片，以及其上印刷的银正电极，在硅片背面印刷有铝背主栅线，在铝背主栅线上印刷有银背主栅线或银铝背主栅线，银背主栅线或银铝背主栅线印刷在铝背主栅线内；在铝背主栅线以外的硅片背面上印刷有铝背电极，铝背电极边缘与铝背主栅线边缘重叠，使烧结后的硅片背面上全部覆盖有铝的铝背发射结。本实用新型解决了由于银背主栅线或银铝背主栅线直接印刷在硅片上烧结后造成的铝发射结漏电通道问题，也解决了一次性全覆盖印刷铝背发射结时，其上印刷银背主栅线或银铝背主栅线导致的银背主栅线或银铝背主栅线与铝背电极接触牢固度不达标的问题。

Description

一种全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池

技术领域

本实用新型属于太阳能光电利用领域中的晶硅太阳电池技术领域，具体涉及一种全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池。

背景技术

能源危机和环境污染己经成为全人类生存与发展面临的严重挑战。太阳能成为可再生能源中重要的组成部分，晶硅电池效率的提高直接降低了成本，直接推动晶硅太阳电池更大范围的推广应用。

N型晶硅电池衬底材料是掺磷的单晶或者多晶硅片，与P型晶硅电池相比，有使用过程中转换效率衰减较小的优点。参见图1，是一种常规N型晶硅太阳电池的结构示意图，它包括银正电极1，氮化硅减反射膜2，N+型晶硅扩散层3，N型晶硅衬底4，铝背电极5，铝背电极5与N型晶硅衬底4之间所形成的P型铝硅合金层6，银背主栅线或银铝背主栅线7。此结构中，银背主栅线或银铝背主栅线7直接印刷在硅片上，这会造成铝发射结漏电通道，致使太阳能电池的转换效率只有12%左右。

参见图2，也是一种常规N型晶硅太阳电池的结构示意图，它包括银正电极8，氮化硅减反射膜9，N+型晶硅扩散层10，N型晶硅衬底11，铝背电极12，铝背电极12与N型晶硅衬底11之间所形成的P型铝硅合金层13，银背主栅线或银铝背主栅线14。此结构是一种全覆盖铝背发射结，铝背发射结通过在硅片背面一次性印刷常规铝浆烧结而成。在实际实验和生产中，发现采用一次性印刷常规铝浆虽能制备出好的铝背发射结，但存在银背主栅线或银铝背主栅线与铝背电极接触牢固度不达标的问题。然而，如果采用一次性印刷新型铝浆烧结形成铝背发射结，虽然解决了银背主栅线或银铝背主栅线与铝背电极接触牢固度问题，但又造成了铝背发射结做不好，太阳能电池的效率低于10%的问题。如何获得好的铝背发射结并同时解决银背主栅线或银铝背主栅线与铝背电极接触牢固度问题，是一个急待研究的课题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对常规N型晶硅太阳电池所存在的铝发射结漏电通道的问题，或者银背主栅线或银铝背主栅线与铝背电极接触牢固度不达标与铝背发射结做不好这一对矛盾的问题，提供一种改进型的全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池，包括单晶或者多晶硅片，以及其上印刷的银正电极，其特点是：在硅片背面印刷有铝背主栅线，在铝背主栅线上印刷有银背主栅线或银铝背主栅线，银背主栅线或银铝背主栅线印刷在铝背主栅线内；在铝背主栅线以外的硅片背面上印刷有铝背电极，铝背电极边缘与铝背主栅线边缘重叠，使烧结后的硅片背面上全部覆盖有铝的铝背发射结。

所述铝背主栅线和铝背电极采用不同配置的铝浆，铝背主栅线采用新型铝浆即新型晶硅太阳电池铝浆BY0512，铝背电极采用常规铝浆即晶硅太阳电池铝浆6080-27D11。铝背主栅线的铝浆兼顾与硅片的欧姆接触和与银背主栅线或银铝背主栅线接触的导电性和牢固度，而铝背电极烧结后形成背面电极。

所述铝背主栅线的形状或为连续背主栅线，或为断栅式背主栅线，或为圆点式背电极栅线。

本实用新型的N型晶硅太阳电池的制造工艺采用标准化工艺，其主要生产步骤为：

（1）化学清洗制绒（即表面织构化）：将硅片表面的反射率降低至10%左右；

（2）PECVD工艺制作氮化硅薄膜：硅片背面沉积一层氮化硅薄膜，保护硅片背面在扩散过程中磷不能扩散进去；

（3）液态磷源扩散：N型硅片正面在扩散后表面形成N+层；

（4）二次清洗：HF水溶液去掉扩散产生的磷硅玻璃和去掉氮化硅薄膜；

（5）PECVD工艺制作氮化硅薄膜：硅片正面沉积一层氮化硅薄膜，把硅片的表面反射率由制绒后的10%降至4%左右；

（6）丝网印刷和烧结：铝背发射结和正负电极的制作，分4次印刷，依次是印刷铝背主栅线，烘干，印刷银正电极，烘干，烧结，印刷银背主栅线或银铝背主栅线，烘干，印刷铝背电极，烘干，烧结。

本实用新型的全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池转换效率和P型晶硅电池一样，均可以做到18%左右。全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池规模化生产，可以利用现有的P型晶硅电池生产线，不用引进其他设备，不用额外增加设备投入。

本实用新型实现了太阳电池背面全覆盖铝的发射结，解决了由于银背主栅线或银铝背主栅线直接印刷在硅片上烧结后造成的铝发射结漏电通道问题，也解决了一次性全覆盖印刷铝背发射结时，其上印刷银背主栅线或银铝背主栅线导致的银背主栅线或银铝背主栅线与铝背电极接触牢固度不达标的问题。实现了N型晶硅铝背发射结太阳电池从理论设计到批量生产，也有效提高了这种太阳电池的光电转换效率。

附图说明

图1是目前常规N型晶硅太阳电池的结构示意图。

图2是目前常规全覆盖铝背发射结N型晶硅太阳电池的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图3，是本实施例全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池的结构示意图，它包括银正电极15，氮化硅减反射膜16，N+型晶硅扩散层17，N型晶硅衬底18，铝背主栅线19，铝背电极20，铝背主栅线19和铝背电极20与N型晶硅衬底18之间形成的P型铝硅合金层21，以及银背主栅线或银铝背主栅线22。对照图1和图2，本实用新型的不同之处在于，采取先在硅片背面印刷新型铝浆作为铝背主栅线19，铝背主栅线19的形状或为连续背主栅线，或为断栅式背主栅线，或为圆点式背电极栅线；烧结后在铝背主栅线19上印刷银背主栅线或银铝背主栅线22，银背主栅线或银铝背主栅线22要求印刷在铝背主栅线19内；然后采用常规铝浆印刷铝背电极20，烧结出质量好的铝背发射结和铝背电极。铝背主栅线19和铝背电极20为不同配置的铝浆，铝背主栅线19采用新型铝浆（新型晶硅太阳电池铝浆BY0512），铝背主栅线19的铝浆兼顾与硅片的欧姆接触和与银背主栅线或银铝背主栅线接触的导电性和牢固度；铝背电极20采用常规铝浆（晶硅太阳电池铝浆6080-27D11），铝背电极20烧结后形成背面电极；铝背主栅线19和铝背电极20两种铝浆烧结后均在铝硅界面形成P型铝硅合金层21，两种不同的铝浆边缘要求重叠，形成全覆盖铝的发射结。

本实施例的N型晶硅太阳电池采用的标准化工艺为：采用单晶或多晶硅片，依次经过清洗制绒、硅片背面PECVD制氮化硅减反射膜、扩散、二次清洗去氮化硅膜和磷硅玻璃、硅片正面PECVD制氮化硅减反射膜、丝印烧结电极。

本实施例的全覆盖铝背发射结的具体制备方法为：使用新型铝浆料印刷铝背主栅线（重量根据图形调整），烘干，印刷银正电极，烘干，烧结，印刷银背主栅线或银铝背主栅线，烘干，使用常规铝浆料印刷铝背电极，烘干，烧结。

Claims

1.一种全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池，包括单晶或者多晶硅片，以及其上印刷的银正电极，其特征在于：在硅片背面印刷有铝背主栅线，在铝背主栅线上印刷有银背主栅线或银铝背主栅线，银背主栅线或银铝背主栅线印刷在铝背主栅线内；在铝背主栅线以外的硅片背面上印刷有铝背电极，铝背电极边缘与铝背主栅线边缘重叠，使烧结后的硅片背面上全部覆盖有铝的铝背发射结。

2.根据权利要求1所述的全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池，其特征在于：所述铝背主栅线和铝背电极采用不同配置的铝浆，铝背主栅线采用新型铝浆即新型晶硅太阳电池铝浆BY0512，铝背电极采用常规铝浆即晶硅太阳电池铝浆6080-27D11。

3.根据权利要求1或2所述的全覆盖铝背发射结的N型晶硅太阳电池，其特征在于：所述铝背主栅线的形状或为连续背主栅线，或为断栅式背主栅线，或为圆点式背电极栅线。