CN207909892U - 一种双面p型perc太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双面P型PERC太阳能电池，背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接；所述背银主栅包括第一银料层和第一镀铜层，第一银料层与背面氮化硅膜连接，第一镀铜层包覆在第一银料层上；所述正银电极包括第二银料层和第二镀铜层，第二银料层与正面氮化硅膜连接，第二镀铜层包覆在第二银料层上。采用本实用新型，可降低银的耗量，解决丝网印刷的虚印问题，改进工艺简单易行，降低生产成本。

Description

一种双面P型PERC太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种双面P型PERC太阳能电池。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N 结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

传统晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高，人们开始研究PERC背钝化太阳电池技术。目前业界主流厂家的焦点集中在单面PERC太阳能电池的量产，而对于双面PERC太阳能电池也仅仅是一些研究机构在实验室做的研究。

对于双面PERC太阳能电池，由于光电转换效率高，同时双面吸收太阳光，发电量更高，在实际应用中具有更大的使用价值。

现有的双面PERC太阳能电池一般采用丝网印刷的方式来印刷银浆或铝浆，虽然丝网印刷工艺已非常成熟，但是总是难以避免会出现虚印、漏印的情况发生，降低电池的光电转换效率，对产品合格率形成不良影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种双面P型PERC太阳能电池，可降低银的耗量，解决丝网印刷的虚印问题，改进工艺简单易行，降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双面P型PERC太阳能电池，包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N 型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述背银主栅包括第一银料层和第一镀铜层，第一银料层与背面氮化硅膜连接，第一镀铜层包覆在第一银料层上；

所述正银电极包括第二银料层和第二镀铜层，第二银料层与正面氮化硅膜连接，第二镀铜层包覆在第二银料层上。

作为所述双面P型PERC太阳能电池的优选技术方案，所述第一银料层的宽度为0.2-5.0mm，所述第一镀铜层的厚度为1-20μm。

作为所述双面P型PERC太阳能电池的优选技术方案，所述第二银料层的宽度为0.2-1.5mm，所述第二镀铜层的厚度为1-20μm。

作为所述双面P型PERC太阳能电池的优选技术方案，铝栅线的宽度为 30-550μm；所述铝栅线的根数为30-500条；所述背银主栅的根数为2-8条。

作为所述双面P型PERC太阳能电池的优选技术方案，所述背银主栅为连续直栅；或所述背银主栅呈间隔分段设置；或所述背银主栅呈间隔分段设置，各相邻分段间通过连通区域连接。

作为所述双面P型PERC太阳能电池的优选技术方案，所述背面氮化硅膜的厚度为20-200nm；所述背面氧化铝层的厚度为2-30nm。

作为所述双面P型PERC太阳能电池的优选技术方案，所述第一银料层和第二银料层采用丝网印刷或喷墨方式印刷背银主栅浆料，再通过高温烧结制得；所述第一镀铜层和第二镀铜层采用电镀同时制得。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型所述双面P型PERC太阳能电池通过将背银主栅和正银电极设置为由银料层和镀铜层复合的结构，一方面，由于铜的导电性能也比较突出，在银料层的外表包覆一层镀铜层，不影响电池的光电转换效率，同时可用价格低廉的铜取代部分价格昂贵的银，降低原料成本；另一方面，银料层可能出现厚度高低不一的情况，银料层较薄处会影响银料层的导电性能，而镀铜层覆盖在银料层可增厚银料层，确保每块太阳能电池的背银主栅具有优良的导电性能。

本实用新型将背银主栅、正银电极和背铝栅线分开烧结，可针对银浆和铝浆调试不同的烧结工艺，优化正面电极和背面电极的接触性能，提高电池的光电转换效率。

附图说明

图1是本实用新型一种双面P型PERC太阳能电池的结构示意图；

图2是本实用新型一种双面P型PERC太阳能电池的背银主栅的结构示意图；

图3是本实用新型一种双面P型PERC太阳能电池的正银电极的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型提供一种双面P型PERC太阳能电池，包括背银主栅1、铝栅线2、背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、N型发射极6、正面氮化硅膜7和正银电极8；所述背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、 N型发射极6、正面氮化硅膜7和正银电极8从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区9，每个激光开槽区9内设置至少1组激光开槽单元，所述铝栅线2通过激光开槽区9与P型硅5相连；所述铝栅线2与背银主栅1垂直连接；

所述背银主栅1包括第一银料层11和第一镀铜层12，第一银料层11与背面氮化硅膜3连接，第一镀铜层12包覆在第一银料层11上；

所述正银电极8包括第二银料层81和第二镀铜层82，第二银料层81与正面氮化硅膜7连接，第二镀铜层82包覆在第二银料层81上。

上述第一银料层11和第二银料层81采用丝网印刷或喷墨方式印刷背银主栅1浆料，再通过高温烧结制得。

丝网印刷属于孔版印刷，印刷时通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物上，形成图像或文字，丝网印刷设备简单、操作方便，印刷、制版简易且成本低廉，适应性强。但由于第一银料层11和第二银料层81的宽度非常狭小，因此印刷过程中容易出现虚印的情况发生。另外，用于制作的银浆成本昂贵，若加粗线宽会大大增加生产成本。

为此，本实用新型所述背银主栅1设置为由第一银料层11和第一镀铜层12 组成的复合电极，第一银料层11与背面氮化硅膜3连接，第一镀铜层12包覆在第一银料层11上。第一银料层11采用丝网印刷或喷墨方式印刷背银主栅1 浆料，再通过高温烧结制得，而所述第一镀铜层12则是将整块硅片放置在镀铜溶液中电镀后制得。采用此复合结构的背银主栅1，一方面，由于铜的导电性能也比较突出，在银料层的外表包覆一层镀铜层，不影响电池的导电性能，同时可用价格低廉的铜取代部分价格昂贵的银，降低原料成本；另一方面，第一银料层11可能出现厚度高低不一的情况，第一银料层11较薄处会影响第一银料层11的导电性能，而第一镀铜层12覆盖在第一银料层11可增厚第一银料层11，确保每块太阳能电池的背银主栅1具有优良的导电性能。

相似地，本实用新型所述正银电极8设置成由第一银料层11和第一镀铜层 12组成的复合电极，第二银料层81与正面氮化硅膜7连接，第二镀铜层82包覆在第二银料层81上。所述正银电极8的复合结构同样具有上述复合背银主栅 1的优点，此处不再赘述。

优选地，所述第一银料层11的宽度为0.2-5.0mm，所述第一镀铜层12的厚度为1-20μm。所述第二银料层81的宽度为0.2-1.5mm，所述第二镀铜层82的厚度为1-20μm。

更佳地，所述第一银料层11的宽度为0.5-3.0mm，所述第一镀铜层12的厚度为8-12μm。所述第二银料层81的宽度为0.5-1mm，所述第二镀铜层82的厚度为8-12μm。

印刷在激光开槽区9的铝栅线2与背银主栅1垂直连接，将铝栅线2收集到的电流传送至背银主栅1，铝栅线2和背银主栅1组成背银电极。其中，铝栅线2的宽度为30-550μm；所述铝栅线2的根数为30-500条；所述背银主栅1 的根数为2-8条。

本实用新型所述背银主栅1除了连续直栅的设置外，还可以呈间隔分段设置，也可以呈间隔分段设置，且各相邻分段间通过连通区域连接。连通区域可以是三角形、四边形、五边形、圆形、弧形或以上几种图形的组合，连通区域至少1个，连通区域的宽度为0.01-4.5mm。

优选地，所述背面氮化硅膜3的厚度为20-200nm；所述背面氧化铝膜4的厚度为2-30nm。

太阳能电池制备的电极布料方式一般为丝网印刷、磁控溅射等，这些布料方式各有优缺点，而本实用新型的背银主栅和正银电极都是采用银-铜复合的结构，若采用丝网印刷的方式则需要在硅片正面、背面各刷一次银，再在硅片正面、背面各刷一次铜，一共4次丝网印刷，耗时，耗力。为了简约工艺流程，提高生产效率，本实用新型在形成第一银料层和第二银料层后，将整块硅片浸入镀铜溶液中电镀，由于硅片的表面只有第一银料层和第二银料层能作为电镀的金属电极，因此整块硅片只有第一银料层和第二银料层可以镀上铜，且形成的镀铜层厚度均匀、质地致密。

镀铜层的厚度及致密度由镀铜溶液的组成和电镀条件决定，为此本实用新型人通过反复的测试得出以下镀铜溶液和电镀条件适合用于本实用新型在银料层镀铜：

所述镀铜溶液包括硫酸铜、硫酸、氯离子和添加剂，氯离子由氯化物提供，如氯化钠、绿化钾等。各组分的浓度为硫酸铜：100-300g/l，硫酸：50-100g/l，氯离子：10-100mg/l和添加剂：1-10mg/l。

电镀条件：电流密度为10-50ASF，电镀时间为2-15min。

优选地，所述第一银料层的宽度为0.2-1.2mm，所述第一镀铜层的厚度为 1-20μm。所述第二银料层的宽度为10-50μmm，所述第二镀铜层的厚度为1-20 μm。

更佳地，所述第一银料层的宽度为0.5-1.2mm，所述第一镀铜层的厚度为 8-12μm。所述第二银料层的宽度为20-40μmm，所述第二镀铜层的厚度为8-12 μm。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述背银主栅包括第一银料层和第一镀铜层，第一银料层与背面氮化硅膜连接，第一镀铜层包覆在第一银料层上；

所述正银电极包括第二银料层和第二镀铜层，第二银料层与正面氮化硅膜连接，第二镀铜层包覆在第二银料层上。

2.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述第一银料层的宽度为0.2-5.0mm，所述第一镀铜层的厚度为1-20μm。

3.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述第二银料层的宽度为0.2-1.5mm，所述第二镀铜层的厚度为1-20μm。

4.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，铝栅线的宽度为30-550μm；所述铝栅线的根数为30-500条；所述背银主栅的根数为2-8条。

5.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述背银主栅为连续直栅；或所述背银主栅呈间隔分段设置；或所述背银主栅呈间隔分段设置，各相邻分段间通过连通区域连接。

6.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述背面氮化硅膜的厚度为20-200nm；所述背面氧化铝膜的厚度为2-30nm。