CN208507688U - 能够提升背面光电转换效率的p型perc双面太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池，该太阳能电池包括自下而上依次设置的背电极、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型硅、正面氮化硅膜和正银电极，所述的背电极由材料为银的背银主栅线和材料为铝的背铝副栅线组成，背铝副栅线和背银主栅线相垂直，所述背铝副栅线由粗细不同的铝栅线间隔组成，其中，较粗的铝栅线为粗铝栅线，较细的铝栅线为细铝栅线，所述的粗铝栅线中间具有激光槽。该太阳能电池可双面吸收太阳光，结构简单，容易产业化，还可以提高电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体是指能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池。
背景技术
太阳能电池发电是利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能，由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。
现有的PERC单面太阳能电池在电池的背面设有全铝背电场覆盖在硅片的整个背面，全铝背电场的作用是提高了开路电压Voc和短路电流Jsc，迫使少数载流子远离表面，少数载流子复合率降低，从而整体上提高电池效率。然而，由于全铝背电场不透光，因此，具有全铝背电场的太阳能电池背面无法吸收光能，只能正面吸收光能，其光电转换效率难以大幅度的提高。
近年来，随着科学家和技术人员的深入研究，发现了一种背面钝化的PERC太阳能电池可进一步提高电池的光电转换效率。然而电池背面的氧化铝膜和氮化硅膜都是绝缘膜，不能将电子传导出来，因此常规的做法是在栅线下方的氮化硅开槽，印刷栅线时，铝浆可填充到开槽区内与P型硅形成欧姆接触，从而实现导电功能。
P型PERC双面太阳能电池的制作流程包括：制绒、扩散、刻蚀、退火、背面钝化层沉积、PECVD背面镀膜、正面PECVD镀膜、丝网印刷、烧结、抗LID退火。太阳能电池片在将光能转换成电能的过程中，其内部产生的光生载流子需要通过外部印刷的电极收集并引出，然后与外部电路连接，从而将电流输送出来。
上述的丝网印刷工序又进一步细分为太阳能电池的背主栅电极印刷、背副栅电极印刷和正电极印刷。正电极浆料和背电极浆料印刷在晶硅太阳电池正面和背面上，经过烧结，起到收集电流的作用。背面电极图形的设计不仅决定了背钝化电池的背面钝化效果和电流收集效果，从而影响电池的光电转换效率，还决定了规模化生产工艺的复杂度。
因此，需要提出一种新的双面太阳能电池，既要结构简单，容易产业化，同时提高电池的光电转换效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池，该太阳能电池可双面吸收太阳光，结构简单，容易产业化，还可以提高电池的光电转换效率。
本实用新型的这一目的通过如下的技术方案来实现的：能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池，包括自下而上依次设置的背电极、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型硅、正面氮化硅膜和正银电极，所述的正银电极由材料为银的正银主栅线和材料为银的正银副栅线组成，正银副栅线与正银主栅线相垂直，所述的背电极由材料为银的背银主栅线和材料为铝的背铝副栅线组成，背铝副栅线和背银主栅线相垂直，所述太阳能电池在背面还开设有开通所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜后直至P型硅的激光开槽区，激光开槽区内印刷灌注铝浆料，形成背铝条，背铝副栅线与激光开槽区内的背铝条一体印刷成型，背铝副栅线通过背铝条与P型硅相连，其特征在于：所述背铝副栅线由粗细不同的铝栅线间隔组成，其中，较粗的铝栅线为粗铝栅线，较细的铝栅线为细铝栅线，所述的粗铝栅线中间具有激光槽。
本实用新型的太阳能电池提出一种新的背电极，背电极中的背铝副栅线由粗细不同的铝栅线间隔组成，粗铝栅线中间具有激光槽，既可以替代现有单面太阳能电池结构中全铝背电场的作用，还具有载流导体的功能，适用于装设在P型PERC双面太阳能电池的背面作为背电极。
采用粗细不同的铝栅线取代常规的宽度一致的铝栅线，可以减少电池背面的遮光面积，增加太阳光的吸收，提升背面的光电转换效率。激光槽对应的铝栅线设置为粗铝栅线，可以保证批量生产中激光槽与铝栅线的精确对位。该太阳能电池具有双面吸收光能的功能，且光电转换效率高。
在太阳能电池中，通常也称副栅电极为副栅线，主栅电极为主栅线，细栅线是指副栅电极，因为副栅电极比较细，主栅电极比较粗。
本实用新型中，所述粗铝栅线的宽度范围为100～200um，所述细铝栅线的宽度范围为30～80um，所述的激光槽为长方形槽，激光槽的长度范围为1～80mm，宽度范围为10～80um。
本实用新型中，所述背铝副栅线采用的铝浆为含有氟化物的可烧穿型铝浆，可以直接在市场上购买。
本实用新型中，所述的背铝副栅线采用对称性图形或错开型图形。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的显著效果：
(1)本实用新型的太阳能电池中，背电极中的背铝副栅线由粗细不同的铝栅线间隔组成，采用粗细不同的铝栅线取代常规的宽度一致的铝栅线，同时粗铝栅线中间具有激光槽，可以减少电池背面的遮光面积，增加太阳光的吸收，提升电池背面的光电转换效率。
(2)本实用新型的太阳能电池中，激光槽对应的铝栅线设置为粗铝栅线，可以保证批量生产中激光与铝栅线的精确对位。
(3)本实用新型的太阳能电池可节省铝浆的用量，试验结果表明可以节省5％-20％的铝浆，降低生产成本，还能够实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。
(4)本实用新型的太阳能电池中，铝栅线采用的铝浆为可烧穿型铝浆，保证在没有激光开槽的区域实现铝浆与硅的接触，提高电流的输出能力。
(5)本实用新型的太阳能电池结构简单，容易产业化，同时可提高电池背面的光电转换效率，试验结果表明可以提高光电转换效率0.05％-0.3％。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池实施例一的正视图；
图2是本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池实施例一的后视图；
图3是本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池实施例一的整体结构截面图；
图4是本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池实施例一中背铝副栅线的排布结构示意图；
图5是本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池实施例二中背铝副栅线的排布结构示意图。
附图标记说明
1、背电极，11、背银主栅线；12、背铝副栅线；121、粗铝栅线；
121a、激光槽；122、细铝栅线；2、激光开槽区，3、背面氮化硅膜，
4、背面氧化铝膜，5、P型硅，6、N型硅，7、正面氮化硅膜，
8、正银电极，81、正银主栅线；82、正银副栅线；9、背铝条。
具体实施方式
实施例一
本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池的实施例一如图1至图4所示，包括自下而上依次设置的背电极1、背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、N型硅6、正面氮化硅膜7和正银电极8，正银电极8由材料为银的正银主栅线81和材料为银的正银副栅线82组成，正银副栅线82与正银主栅线81相垂直，背电极1由材料为银的背银主栅线11和材料为铝的背铝副栅线12组成，背铝副栅线12和背银主栅线11相垂直。
太阳能电池在背面还开设有开通背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4后直至P型硅5的激光开槽区2，激光开槽区2内印刷灌注铝浆料，形成背铝条9，背铝副栅线12与激光开槽区2内的背铝条9一体印刷成型，背铝副栅线12通过背铝条9与P型硅5相连。
背铝副栅线12采用对称性图形，采用的铝浆为含有氟化物的可烧穿型铝浆。背铝副栅线12由粗细不同的铝栅线间隔组成，其中，较粗的铝栅线为粗铝栅线121，粗铝栅线121的宽度为150um，较细的铝栅线为细铝栅线122，细铝栅线122的宽度为50um，粗铝栅线中间具有激光槽121a，激光槽121a为长方形槽，激光槽121a的长度为40mm，宽度为40um。
作为本实施例的变换，粗铝栅线121的宽度也可以在100～200um范围内取值，细铝栅线122的宽度也可以在30～80um范围内取值，激光槽121a的长度也可以在1～80mm范围内取值，宽度也可以在10～80um范围内取值。
本实施例的太阳能电池中，背电极中的背铝副栅12线由粗细不同的铝栅线间隔组成，采用粗细不同的铝栅线取代常规的宽度一致的铝栅线，同时粗铝栅线121中间具有激光槽121a，可以减少电池背面的遮光面积，增加太阳光的吸收，提升电池背面的光电转换效率，从而提升整个太阳能电池的光电转换效率，还可以节省铝浆的用量。
上述能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)在硅片正面和背面形成绒面，硅片为P型硅；
(2)在硅片正面进行扩散，形成N型硅，即N型发射极；
(3)去除扩散过程形成的磷硅玻璃和周边PN结；
(4)对硅片背面进行抛光，形成高反射率的背表面；
(5)在硅片背面沉积背面氧化铝膜；
(6)在氧化铝膜的背面沉积背面氮化硅膜；
(7)在N型硅的正面沉积正面氮化硅膜；
(8)对硅片背面进行激光开槽，开通背面氮化硅膜、背面氧化铝膜后直至硅片，形成激光开槽区；
(9)在硅片背面采用丝网印刷来印刷背电极的背银主栅线，烘干；
(10)在激光开槽区内印刷铝浆料，形成背铝条，背铝条与背铝副栅线一体印刷成型，背铝副栅线由粗细不同的铝栅线间隔组成，其中，较粗的铝栅线为粗铝栅线，较细的铝栅线为细铝栅线，粗铝栅线中间具有激光槽，烘干；
(11)在正面氮化硅膜的正面采用丝网印刷或喷墨方式刻蚀印刷正银电极浆料；
(12)对硅片进行800℃的高温烧结，形成背电极和正银电极；
(13)对硅片进行抗LID退火处理，制得P型PERC双面太阳能电池。
本实施例中，步骤(12)中的高温烧结中的温度也可以在780℃～820℃范围内取值。
实施例二
本实用新型能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池的实施例二和实施例一不同之处在于，如图5所示，实施例二中，背铝副栅线12采用错开型图形，实施例二的制备方法和实施例一相同。
本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池，包括自下而上依次设置的背电极、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型硅、正面氮化硅膜和正银电极，所述的正银电极由材料为银的正银主栅线和材料为银的正银副栅线组成，正银副栅线与正银主栅线相垂直，所述的背电极由材料为银的背银主栅线和材料为铝的背铝副栅线组成，背铝副栅线和背银主栅线相垂直，所述太阳能电池在背面还开设有开通所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜后直至P型硅的激光开槽区，激光开槽区内印刷灌注铝浆料，形成背铝条，背铝副栅线与激光开槽区内的背铝条一体印刷成型，背铝副栅线通过背铝条与P型硅相连，其特征在于：所述背铝副栅线由粗细不同的铝栅线间隔组成，其中，较粗的铝栅线为粗铝栅线，较细的铝栅线为细铝栅线，所述的粗铝栅线中间具有激光槽。
2.如权利要求1所述的能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池，其特征在于：所述粗铝栅线的宽度范围为100～200um，所述细铝栅线的宽度范围为30～80um，所述的激光槽为长方形槽，激光槽的长度范围为1～80mm，宽度范围为10～80um。
3.如权利要求1或2所述的能够提升背面光电转换效率的P型PERC双面太阳能电池，其特征在于：所述的背铝副栅线采用对称性图形或错开型图形。
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| CN108735829A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-02 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 能够提升背面光电转换效率的p型perc双面太阳能电池及其制备方法 |
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2018
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