CN212676282U - 一种双面p型电池片的背面结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双面P型电池片的背面结构，包括硅衬底层，硅衬底层上设置钝化层，钝化层上设置铝层，铝层能穿过钝化层与硅衬底层接触，铝层在高温下生成铝硅化合物，在铝硅化合物上设置金属导线层。本结构的实用新型使得双面P型电池片的低成本的电镀铜取代银浆印刷成为简易可行的工艺,有助于双面P型电池的生产成本大幅降低,同时由于使用电镀铜取代网印银浆,可增加受光面积与提升填充因子(FF)进而提升整体电池发电效率，形成铝硅化合物在进行电池片的双面电镀时使得电池的背面可与阴极形成良好电接触通路,避免阻抗太高而无法形成完整电镀回路，有利于电镀时大电流的通过，进而提升电镀效率与大批量生产产品合格率。

Description

一种双面P型电池片的背面结构
技术领域
本实用新型涉及光伏电池领域，尤其涉及一种新型的双面P型电池片的背面结构。
背景技术
随着光伏行业规模的不断扩大和快速的发展,自从2015年ISFH(德国哈梅林太阳能研究所)和SolarWorld(一家位于德国的光伏产业公司)首次提出双面P型电池以来，双面P型电池技术便已经广泛被太阳能电池制造商迅速采用。双面P型电池的快速商业化应用主要得益于其具有与单面PERC电池非常相似的制造工艺，而后者恰好是目前光伏行业的主流技术。现有的P型电池片，其电池正面依旧采用印刷银浆，而背面则分别使用大量的铝浆与银铝浆来制作栅线；银浆与银铝浆及铝浆占据生产光伏电池片总成本的25％以上，显然对于双面P型电池而言,如果能采用价格低廉的金属替代部分甚至全部银浆与银铝浆及铝浆，在降低晶体硅光伏电池生产成本中有着显著的意义。
然而，由于现有P型电池技术其电池背面采用不连续激光开口,只能局部形成铝-金属硅化物(AlSix),在进行电镀工艺时无法形成完整电接触通路；其次由于铝浆印刷烧结后所形成多孔性的结构(参见附图),在进行电镀工艺时,大量的电镀药水不仅会将双面P型电池背面由银铝浆印刷所形成的导线焊接点损坏,还会将电镀药水残留封存于此多孔性结构内,对电池的质量与可靠性形成不可预知的负面影响。
因此本实用新型专利发明人，针对上述技术问题，旨在发明一种双面P型电池片的背面结构。
实用新型内容
为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种双面P型电池片的背面结构及其制备方法。
为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种双面P型电池片的背面结构，包括硅衬底层，在所述硅衬底层上设置有钝化层，在所述钝化层上设置有铝层，且所述铝层能穿过钝化层与硅衬底层接触，且所述铝层在高温下生成铝硅化合物，并在所述铝硅化合物上设置金属导线层。
优选地，所述钝化层上设置有连续性通孔，且所述连续性通孔呈网格状。即通过呈网格状的连续性通孔方便铝层的设置，继而方便铝层与硅衬底层的反应，生成铝硅化合物。
优选地，所述连续性通孔的面积占钝化层表面积的2-98％。即保证铝硅化合物的面积，保证了导电性能。
优选地，所述钝化层包括至少一层氧化铝膜层及至少一层氮化硅膜层。即钝化层是氧化铝(Al2O3)膜层和氮化硅(SiNx)两种膜层组成，形成钝化层保证了对硅衬底层的保护。
优选地，所述金属导线层设置三层，依次为镍层、铜层、锡层或银层。即镍层与铝硅化合物层直接接触，而且锡层和银层可以根据需求进行二选一。
一种双面P型电池片的背面结构的制备方法，包括以下步骤：
S1，设置钝化层：在硅衬底层上依次设置至少氧化铝膜层和至少一层氮化硅膜层，且两种膜层组成钝化层；钝化层主要依靠气相沉积法进行设置。
S2，设置连续性通孔：在钝化层上方使用激光作用于钝化层，且激光能将钝化层烧穿，并露出硅衬底层，激光在钝化层上进行连续性工作，且烧穿的图案连续性通孔；
S3，设置铝层：在连续性通孔上设置铝层，且铝层与硅衬底层接触；
S4，铝硅化合物的生成：上一步骤中的成品，在500-800摄氏度的环境下烧30-60分钟,即得到铝硅化合物；
S5，设置金属导电层：在铝硅化合物上设置金属导线层，金属导线层设置三层，依次为镍层、铜层、锡层或银层。
优选地，S3中铝层的设置采用印刷或金属溅镀或金属蒸镀的方式。
优选地，S3中的铝层的线宽能完全覆盖钝化层上的连续性通孔,且铝层高于钝化层，且不高于3um。如果是利用金属溅镀或金属蒸镀方式长出的铝层时, 其铝层不超过钝化层990nm，由于印刷时，厚度不容易把握，而金属溅镀或金属蒸镀的方式容易把握厚度，所以将范围缩小。
优选地，在S4-S5中，还设置有铝层去除步骤，使铝层与钝化层处于同一高度。即方便后续金属导线层的设置。
优选地，S5中采用电镀进行金属导线层的设置。在电镀金属导线层的同时，也可对P型电池片的另一侧同时进行电镀。
本实用新型一种双面P型电池片的背面结构的有益效果是，本结构的实用新型使得双面P型电池片的低成本的电镀铜取代银浆印刷成为简易可行的工艺, 有助于双面P型电池的生产成本大幅降低,同时由于使用电镀铜取代网印银浆, 可增加受光面积与提升填充因子(FF)进而提升整体电池发电效率。
本实用新型一种双面P型电池片的背面结构的制备方法的有益效果是，形成铝硅化合物在进行电池片的双面电镀时使得电池的背面可与阴极形成良好电接触通路,避免阻抗太高而无法形成完整电镀回路，有利于电镀时大电流的通过，进而提升电镀效率与大批量生产产品合格率。
附图说明
图1为双面P型电池片的背面结构的制备方法的第一步骤的示意图。
图2为双面P型电池片的背面结构的制备方法的第二步骤的示意图。
图3为双面P型电池片的背面结构的制备方法的第三步骤的示意图。
图4为铝硅化合物生产之后去除铝层的示意图。
图5为双面P型电池片的背面结构的制备方法的第五步骤的示意图。
图中：
1-硅衬底层，2-钝化层，3-铝层，4-铝硅化合物，5-金属导线层，6-连续性通孔，
21-氧化铝膜层，22-氮化硅膜层，
51-镍层，52-铜层，53-银层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1-5所示，本实施例中的一种双面P型电池片的背面结构，包括硅衬底层1，在硅衬底层1上设置有钝化层2，在钝化层2上设置有铝层3，且铝层3能穿过钝化层2与硅衬底层1接触，且铝层3在高温下生成铝硅化合物4，并在铝硅化合物4上设置金属导线层5。
钝化层2上设置有连续性通孔6，且连续性通孔6呈网格状。即通过呈网格状的连续性通孔6方便铝层3的设置，继而方便铝层3与硅衬底层1的反应，生成铝硅化合物4。
连续性通孔6的面积占钝化层2表面积的2-98％。即保证铝硅化合物4的面积，保证了导电性能。
钝化层2包括至少一层氧化铝膜层21及至少一层氮化硅膜层22。即钝化层 2是氧化铝(Al2O3)膜层和氮化硅(SiNx)两种膜层组成，形成钝化层2保证了对硅衬底层1的保护。
金属导线层5设置三层，依次为镍层51、铜层52、锡层或银层53。即镍层 51与铝硅化合物4层直接接触，而且锡层或银层53可以根据需求进行二选一。
一种双面P型电池片的背面结构的制备方法，包括以下步骤：
S1，设置钝化层2：在硅衬底层1上依次设置至少氧化铝膜层21和至少一层氮化硅膜层22，且两种膜层组成钝化层2；钝化层2主要依靠气相沉积法进行设置。参见附图1所示。
S2，设置连续性通孔6：在钝化层2上方使用激光作用于钝化层2，且激光能将钝化层2烧穿，并露出硅衬底层1，激光在钝化层2上进行连续性工作，且烧穿的图案连续性通孔6，参见附图2所示；
S3，设置铝层3：在连续性通孔6上设置铝层3，且铝层3与硅衬底层1接触，参见附图3所示；
S4，铝硅化合物4的生成：上一步骤中的成品，在500-800摄氏度的环境下烧30-60分钟,即得到铝硅化合物4；
S5，设置金属导电层：在铝硅化合物4上设置金属导线层5，金属导线层5 设置三层，依次为镍层51、铜层52、锡层或银层53，参见附图5所示。
S3中铝层3的设置采用印刷或金属溅镀或金属蒸镀的方式。
S3中的铝层3的线宽能完全覆盖钝化层2上的连续性通孔6,且铝层3高于钝化层2，且不高于3um。如果是利用金属溅镀或金属蒸镀方式长出的铝层3 时,其铝层3不超过钝化层2990nm，由于印刷时，厚度不容易把握，而金属溅镀或金属蒸镀的方式容易把握厚度，所以将范围缩小，参见附图3所示。
在S4-S5中，还设置有铝层3去除步骤，使铝层3与钝化层2处于同一高度。即方便后续金属导线层5的设置，参见附图4所示。
S5中采用电镀进行金属导线层5的设置。在电镀金属导线层5的同时，也可对P型电池片的另一侧同时进行电镀。
一种双面P型电池片的背面结构的有益效果是，本结构的实用新型使得双面P型电池片的低成本的电镀铜取代银浆印刷成为简易可行的工艺,有助于双面P型电池的生产成本大幅降低,同时由于使用电镀铜取代网印银浆,可增加受光面积与提升填充因子(FF)进而提升整体电池发电效率。
一种双面P型电池片的背面结构的制备方法的有益效果是，形成铝硅化合物4在进行电池片的双面电镀时使得电池的背面可与阴极形成良好电接触通路, 避免阻抗太高而无法形成完整电镀回路，有利于电镀时大电流的通过，进而提升电镀效率与大批量生产产品合格率。
而且，让采用了本结构的双面P型光伏电池于进行双面电镀工艺时，保证电池片的背面在经过双面水平式电镀设备进行电镀工艺时会被电镀药水损坏, 或造成药水残留于背面的多孔性结构中,对电池片的质量与可靠度造成不确定性的负面影响。
以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双面P型电池片的背面结构，其特征在于：包括硅衬底层，在所述硅衬底层上设置有钝化层，在所述钝化层上设置有铝层，且所述铝层能穿过钝化层与硅衬底层接触，且所述铝层在高温下生成铝硅化合物，并在所述铝硅化合物上设置金属导线层。
2.根据权利要求1所述的一种双面P型电池片的背面结构，其特征在于：所述钝化层上设置有连续性通孔，且所述连续性通孔呈网格状。
3.根据权利要求2所述的一种双面P型电池片的背面结构，其特征在于：所述连续性通孔的面积占钝化层表面积的2-98％。
4.根据权利要求1所述的一种双面P型电池片的背面结构，其特征在于：所述钝化层包括至少一层氧化铝膜层及至少一层氮化硅膜层。
5.根据权利要求1所述的一种双面P型电池片的背面结构，其特征在于：所述金属导线层设置三层，依次为镍层、铜层、锡层或银层。
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