一种具有背面银栅线的双面PERC太阳电池的制作方法与流程

文档序号:12888938阅读:414来源:国知局

本发明涉及晶体硅太阳电池技术领域,更具体地说,涉及一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法。



背景技术:

随着光伏产业的发展进步,出于对太阳电池高转换效率以及组件高输出功率的追求,越来越多的高效电池技术被应用到晶体硅太阳电池的商业化量产中。其中重要的一种高效电池技术是钝化发射极背面接触技术(passivatedemitterbackcontact,perc)。这种技术用al2o3/sinx叠层钝化薄膜替代现有的太阳电池的铝背场,大大改善了晶体硅太阳电池背面的钝化效果,提高了中长波段的内量子效率,使得晶体硅太阳电池的量产效率提高了约1个百分点。最新的量产perc电池结构正逐渐过渡到双面perc电池,相比perc电池,双面perc电池不需额外增加工艺流程和设备,仅使用铝细栅线代替perc电池的全覆盖铝层,铝细栅线和双面perc电池背面局部开膜的线状区域相重合,并通过开膜区域和硅基片相连接,实现电流传输。背面铝细栅线之间是al2o3/sinx叠层钝化薄膜,能够吸收环境中的反射光,这样就能够增加额外的输出功率,同时也降低背面铝浆料的用量。由于这两个优势,双面perc电池得到越来越多的重视。

现有的双面perc太阳电池的制作方法包括如下步骤:碱制绒、磷扩散、去psg及背面抛光、背面沉积氧化铝薄膜和氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅薄膜、背面激光局部剥离氧化铝/氮化硅薄膜、丝网印刷背面电极和背面铝栅线、丝网印刷正面电极以及烧结,由上述工艺流程制造的双面perc电池背面使用铝栅线来收集背面电流,由于丝网印刷烧结铝细栅线的线电阻比较大,使得双面perc电池相比已有的单面perc电池在串联电阻上有比较多的上升,降低了双面perc电池的填充因子,为兼顾双面perc电池的填充因子,通常需要增加背面铝栅线的宽度至300um左右,这样就增加了背面的遮光面积,降低了对环境反射光的利用效果。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供了一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,能够在降低背面电阻,提高双面perc电池的填充因子的同时,减小背面栅线的宽度,降低背面的遮光面积。

本发明提供的一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,包括:

在p型基底上制作具有背面铝栅线的双面perc太阳电池;

去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线,形成背面凹槽,所述背面凹槽的与所述p型基底相邻的一侧形成铝背场;

在所述背面凹槽中内嵌式印刷银栅线,所述银栅线通过所述铝背场连接至所述p型基底;

对所述银栅线进行烧结。

优选的,在上述具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法中,所述去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线为:

利用盐酸和硝酸的混合溶液对所述双面perc太阳电池的背面铝栅线酸洗30秒至90秒,去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线。

优选的,在上述具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法中,所述形成背面凹槽为:

形成深度为5微米至25微米以及宽度为30微米至60微米的背面凹槽。

优选的,在上述具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法中,所述在所述背面凹槽中内嵌式印刷银栅线为:

在每个所述背面凹槽内印刷重量范围为0.9克至1.3克的银浆料,形成所述银栅线。

优选的,在上述具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法中,所述对所述银栅线进行烧结为:

设置烧结温度范围为550℃至600℃,并且设置500℃以上的烧结时间范围为3秒至30秒,对所述银栅线进行烧结。

优选的,在上述具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法中,所述在p型基底上制作具有背面铝栅线的双面perc太阳电池包括:

在所述p型基底上进行碱制绒和磷扩散;

去除psg并背面抛光;

在所述p型基底的背面沉积氧化铝薄膜和氮化硅薄膜;

在所述p型基底的背面局部剥离所述氧化铝薄膜和所述氮化硅薄膜;

丝网印刷背面电极和背面铝栅线;

丝网印刷正面电极并烧结。

从上述技术方案可以看出,本发明所提供的上述具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,由于在p型基底上制作具有背面铝栅线的双面perc太阳电池之后,还包括去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线,形成背面凹槽,所述背面凹槽的与所述p型基底相邻的一侧形成铝背场;在所述背面凹槽中内嵌式印刷银栅线,所述银栅线通过所述铝背场连接至所述p型基底;对所述银栅线进行烧结,因此能够在降低背面电阻,提高双面perc电池的填充因子的同时,减小背面栅线的宽度,降低背面的遮光面积。

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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,能够在降低背面电阻,提高双面perc电池的填充因子的同时,减小背面栅线的宽度,降低背面的遮光面积。

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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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做出创造性劳动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。

本申请实施例提供的第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法如图1所示,图1为本申请实施例提供的第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法的示意图,该方法包括如下步骤:

s1:在p型基底上制作具有背面铝栅线的双面perc太阳电池;

需要说明的是,在该步骤中,印刷背面铝细栅线并烧结有两个作用,其中,第一个作用是形成背面凹槽,另一个是在凹槽的底部形成掺al3+的铝背场。铝背场能够使银和p型硅基底形成良好的接触电阻。

s2:去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线,形成背面凹槽,所述背面凹槽的与所述p型基底相邻的一侧形成铝背场;

具体的,上一步骤中烧结工序的高温过程中,铝栅线和p型基底通过背面al2o3/sin局部剥离的窗口发生互熔扩散,使得p型基底背面形成深约20um、宽约50um的u形的背面凹槽,同时背面凹槽一侧的硅基底形成掺al3+的铝背场,凹槽另一侧是铝栅线,本步骤可以在稀的hcl/hno3酸体系中铝栅线反应生成alcl3和alno3,并溶解在溶液中从而被除去,留下u形的背面凹槽,其中,hcl/hno3酸体系溶液的浓度在1%-5%之间。

s3:在所述背面凹槽中内嵌式印刷银栅线,所述银栅线通过所述铝背场连接至所述p型基底;

需要说明的是,该方案中,银浆料通过精确对位的方式被印刷到背面凹槽中,形成背面埋栅的银栅线,为避免背面银主栅破坏背面的al2o3/si3n4叠层薄膜,所印刷的银浆料为不与si3n4反应的非穿透性银浆料,背面电极的主要成分是银材料,这种背面埋栅双面perc电池的背面栅线由主栅和细栅组成,两者的主要成分都是银,因而背面电极可以由背面的银主栅替代,也就省去了丝网印刷背面电极工序。

s4:对所述银栅线进行烧结。

采用银细栅线后,由于银细栅线的线电阻低于铝栅线,因而可以减小银细栅线的宽度而不增加背面的总电阻,将银栅线限制在背面凹槽内部,因此降低对太阳光线的阻挡,提高转换效率。

从上述技术方案可以看出,本申请实施例所提供的第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,由于在p型基底上制作具有背面铝栅线的双面perc太阳电池之后,还包括去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线,形成背面凹槽,所述背面凹槽的与所述p型基底相邻的一侧形成铝背场;在所述背面凹槽中内嵌式印刷银栅线,所述银栅线通过所述铝背场连接至所述p型基底;对所述银栅线进行烧结,因此能够在降低背面电阻,提高双面perc电池的填充因子的同时,减小背面栅线的宽度,降低背面的遮光面积。

本申请实施例提供的第二种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,是在上述第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:

所述去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线为:

利用盐酸和硝酸的混合溶液对所述双面perc太阳电池的背面铝栅线酸洗30秒至90秒,去除所述双面perc太阳电池的背面铝栅线。

需要说明的是,利用这种工艺参数,能够更加彻底的去除背面铝栅线,且不会对其他部分造成损坏。

本申请实施例提供的第三种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,是在上述第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:

所述形成背面凹槽为:

形成深度为5微米至25微米以及宽度为30微米至60微米的背面凹槽。

需要说明的是,这种尺寸的背面凹槽均相互平行排列,保证制作出的银栅线与铝背场相结合具有足够优良的电学性能。

本申请实施例提供的第四种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,是在上述第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:

所述在所述背面凹槽中内嵌式印刷银栅线为:

在每个所述背面凹槽内印刷重量范围为0.9克至1.3克的银浆料,形成所述银栅线。

需要说明的是,这种重量范围的银浆料能够保证足以填充满所述背面凹槽,也能够做到节省成本,而且,印刷的银浆料是非穿透性的低温烧结浆料,通过精确对位方式印刷到所述背面凹槽内。

本申请实施例提供的第五种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,是在上述第一种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法的基础上,还包括如下技术特征:

所述对所述银栅线进行烧结为:

设置烧结温度范围为550℃至600℃,并且设置500℃以上的烧结时间范围为3秒至30秒,对所述银栅线进行烧结。

需要说明的是,低温烧结后,背面银栅线和所述背面凹槽内的铝背场形成较好的欧姆接触,并牢固地粘结在双面perc电池的背面。

本申请实施例提供的第六种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法,是在上述第一种至第五种具有背面银栅线的双面perc太阳电池的制作方法中任一种的基础上,还包括如下技术特征:

所述在p型基底上制作具有背面铝栅线的双面perc太阳电池包括:

在所述p型基底上进行碱制绒和磷扩散;

去除psg并背面抛光;

在所述p型基底的背面沉积氧化铝薄膜和氮化硅薄膜;

在所述p型基底的背面局部剥离所述氧化铝薄膜和所述氮化硅薄膜;

丝网印刷背面电极和背面铝栅线;

丝网印刷正面电极并烧结。

综上所述,上述方案中,利用背面用银栅线代替原来的铝栅线,银栅线的线电阻显著低于铝栅线,并且银栅线和背面凹槽内的铝背场欧姆接触良好,这就降低了双面perc电池背面的电阻,能够将双面perc电池的串联电阻降低约0.2mω,电池的填充因子也相应地提高、甚至高于普通的单面perc电池,其转换效率也得到提升,而且背面银栅线嵌埋在背面凹槽内,宽度在30-60um之间,相比目前的双面perc电池,背面细栅线的遮光面积就减少75%以上,因此能够吸收更多的周围环境反射光,贡献更多的输出功率。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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