一种MWT太阳能电池正面电极及其制备方法与流程

本发明涉及硅太阳能电池工艺技术领域，具体涉及到一种MWT太阳能电池正面电极及其制备方法。

背景技术：

目前，晶体硅太阳能技术包括异质结太阳能电池(HIT)，背电极接触硅太阳能电池(IBC)，发射极环绕穿通硅太阳能电池(EWT)，激光刻槽埋栅电池，倾斜蒸发金属接触硅太阳能电池(OECO)及金属穿孔卷绕硅太阳能电池(MWT)等，其中MWT电池因其效率高，遮光面积小以及更好的外观特点受到越来越多的关注。

MWT晶硅太阳能电池是通过激光钻孔将正面收集的能量穿过电池转移至电池背面，以减少遮光面积来达到提高转换效率的目的。

现有技术在制备MWT太阳能电池正面时，通过丝网印刷的方式，采用能穿透氮化硅的银浆制备正面栅线电极，图1显示了常规MWT太阳能电池正面结构(图中：101-MWT电池正面电极；102-MWT电池电极孔洞；103-MWT电池正面电极主栅；104-MWT电池正面电极副栅)，正面栅线电极一次印刷完成。目前的MWT硅太阳能电池片工艺技术路线的缺陷：(1)由于栅线全部采用需穿透氮化硅的银浆，由于采用贵金属且技术门槛高，导致正面电极浆料成为电池制备过程的主要成本，如何降低正面电极浆料是业内的主攻方向。(2)由于栅线处全部腐蚀穿透氮化硅并形成欧姆接触，降低了氮化硅膜的钝化效果和载流子的复合，一定程度上降低了电池片的转换效率。(3)由于正面栅线需要兼顾穿透氮化硅，栅线本身的高宽比不能做到最高，从而影响了栅线本身的导电性。

技术实现要素：

发明目的：为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种MWT太阳能电池正面电极及其制备方法，提高电池性能，降低成本。

技术方案：本发明所述的MWT太阳能电池正面电极，包括设于电池基片正面的主栅线以及与主栅线连接的多条副栅线，每条副栅线与基片之间设有电极点，所有的电极点形成电极点阵；其中，电极点由穿透性金属浆料制成，主栅线及副栅线由非穿透性金属浆料制成。

本发明中，穿透性金属浆料是指能够穿透减反膜的金属浆料，同理，非穿透性金属浆料是指不能穿透减反膜的金属浆料。

穿透性金属浆料及非穿透性浆料均可采用目前常规的市售产品或人工配制，例如目前常用的正电极的浆料成分70-85％为银(质量分数)，有机载体8-12％，玻璃体为3％-5％，其中玻璃体组成(氧化铅)决定了是否穿透氮化硅，非穿透性金属浆料的产品有台湾硕禾530G-T2等，本申请并不依赖特定型号的浆料产品。

本发明还提供了一种MWT太阳能电池正面电极的制备方法，包括：

(1)制备基片，所述基片为已完成PN结扩散工艺、沉积有减反射膜并已经制备好背面电极、电场的硅太阳能电池基片；

(2)在基片正面制备电极点阵；

(3)在基片正面制备副栅线以及主栅线，串通分散的电极点；

(4)烧结。

电极点阵、副栅线以及主栅线均采用丝网印刷进行制备。

所述减反射膜为氮化硅减反膜。

本发明MWT正面栅线采用两次印刷制备：

一次印刷：采用能穿透减反膜(如氮化硅膜)的浆料制备的分散电极点阵，通过穿透性金属浆料穿透氮化硅并与硅基体形成欧姆接触点；此分散电极点阵中电极点之间的间距可调，如可为0.1-100μm，电极点阵图形可用圆形、多边形等不限。

电极点大小和形状关乎二次印刷的对准，根据丝网印刷机的精度和副栅线线宽的宽度，一般，电极点宽度为50-80μm，随着精度的提高和副栅线宽度的降低，电极点宽度进一步优选为30-50μm。电极点的形状以正方形最优，圆形次之。

二次印刷：采用不穿透减反膜，低成本且高宽度高的浆料，在第一次印刷的图形上印刷副栅线，串通第一次印刷分散电极点，导出载流子。二次印刷时，浆料需对接上电极点以便电流导出，同时，为了提高效率、降低遮光面积和栅线本身的电阻，二次印刷的浆料需要追求高的高宽比和平滑的栅线高度，所以本申请不仅仅是连通电极点，而是覆盖电极点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)由于采用降低了穿透减反膜浆料的用量，可以有效降低技术门槛和成本。

(2)由于第二次印刷采用不穿透减反膜的浆料，栅线本身可以做到更好的高宽比，降低栅线本身的电阻。

(3)由于降低了对减反膜的腐蚀，钝化效果提升。

附图说明

图1为常规MWT太阳能电池正面结构；

图2为实施例1中一次印刷电池正面栅线电极点阵图案；

图3为实施例1中二次印刷连接电极点阵的MWT正面栅线图案；

图4为实施例1MWT太阳能电池正面结构示意图；

图中，1-主栅线；2-副栅线；3-电极点；4-电极孔洞。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图4，本实施例MWT太阳能电池正面电极，包括设于电池基片正面的主栅线1以及与主栅线连接的多条副栅线2，每条副栅线2与基片1之间设有电极点3，所有的电极点形成电极点阵；其中，电极点由穿透性金属浆料制成，主栅线及副栅线由非穿透性金属浆料制成。

需要说明的是，本申请正面电极的整体图案可采用现有的图形设计，不仅限于图3所示。

本实施例提供一种MWT硅太阳能电池正面电极的制备方法，步骤如下：

(1)硅片：采用太阳能级P型单晶或多晶硅片作为衬底；

(2)激光打孔：在电池片上激光开孔，孔洞为N×N的阵列，孔洞形状为圆心、方形或锥形等；一种较好的选择，激光打孔的孔径为100-400μm；

(3)制绒：使用常规化学清洗和织构化方法进行制绒，形成光陷阱表面；

(4)扩散：在绒面上使用POCl3扩散源进行高温单面扩散，形成PN结；

(5)掩膜：在硅片背表面(以打孔的孔洞为圆心)，制备直径1-10mm(例如直径为1、2、4、8、10mm)、厚度1-50μm(例如厚度25μm)的圆形有机掩膜(如石蜡膜)，制备方法为丝网印刷或喷墨打印法；

(6)刻蚀：使用化学溶液进行刻蚀，去除硅片周边及背面多余的PN结，清洗有机掩膜，去除扩散后硅衬底表面的磷硅玻璃；

(7)镀膜：使用PECVD设备在硅片正表面制备氮化硅减反膜；

(8)背电极制备：采用丝网印刷的方法印刷MWT负极和正极；

(9)铝背场印刷：采用丝网印刷的方法，印刷制备铝背场；

(10)正电极第一次印刷：采用能穿透氮化硅膜的银浆，通过丝网印刷方式印刷图2样式的MWT副栅电极点阵；一次印刷的电极点可采用325目、16线经、20沙厚，5-10μm膜厚规格的网布进行印刷；

(11)正电极第二次印刷：采用不能穿透氮化硅膜的银浆，通过丝网印刷方式印刷图3样式的MWT栅线段导通第一次印刷的电极点阵，同时印刷主栅线；二次印刷的副栅可以采用380目、14线经、20沙厚，12-20μm膜厚规格的网布进行印刷。

(12)烧结：在链式炉中进行烘干和烧结。