Mwt太阳能电池及其制备方法_2

文档序号:8944638阅读:来源:国知局
成背面电极,从而使得背场 区不接触背面电极,进而不仅使过孔电极不会由于背场区与背面电极接触而在接触部分形 成欧姆接触,降低了电池反向漏电,而且省去了额外去除过料孔周围的背场区的工艺,节省 了 MffT太阳能电池的制备时间,降低了生产成本。
[0033] 下面将结合图1和图4更详细地描述根据本发明提供的MffT太阳能电池的制备方 法的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应 当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得 本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术 人员。
[0034] 首先,将具有遮挡结构的掩膜板20设置于衬底10的背面的上方,并在衬底10的 背面上形成背场层,背场层包括背场区110及非掺杂区120,非掺杂区120对应于遮挡结构 所在位置,形成如图1所示的结构。上述背场区110即掺杂区,由于掩膜板20的遮挡,在对 衬底10背面进行掺杂的过程中,衬底10背面被遮挡结构遮住的部分由于没有杂质的进入 而形成非掺杂区120,而没有被遮挡结构遮住的部分在杂质进入后形成掺杂的背场区110。
[0035] 上述掩膜板20中可以由多个遮挡片210、连接遮挡片210的连线220以及设置于 遮挡片210与连线220外侧的框架230组成,遮挡片210的形状可以为多种,如矩形、椭圆 形、圆形或不规则图形。其中,多个遮挡片210可以组成阵列结构,连线220连接垂直方向 上相邻的两个遮挡片210,结构如图2所示。遮挡片210和连线220的材料可以为常见的金 属、金属氧化物或其混合物。
[0036] 形成上述背场层的工艺可以有很多种,在一种优选的实施方式中,利用离子注入 工艺在衬底10的背面形成背场层。在形成背场层的过程中,应用离子注入工艺能够有效地 防止衬底10背面被掩膜板20中遮挡结构遮住的部分进入杂质,降低了背场区110接触背 面电极的可能性,从而使过孔电极不会由于背场区110与背面电极接触而在接触部分形成 欧姆接触,降低了电池反向漏电。当衬底10为N型硅时,经离子注入后形成的背场区110 为N型重掺杂区;当衬底10为P型硅时,经离子注入后形成的背场区110为P型重掺杂区。
[0037] 在将掩膜板20设置于衬底10的背面的上方的步骤之前,制备方法还包括:在衬底 10的正面制绒,并在衬底10的正面形成正面发射极130,形成如图1所示的结构。通过正 面制绒形成的绒面结构能够使得入射光在硅片表面多次反射和折射,增加了光的吸收,降 低了反射率,有助于提高电池的性能。形成上述正面发射极130的工艺可以有很多种,优选 地,利用扩散工艺在衬底10的正面形成正面发射极130。利用扩散工艺能够有效地避免其 他掺杂工艺对在制绒工艺中形成的绒面结构的影响。当衬底10为N型硅时,可以经高温扩 散硼元素形成正面发射极130,正面发射极130为P型掺杂区;当衬底10为P型硅时,可以 经高温扩散磷元素形成正面发射极130,正面发射极130为N型掺杂区。
[0038] 由于在上述正面发射极130的形成过程中,根据掺杂类型的不同容易在硅片背面 形成硼硅玻璃或磷硅玻璃,并在衬底10四周也容易由于扩散而形成发射极,衬底10四周的 发射极容易导致最终形成的MffT太阳能电池漏电,因此在形成背场区110之前,还可以将衬 底10背面的硼硅玻璃或磷硅玻璃去除、并将衬底10四周侧面的发射极刻断,以防止MffT太 阳能电池产生漏电现象。
[0039] 在完成将具有遮挡结构的掩膜板20设置于衬底10的背面的上方,并在衬底10的 背面上形成背场层之后,在非掺杂区120处形成贯穿衬底10的过料孔30,并使过料孔30在 非掺杂区120的范围内,形成如图3所示的结构。上述过料孔30用于在后续步骤中填充金 属浆料并在烧结之后形成过孔电极,形成的过孔电极用来连接后续形成的正面电极和背面 电极。由于上述过料孔30形成于非掺杂区120的范围内,从而使后续形成的背面电极能够 有效地实现与背场区110的非接触,从而使过孔电极不会由于背场区110与背面电极接触 而在接触部分形成欧姆接触,降低了电池反向漏电。
[0040] 可以通过激光等工艺实现在衬底10上的穿孔,即可以采用激光器进行MffT太阳能 电池中过料孔30的制备,并且通过激光打孔工艺的优化,使得MffT太阳能电池的过料孔30 的横截面趋近于一个喇叭口形状,使金属浆料能够良好地填充于过料孔30内,从而有利于 过料孔30中金属浆料的印刷,从而提高了 MffT太阳能电池的电性能。
[0041] 优选地,当掩膜板20中的遮挡片210为圆形遮挡片210时,过料孔30的圆心与对 应的圆形遮挡片210的圆心重合。采用上述优选的实施方式降低了上述过料孔30位于衬 底10背面的开口部分与背场区110接触的概率,从而降低了背场区110接触背面电极的可 能性,使过孔电极不会由于背场区110与背面电极接触而在接触部分形成欧姆接触,降低 了电池反向漏电。
[0042] 优选地,当掩膜板20中的遮挡片210为圆形遮挡片210时,过料孔30与圆形遮挡 片210的直径比为1:2~100。更为优选地,圆形遮挡片210的直径为1mm~10mm,过料孔 30的直径为0? Imm~0? 5mm。在上述优选的参数范围内,上述过料孔30的位于衬底10背 面的开口与背场区110之间能够保持较大的距离,从而降低了后续形成的背面电极接触背 场区110的可能性,使过孔电极不会由于背场区110与背面电极接触而在接触部分形成欧 姆接触,降低了电池反向漏电。
[0043] 为了减少娃片表面的表面复合中心,提尚有效少子的寿命,提尚太阳能电池的效 率,在衬底10正面形成正面发射极130以及在沉底背面形成背场区110之后,制备方法还 可以包括:在具有过料孔30的衬底10的正面和反面形成钝化层40,形成如图3所示的结 构。形成上述钝化层40的工艺可以为PECVD (等离子增强气相化学沉积法)形成的上述钝 化层40可以为氮化硅层。上述钝化层40能够将衬底10表面悬挂键通过氢原子填满,起到 钝化的作用,同时也能起到保护作用和增透作用。
[0044] 在形成上述钝化层40之前,可以对形成过料孔30之后的衬底10进行清洗与退火 处理,以去除衬底10表面的由于打孔产生的杂质,从而避免上述杂质对最终形成的MffT太 阳能电池的影响。
[0045] 在完成在非掺杂区120处形成贯穿衬底10的过料孔30之后,在过料孔30中形成 过孔电极510,在衬底10的背面形成与过孔电极510连接的背面电极520,在衬底10的正 面形成与过孔电极510连接的正面电极530,并使背面电极520在非掺杂区120的范围内, 形成如图4所示的结构。由于过孔电极510能够连通正面电极530与背面电极520,从而使 将电极引到同一面上,通过减少汇流条的遮光面积增加组件的转化效率。
[0046] 在一种优选的实施方式中,在过料孔30中形成过孔电极510的步骤中,可以向过 料孔30中印刷第一金属浆料,对衬底10的正面以及衬底10的背面印刷第二金属浆料,并 对第一金属浆料和第二金属浆料进行烧结,以将第一金属浆料形成过孔电极510,将第二金 属浆料形成正面电极530和背面电极520。可以采用丝网印刷工艺,将金属浆料通过印刷填 充至过料孔30内。
[0047] 形成的位于衬底10背面的背面电极520的形状可以为多种,如矩形、椭圆形、圆形 或不规则图形等,且背面电极520的形状可以与掩模板中遮挡片210的形状一致。当背面 电极520的形状为圆形时,背面电极520的直径小于圆形遮挡片210的直径。由于背场区 110是形成圆形遮挡片210之外的沉底背面中,从而降低了上述背面电极520接触背场区 110的可能性,使过孔电极510不会由于背场区110与背面电极520接触而在接触部分形成 欧姆接触,降低了电池反向漏电。
[0048] 在上述优选的实施方式中,背面电极520与圆形遮挡片210的直径比可以为1~ 19:20。更为优选地,圆形遮挡片210的直径为1mm~10mm,过料孔30的直径为0? 5mm~ 9. 5mm。采用上述优选的参数范围降低了背面电极520接触背场区110的可能性,使过孔电 极510不会由于背场区110与背面电极520接触而在接触部分形成欧姆接触,降低了电池 反向漏电。
[0049] 根据本发明的另一方面,提供了一种MffT太阳能电池,结构如图5所示,包括:衬底 10 ;背场层,形成于衬底10的背面,背场层包括背场区110及非掺杂区120 ;过料孔30,贯穿 于衬底10,且过料孔30在非掺杂区120的范围内;
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