一种背接触太阳能电池及太阳能电池组件的制作方法

文档序号:10689170
一种背接触太阳能电池及太阳能电池组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种背接触太阳能电池,包括n型硅基体、p+掺杂区域、n+掺杂区域、钝化减反层、正电极细栅和负电极细栅,还包括正电极导电线和负电极导电线,正电极导电线设置在正电极细栅和负电极细栅上,正电极导电线与正电极细栅相接触部位设有导电材料,正电极导电线与负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,负电极导电线设置在正电极细栅和负电极细栅上,负电极导电线与负电极细栅相接触部位设有导电材料,负电极导电线与正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料。该背接触太阳能电池能减少细栅电阻的影响,降低银浆的使用量,提高填充因子,减少背面金属对背面入射光的遮挡。
【专利说明】
一种背接触太阳能电池及太阳能电池组件
技术领域
[0001]本发明属于太阳能电池领域,具体涉及一种背接触太阳能电池及太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件,较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。对于目前常规太阳能电池,其正电极接触电极和负电极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面,正面金属正电极接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射,造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右,减少金属电极的正面覆盖可以直接提高的电池的能量转化效率。
[0003]背接触太阳能电池是一种将正电极和负电极接触电极均放置在电池背面(非受光面)的电池,该电池的受光面无任何金属电极遮挡,从而有效增加了电池片的短路电流,使电池片的能量转化效率得到提高。
[0004]背接触结构的太阳能电池是目前能工业化批量生产的晶硅太阳能电池中能量转化效率最高的一种电池,它的高转化效率,低的组件封装成本,一直深受人们所青睐。在以往的背接触太阳能电池制作工艺中,其金属化工艺大都采用流程较为复杂电镀来实现,该方法在降低背接触电池的串联电阻,提高电池的开路电压确实有出色的表现,但是该方法工艺复杂,排放的废弃物严重污染环境,且与目前工业化生产的主流金属化方法不相兼容,因此对于低成本的产业化推广难度较大。使用目前主流的丝网印刷技术进行背接触电池的金属化如果采用常规的主栅线设计时面临的两个主要问题是1.主栅线和相反电极细栅线之间以及主栅线和相反电极对应的掺杂区域之间的绝缘。2.为了减少主栅线和细栅线上的线电阻需要采用较宽的栅线,更多的浆料耗量带来成本的急剧上升。
[0005]—般的解决绝缘的办法是在硅片上正电极主栅对应的区域印刷绝缘层浆料,只有正电极细栅线及周围部分P+区域不被遮挡。同样的,在负电极主栅对应的区域印刷绝缘层浆料,只有负电极细栅线及周围部分η+区域不被遮挡。绝缘层的厚度一般为10?30μπι。由于印刷的方式以及绝缘浆料的特性限制了浆料的厚度以及硅片表面不平整带来的尖端效应,导致这种绝缘效果不够理想,局部区域会发生击穿从而导致电池片反向漏电流的增加。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供一种背接触太阳能电池,该背接触太阳能电池可实现导电线与细栅以及导电线与硅基体之间的绝缘,不需要在电池背面钝化减反射膜上设置特别的绝缘层。多条导电线替代主栅和焊带的设计减少了细栅电阻的影响,能大幅度降低银浆的使用量,提高填充因子,减少背面金属对背面入射光的遮挡。
[0007]本发明的目的在于提供一种背接触太阳能电池组件,该背接触太阳能电池组件光电转换效率高。
[0008]本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的:一种背接触太阳能电池,包括η型硅基体、ρ+掺杂区域、η+掺杂区域、钝化减反层、正电极细栅和负电极细栅,所述ρ+掺杂区域、η+掺杂区域交替排列分布在所述η型硅基体的背面,所述钝化减反层设置在所述ρ+掺杂区域和η+掺杂区域上,所述正电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述P+掺杂区域相连接,所述负电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述η+掺杂区域相连接,还包括正电极导电线和负电极导电线,所述正电极导电线设置在所述正电极细栅和负电极细栅上,所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位设有导电材料,所述正电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,所述负电极导电线设置在所述正电极细栅和负电极细栅上,所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位设有导电材料,所述负电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料。
[0009]本发明在正电极导电线上和负电极导电线上包裹绝缘层可以比较容易实现较好的绝缘效果,因为其包裹的绝缘层厚度可变化范围很大,轻易可以做到30μπι及其以上的厚度,这样电池片的反向漏电流可以得到很好的控制。
[0010]进一步的,本发明所述正电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,使所述正电极导电线与所述负电极细栅和所述η+掺杂区域绝缘,所述负电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料,使所述负电极导电线与所述正电极细栅和所述P+掺杂区域绝缘。
[0011]由于导电线上包裹的绝缘材料不仅使导电线与相反电极细栅线之间绝缘还使得导电线与相反电极细栅线所连接的掺杂区域绝缘。如此,不需要在电池背面钝化膜上印刷绝缘层或者制备绝缘性能优异的背面钝化膜。
[0012]所以,本发明在η型硅基体的背面没有主栅线,细栅之间的连接通过导电线实现,导电线与相反电极细栅线及其所连接的掺杂区域部位上包裹有绝缘材料,与相同电极细栅相接触部位设有导电材料,减少了细栅线线电阻的影响能够大幅度的降低了银浆的使用量,提高了填充因子,减少了背面金属对背面入射光的遮挡。
[0013]本发明所述绝缘材料优选为橡胶、树脂、虫胶、棉纱纸、麻、蚕丝或人造丝管,绝缘材料的厚度优选为2?300μπι。
[0014]作为本发明的一种优选的实施方式,所述ρ+掺杂区域、η+掺杂区域相互平行且交替排列分布在所述η型硅基体的背面,所述正电极细栅和所述负电极细栅也相互平行且交替排列分布在所述钝化减反层上,所述正电极导电线与所述正电极细栅和负电极细栅相垂直设置,所述负电极导电线也与所述正电极细栅和负电极细栅相垂直设置,且所述正电极导电线与所述负电极导电线相平行交替设置。
[0015]这样设计,便于工业化生产以及与现有工艺相兼容。
[0016]本发明所述正电极导电线和所述负电极导电线的横截面优选为圆形、椭圆形或长方形,其横截面积为0.01?4mm2。
[0017]作为本发明的一种优选的实施方式,所述导电材料设置在所述正电极细栅和所述负电极细栅上,或设置在所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的导电线上,以及设置在所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的导电线上。
[0018]当所述导电材料设置在所述正电极细栅和所述负电极细栅上时,可以在正电极细栅或负电极细栅上印刷导电胶或含锡合金浆料,导电胶可以为粘结剂包裹的导电颗粒,粘结剂可以为高分子材料例如:环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶和聚酰亚胺导电胶等,导电颗粒通常为银,金,铜或者合金金属颗粒等。
[0019]所述导电材料优选为导电胶、锡或含锡合金。
[0020]当所述导电材料设置在所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的导电线上,以及设置在所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的导电线上时,可以在导电线上局部包裹防氧化镀层材料或者导电胶,所述防氧化镀层材料可以是锡或者是含锡的合金,导电胶为粘结剂包裹的导电颗粒,粘结剂可以为高分子材料例如:环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶和聚酰亚胺导电胶等,导电颗粒通常为银,金,铜或者合金金属颗粒等。
[0021]本发明还包括正电极接触点和负电极接触点,所述正电极接触点为多个并穿透所述钝化减反层与所述P+掺杂区域相接触,所述负电极接触点为多个并穿透所述钝化减反层与所述Π+掺杂区域相接触,所述正电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述P+掺杂区域通过所述正电极接触点相连接,所述负电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述η+掺杂区域通过所述负电极接触点相连接。
[0022]正电极接触点和负电极接触点可以通过丝网印刷或者电镀等方式实现金属细栅和硅基体ρ+掺杂区域和η+掺杂区域的接触。
[0023]本发明所述正电极导电线和所述负电极导电线先设置在绝缘基板或薄膜上,然后将设置有正电极导电线和负电极导电线的绝缘基板或薄膜反向铺设在所述正电极细栅和负电极细栅上,使正电极导电线和负电极导电线分别与所述正电极细栅和负电极细栅相接触。
[0024]即正电极导电线和负电极导电线的一面铺设在所述正电极细栅和负电极细栅上,绝缘基板或薄膜的一面不与正电极细栅和负电极细栅相接触。
[0025]其中绝缘薄膜优选为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者聚烯烃共聚物(PO)材料等,这样设计,便于将正电极导电线和负电极导电线安装在电池片的背面上。此处绝缘基板与包裹在导电线局部上的绝缘材料不同。
[0026]将设置正电极导电线和负电极导电线的绝缘基板或薄膜铺设在所述正电极细栅和负电极细栅上时,在电池片上设有对准点,利用对准点可以准确的将导电线放置于细栅上,使得正电极导电线上的绝缘材料覆盖η+区域以及η+区域上的细栅,负电极导电线的绝缘材料覆盖P+区域以及P+区域上的细栅。
[0027]本发明正电极导电线或负电极导电线的根数优选为2?400根,可以将正电极细栅或负电极细栅上的电流导出,所述正电极导电线和所述负电极导电线可以相互平行交替设置即叉指状平行排列。
[0028]本发明所述的硅基体优选为N型单晶硅衬底,其电阻率优选为I?30Ω.cm,厚度优选为50?300μπι,使用前先经表面制绒。
[0029]本发明所述硅基体的前表面优选为制绒面,所述制绒面上优选设有低掺杂浓度的η+前表面场FSF,所述η+前表面场FSF上优选设有钝化减反膜,所述钝化减反膜优选为S1x钝化膜和SiNx减反膜的复合膜;所述硅基体的背表面优选为抛光面或制绒面。
[0030]相互平行且交替排列在所述硅基体的背面的ρ+掺杂区域和η+掺杂区域可以通过热扩散、离子注入和退火、掩膜和刻蚀等工艺方法组合进行制备;所述P+掺杂区域和η+掺杂区域的表面上还覆盖有氧化铝A10、氮化硅SiN等钝化减反膜。
[0031]本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的:一种背接触太阳能电池组件,包括采用上述背接触太阳能电池制成。
[0032]优选的,该背接触太阳能电池组件,从上到下包括:前层材料、封装材料、背接触太阳能电池串、封装材料、背层材料,所述背接触太阳能电池串包含若干背接触太阳能电池。
[0033]在导电线的两端设置有N汇流条电极,P汇流条电极,相邻两背接触电池片之间的连接通过导电线两端的汇流条连接。
[0034]每个太阳能电池组件中背接触太阳能电池片个数优选为I?960个。
[0035]该背接触太阳能电池组件的制备方法优选如下:
[0036](I)选取η型晶体硅片,在η型晶体硅片的背面制作相互交替排列分布的ρ+掺杂区域和η+掺杂区域;
[0037](2)在所述ρ+掺杂区域和η+掺杂区域上设置钝化减反层,在所述钝化减反层上设置正电极接触细栅和负电极接触细栅,所述正电极接触细栅与所述P+掺杂区域相连接,所述负电极接触细栅与所述η+掺杂区域相连接;
[0038](3)在所述正电极接触细栅和负电极接触细栅上设置正电极导电线与负电极导电线,其中所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位设有导电材料,所述正电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位设有导电材料,所述负电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料,制得背接触太阳能电池片;
[0039](4)选取多个背接触太阳能电池片,相邻两电池片的正电极导电线与负电极导电线相连接,最后连接到汇流条,形成电池串,再经叠层、层压步骤制得背接触太阳能电池组件。
[0040]该背接触太阳能电池组件的制备方法进一步可优选如下:
[0041](I)选取η型晶体硅片,在η型晶体硅片的背面制作相互交替排列分布的ρ+掺杂区域和η+掺杂区域;
[0042](2)在所述ρ+掺杂区域和η+掺杂区域上设置钝化减反层,在所述钝化减反层上设置正电极接触点和负电极接触点,在所述正电极接触点上设置正电极细栅将其相连,在所述负电极接触点上设置负电极细栅并将其相连;
[0043](3)在所述正电极接触细栅和负电极接触细栅上设置正电极导电线与负电极导电线,其中所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位设有导电材料,所述正电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位设有导电材料,所述负电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料,制得背接触太阳能电池片;
[0044](4)选取多个背接触太阳能电池片,相邻两电池片的正电极导电线与负电极导电线相连接,最后连接到汇流条,形成电池串,再经叠层、层压步骤制得背接触太阳能电池组件。
[0045]与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明中的电池组件结构简便,实现了导电线与部分细栅以及部分硅基体之间的绝缘,不需要在电池背面钝化减反膜上设置特别的绝缘层,并且该结构由于减少了细栅电阻的影响,能够大幅度的降低了银浆的使用量,提高填充因子,减少背面金属对背面入射光的遮挡。
[0046]以下结合附图和优选示例性实施方案进一步详细说明给出本发明的特征和优点。
【附图说明】
[0047]图1是本发明实施例1-3中背接触太阳能电池的结构示意图;
[0048]图2是本发明实施例1-3中在ρ+掺杂区域制作正电极接触点,在η+掺杂区域上制作负电极接触点的示意图;
[0049]图3是本发明实施例1-3中在ρ+、η+掺杂区域上直接印刷细栅与ρ+、η+形成欧姆接触的不意图;
[0050]图4是本发明实施例1-3中利用导电线连接电池片形成电池串的示意图;
[0051]【附图说明】:1、η+前场2、ρ+掺杂区域即ρ+发射极,3、η+掺杂区域即η+背场,4、背面钝化减反层,51、与ρ+掺杂区域相连的正电极细栅,52、与η+掺杂区域相连的负电极栅线,61、正电极导电线,62正电极导电线,7、导电材料,8、绝缘材料,91、正电极接触点,92、负电极接触点,1、11型硅基体,11、汇流条。
【具体实施方式】
[0052]实施例1
[0053]如图1和图3所示,本实施例提供的一种背接触太阳能电池,包括η型硅基体10、ρ+掺杂区域2、η+掺杂区域3、钝化减反层4、正电极细栅51和负电极细栅52,ρ+掺杂区域2、η+掺杂区域3交替排列分布在η型硅基体10的背面,钝化减反层4设置在述ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3上,正电极细栅51设置在钝化减反层4上且与ρ+掺杂区域2相连接,负电极细栅52设置在钝化减反层4上且与η+掺杂区域3相连接,还包括正电极导电线61和负电极导电线62,正电极导电线61设置在正电极细栅51和负电极细栅52上,正电极导电线61与正电极细栅51相接触部位设有导电材料7,正电极导电线与负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料8,负电极导电线设置在正电极细栅51和负电极细栅52上,负电极导电线62与负电极细栅52相接触部位设有导电材料7,负电极导电线62与正电极细栅51相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料8。
[0054]正电极导电线61与负电极细栅52相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料8,使正电极导电线61与负电极细栅52和η+掺杂区域3绝缘,负电极导电线62与正电极细栅51相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料8,使负电极导电线62与正电极细栅51和ρ+掺杂区域2绝缘。
[0055]绝缘材料8可以为橡胶、树脂、虫胶、棉纱纸、麻、蚕丝或人造丝管等,绝缘材料的厚度可以为2?300μηι等。
[0056]由于导电线上包裹的绝缘材料不仅使导电线与相反电极细栅线之间绝缘还使得导电线与相反电极细栅线所连接的掺杂区域绝缘。如此,不需要在电池背面钝化膜上印刷绝缘层或者制备绝缘性能优异的背面钝化膜。
[0057]所以,本发明在η型硅基体的背面没有主栅线,细栅之间的连接通过导电线实现,导电线与相反电极细栅线及其所连接的掺杂区域部位上包裹有绝缘材料,与相同电极细栅相接触部位设有导电材料,减少了细栅线线电阻的影响能够大幅度的降低了银浆的使用量,提高了填充因子,减少了背面金属对背面入射光的遮挡。
[0058]ρ+掺杂区域2、n+掺杂区域3相互平行且交替排列分布在η型硅基体10的背面,正电极细栅51和负电极细栅52也相互平行且交替排列分布在钝化减反层4上,正电极导电线61与正电极细栅51和负电极细栅52相垂直设置,负电极导电线62也与正电极细栅51和负电极细栅52相垂直设置,且正电极导电线61与负电极导电线62相平行交替设置。
[0059]这样设计,便于工业化生产以及与现有工艺相兼容。
[0060]正电极导电线61和负电极导电线62的横截面可以为圆形、椭圆形或长方形等,其横截面积可以为0.01?4mm2等。
[0061]导电材料7设置在正电极细栅51和负电极细栅52上,或设置在正电极导电线61与正电极细栅51相接触部位的导电线上,以及设置在负电极导电线62与负电极细栅52相接触部位的导电线上。
[0062]当导电材料7设置在正电极细栅51和负电极细栅52上时,可以在正电极细栅51或负电极细栅52上印刷导电胶或含锡合金浆料,导电胶可以为粘结剂包裹的导电颗粒,粘结剂可以为高分子材料例如:环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶和聚酰亚胺导电胶等,导电颗粒通常为银,金,铜或者合金金属颗粒等。
[0063]导电材料优选为导电胶、锡或含锡合金。
[0064]当导电材料7设置在正电极导电线61与正电极细栅51相接触部位的导电线上,以及设置在负电极导电线62与负电极细栅52相接触部位的导电线上时,可以在导电线上局部包裹防氧化镀层材料或者导电胶,防氧化镀层材料可以是锡或者是含锡的合金,导电胶为粘结剂包裹的导电颗粒,粘结剂可以为高分子材料例如:环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶和聚酰亚胺导电胶等,导电颗粒通常为银,金,铜或者合金金属颗粒等。
[0065]如图2所示,本实施例还包括正电极接触点91和负电极接触点92,正电极接触点91为多个并穿透钝化减反层4与ρ+掺杂区域2相接触,负电极接触92点为多个并穿透钝化减反层4与η+掺杂区域3相接触,正电极细栅51设置在钝化减反层4上且与ρ+掺杂区域2通过正电极接触点91相连接,负电极细栅52设置在钝化减反层4上且与η+掺杂区域3通过负电极接触点92相连接。
[0066]正电极接触点91和负电极接触点92可以通过丝网印刷或者电镀等方式实现金属细栅和硅基体P+掺杂区域2和η+掺杂区域3的接触。
[0067]正电极导电线61和负电极导电线62先设置在绝缘基板或薄膜(图中未显示)上,然后将设置正电极导电线和负电极导电线的绝缘基板或薄膜反向铺设在正电极细栅51和负电极细栅52上(绝缘基板或绝缘薄膜在上,正电极导电线和负电极导电线在下),使正电极导电线61和负电极导电线62分别与正电极细栅51和负电极细栅52相接触。
[0068]其中薄膜优选为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者聚烯烃共聚物(PO)材料等,这样设计,便于将正电极导电线和负电极导电线安装在电池片的背面上。此处绝缘基板与包裹在导电线局部上的绝缘材料不同。
[0069]将设置正电极导电线和负电极导电线的绝缘基板或薄膜铺设在正电极细栅和负电极细栅上时,在电池片上设有对准点,利用对准点可以准确的将导电线放置于细栅上,使得正电极导电线上的绝缘材料覆盖η+区域以及η+区域上的细栅,负电极导电线的绝缘材料覆盖P+区域以及P+区域上的细栅。
[0070]其中正电极导电线或负电极导电线的根数优选为2?400根,可以将正电极细栅或负电极细栅上的电流导出,正电极导电线和所述负电极导电线可以相互平行交替设置即叉指状平行排列。
[0071]硅基体优选为N型单晶硅衬底,其电阻率优选为I?30 Ω.cm,厚度优选为50?300ym,使用前先经表面制绒。
[0072]硅基体的前表面优选为制绒面,制绒面上优选设有低掺杂浓度的η+前表面场FSF,η+前表面场FSF上优选设有钝化减反膜,钝化减反膜优选为S1x钝化膜和SiNx减反膜的复合膜;硅基体的背表面优选为抛光面或制绒面。
[0073]相互平行且交替排列在所述硅基体的背面的ρ+掺杂区域和η+掺杂区域可以通过热扩散、离子注入和退火、掩膜和刻蚀等工艺方法组合进行制备;所述P+掺杂区域和η+掺杂区域的表面上还覆盖有氧化铝Α10、氮化硅SiN等钝化减反膜。
[0074]本实施例提供的一种背接触太阳能电池组件,采用上述背接触太阳能电池制成。
[0075]该背接触太阳能电池组件,从上到下包括:前层材料、封装材料、背接触太阳能电池串(如图4所示)、封装材料、背层材料,所述背接触太阳能电池串包含若干背接触太阳能电池。
[0076]在导电线的两端设置有N汇流条电极,P汇流条电极,相邻两背接触电池片之间的连接通过导电线两端的汇流条连接。
[0077]每个太阳能电池组件中背接触太阳能电池片个数优选为I?960个。
[0078]该背接触太阳能电池组件的制备方法如下:
[0079](I)选取η型硅基体10,在η型硅基体10的背面制作相互交替排列分布的ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3;
[0080](2)在ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3上设置钝化减反层4,在钝化减反层4上设置正电极接触细栅51和负电极接触细栅52,正电极接触细栅51与ρ+掺杂区域2相连接,负电极接触细栅52与η+掺杂区域3相连接;
[0081 ] (3)在正电极接触细栅51和负电极接触细栅52上设置正电极导电线61与负电极导电线62,其中正电极导电线61与正电极细栅51相接触部位设有导电材料7,正电极导电线61与负电极细栅52相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料8,负电极导电线62与负电极细栅52相接触部位设有导电材料7,负电极导电线62与正电极细栅51相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料8,制得背接触太阳能电池片;
[0082](4)选取多个背接触太阳能电池片,相邻两电池片的正电极导电线与负电极导电线相连接,最后连接到汇流条11,形成电池串,再经叠层、层压步骤制得背接触太阳能电池组件。
[0083]实施例2
[0084]如图1和图3中所示,本实施例提供的背接触太阳能电池,包括η型单晶硅硅基体,设置于硅基体正面的η+前场以及前钝化层,设于硅基体背面的ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3,ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3相互交替排列在硅基体的背面,钝化减反层4用于背表面的钝化,P+掺杂区域2上设有正电极接触点91,η+掺杂区域3上设有负电极接触点92,娃基体的背面上还设有正电极细栅51和负电极细栅52,分别连接正电极接触点91和负电极接触点92ο
[0085]其中N型单晶硅基体硅基体的电阻率为I?30 Ω.cm,厚度为50?300μπι,使用前先经表面制绒处理。硅基体的前表面为制绒面,制绒面上依次设有低表面掺杂浓度的n+FSF,S1x钝化膜和SiNx减反膜;硅基体背表面可以为抛光面,也可以为制绒面。ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3的表面上依次覆盖有氧化铝AlO钝化膜和氮化硅SiN保护膜。相互交替排列在硅基体的背面的P+掺杂区域2和η+掺杂区域3可以通过本领域所熟知的技术如扩散、离子注入&退火、掩膜和刻蚀等方法组合进行制作。
[0086]如图1中所不,本实施例提供的正电极导电线61和负电极导电线62表面局部包裹绝缘材料8使得连接正电极细栅的导电线与负电极细栅以及η+掺杂区域绝缘,连接负电极细栅的导电线与正电极细栅及P+掺杂区域绝缘。
[0087]上述背接触太阳能电池及组件的制备方法如下:
[0088](I)制备ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3相互交替排列在硅片背表面的太阳能电池,使用N型单晶硅基体,电阻率为I?30 Ω.cm,厚度为50?300μπι,Ν型晶体硅基体使用前先经表面制绒处理,然后利用扩散、离子注入&退火、掩膜、刻蚀等技术组合在硅基体的背表面制作相互交替排列的P+掺杂区域2和η+掺杂区域3,在ρ+掺杂区域2和η+掺杂区域3的交界处制作带隙,在硅基体前表面制作低表面掺杂浓度的n+FSF,然后再利用S1/SiN和ΑΙΟ/SiN等介质膜分别进行电池前表面的钝化、光学减反和电池背表面的钝化,从而形成所需要的P+掺杂区域2和η+掺杂区域3相互交替排列在硅片背表面的太阳能电池,其中每列ρ+掺杂区域2的宽度为500?3000μπι,每列η+掺杂区域3的宽度为200?2000μπι,带隙区域的宽度为30?200μηι,如图1所示。
[0089](2)如图2所示,在硅片的背面通过印刷银浆形成形状的点阵(即正电极接触点91和负电极接触点92),再通过正电极细栅51将正电极接触点91相连,负电极细栅52将负电极接触点92相连,可以采用印刷不烧穿钝化减反膜的银浆的方式。
[0090](3)在硅片背面印刷对准点以便在后续步骤中和导线层实现精确对位;
[0091](4)高温快速烧结:将印刷完的硅片置于烧结炉中烧结,优化烧结温度为400-900°C,经烧结后背面金属银点穿过背面钝化减反层与ρ+、η+掺杂区域形成欧姆接触;
[0092](5)在细栅上印刷导电胶,用于和导电线的连接,导电胶限制在ρ+或者η+区域里面,不能接触相邻区域以免漏电,导电胶在80?200°C下快速低温烘干;
[0093](6)将局部包裹绝缘层的导电线附着在聚烯烃共聚物(PO)薄膜上;
[0094](7)电池片和导电线层精准对位,加热100?200°C使得PO薄膜软化将电池片和导电线层粘结在一起;
[0095](8)将组串通过汇流条进行汇流,依次按照玻璃、EVA、电池层、导电线层(如图4所示)、背层材料的顺序进行层叠和外观检查,将层叠后的模组送入层压机进行层压。层压的过程中导电胶固化使得电池片细栅线和导电线层形成良好的接触。将层压后的组件安装边框、接线盒。
[0096]实施例3
[0097]与实施例1不同的是,该背接触太阳能电池组件的制备方法如下:
[0098](I)选取η型晶体硅片,在η型晶体硅片的背面制作相互交替排列分布的ρ+掺杂区域和η+掺杂区域;
[0099](2)在ρ+掺杂区域和η+掺杂区域上设置钝化减反层,在钝化减反层上设置正电极接触点和负电极接触点,在正电极接触点上设置正电极细栅将其相连,在负电极接触点上设置负电极细栅并将其相连;
[0100](3)在正电极接触细栅和负电极接触细栅上设置正电极导电线与负电极导电线,其中正电极导电线与正电极细栅相接触部位设有导电材料,正电极导电线与负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,负电极导电线与负电极细栅相接触部位设有导电材料,负电极导电线与正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料,制得背接触太阳能电池片;
[0101](4)选取多个背接触太阳能电池片,相邻两电池片的正电极导电线与负电极导电线相连接,最后连接到汇流条,形成电池串,再经叠层、层压步骤制得背接触太阳能电池组件。
[0102]上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种背接触太阳能电池,包括η型硅基体、P+掺杂区域、η+掺杂区域、钝化减反层、正电极细栅和负电极细栅,所述P+掺杂区域、η+掺杂区域交替排列分布在所述η型硅基体的背面,所述钝化减反层设置在所述P+掺杂区域和η+掺杂区域上,所述正电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述P+掺杂区域相连接,所述负电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述η+掺杂区域相连接,其特征是还包括正电极导电线和负电极导电线,所述正电极导电线设置在所述正电极细栅和负电极细栅上,所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位设有导电材料,所述正电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,所述负电极导电线设置在所述正电极细栅和负电极细栅上,所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位设有导电材料,所述负电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料。2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述正电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的正电极导电线上包裹有绝缘材料,使所述正电极导电线与所述负电极细栅和所述η+掺杂区域绝缘,所述负电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的负电极导电线上包裹有绝缘材料,使所述负电极导电线与所述正电极细栅和所述P+掺杂区域绝缘。3.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述绝缘材料为橡胶、树脂、虫胶、棉纱纸、麻、蚕丝或人造丝管,绝缘材料的厚度为2?300μπι。4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述ρ+掺杂区域、η+掺杂区域相互平行且交替排列分布在所述η型硅基体的背面,所述正电极细栅和所述负电极细栅也相互平行且交替排列分布在所述钝化减反层上,所述正电极导电线与所述正电极细栅和负电极细栅相垂直设置,所述负电极导电线也与所述正电极细栅和负电极细栅相垂直设置,且所述正电极导电线与所述负电极导电线相平行交替设置。5.根据权利要求4所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述正电极导电线和所述负电极导电线的横截面为圆形、椭圆形或长方形,其横截面积为0.01?4_2。6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述导电材料设置在所述正电极细栅和所述负电极细栅上,或设置在所述正电极导电线与所述正电极细栅相接触部位的导电线上,以及设置在所述负电极导电线与所述负电极细栅相接触部位的导电线上。7.根据权利要求6所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述导电材料为导电胶、锡或含锡合金。8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征是:还包括正电极接触点和负电极接触点,所述正电极接触点为多个并穿透所述钝化减反层与所述P+掺杂区域相接触,所述负电极接触点为多个并穿透所述钝化减反层与所述η+掺杂区域相接触,所述正电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述P+掺杂区域通过所述正电极接触点相连接,所述负电极细栅设置在所述钝化减反层上且与所述η+掺杂区域通过所述负电极接触点相连接。9.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征是:所述正电极导电线和所述负电极导电线先设置在绝缘基板或薄膜上,然后将设置有正电极导电线和负电极导电线的绝缘基板或薄膜的反向铺设在所述正电极细栅和负电极细栅上,使正电极导电线和负电极导电线分别与所述正电极细栅和负电极细栅相接触。10.—种背接触太阳能电池组件,其特征是:包括采用权利要求1-9任一项所述的背接触太阳能电池制成。
【文档编号】H01L31/0224GK106057923SQ201610595460
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610595460.2, CN 106057923 A, CN 106057923A, CN 201610595460, CN-A-106057923, CN106057923 A, CN106057923A, CN201610595460, CN201610595460.2
【发明人】蒋秀林, 孙寿亮, 黄卓, 周艳方, 单伟
【申请人】晶澳(扬州)太阳能科技有限公司
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