一种n型双面太阳能电池及其组件和系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种N型双面太阳能电池及其组件和系统。本实用新型的一种N型双面太阳能电池，包括N型晶体硅基体，N型晶体硅基体的正表面包括从内到外依次设置的p+掺杂区域和钝化减反膜；N型晶体硅基体的背表面包括从内到外依次设置的n+掺杂区域和钝化膜，N型晶体硅基体的正表面包括正面金属主栅电极和正面金属线，所述正面金属线与所述p+掺杂区域通过银铝合金连接；N型晶体硅基体的背表面包括背面金属主栅电极和正面金属线，所述正面金属线与所述n+掺杂区域通过银连接。其有益效果是：本方法提高了N型双面太阳能电池的开路电压，极大的减少了电池的银浆消耗，从而降低电池片的制作成本。
【专利说明】
一种N型双面太阳能电池及其组件和系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种N型双面太阳能电池及其组件和系统。
【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，具有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，η型太阳能电池具有光照无衰减，使用寿命长等优点，是高效晶硅太阳能电池一个重要的发展方向，并且由于η型太阳能电池的正负电极均可以制作成常规的H型栅线电极结构，因此该电池不仅正面可以吸收光，其背表面也能吸收反射和散射光从而产生额外的电力，实现双面发电。
[0003]然而，N型电池的制造成本较常规电池高出约15%，这主要来自于该电池两面都要印刷银浆，银耗量是常规电池的两倍，由于银浆消耗增加带来制造成本的上升约为10%，因此，减少电池的银浆消耗是降低该电池成本的关键。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种N型双面太阳能电池及其组件和系统。所述的太阳能电池可以显著地降低含银浆料的使用量，从而降低太阳能电池的生产成本。
[0005]本实用新型还提供了一种N型双面太阳能电池，其技术方案是:
[0006]—种N型双面太阳能电池，包括N型晶体硅基体，N型晶体硅基体的正表面包括从内到外依次设置的P+掺杂区域和钝化减反膜;N型晶体硅基体的背表面包括从内到外依次设置的η+掺杂区域和钝化膜，N型晶体硅基体的正表面包括正面金属主栅电极和正面金属线，所述正面金属线与所述P+掺杂区域通过银铝合金连接;N型晶体硅基体的背表面包括背面金属主栅电极和背面金属线，所述背面金属线与所述η+掺杂区域通过银连接;所述正面金属主栅电极的长与宽的比值小于或者等于600:1。
[0007]其中，所述钝化减反膜是S12介质膜、SiNx介质膜或Al2O3介质膜中一种或多种，所述钝化膜是Si02介质膜和SiNx介质膜组成的复合介质膜。
[0008]其中，所述N型晶体硅基体的厚度为50?300μπι;ρ+掺杂区域的掺杂深度为0.5?
2.Ομπι;钝化减反膜的厚度为70?IlOnm;钝化膜的厚度为不低于20nm;n+掺杂区域的掺杂深度为 0.5?2.0μηι。
[0009]其中，正面金属主栅电极和背面金属主栅电极的数量均大于2根，正面金属主栅电极的设置位置和背面金属主栅电极的设置位置相互对应，并均匀分布在N型晶体硅基体的表面。
[0010]其中，金属线的截面形状为圆形、方形或者三角形。
[0011 ] 其中，圆形金属线的直径为40_80um。
[0012]其中，正面金属线之间的间距为l-3mm;背面金属线之间的间距为l-3mm。
[0013]其中，正面金属主栅电极和背面金属主栅电极的宽度为0.5-3mm。
[0014]本实用新型还提供了一种N型双面太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、N型双面太阳能电池、封装材料、背层材料，所述N型双面太阳能电池是上述的一种N型双面太阳能电池。
[0015]本实用新型还提供了一种N型双面太阳能电池系统，包括一个或多于一个串联的N型双面太阳能电池组件，所述N型双面太阳能电池组件是上述的一种N型双面太阳能电池组件。
[0016]本实用新型的实施包括以下技术效果:
[0017]本实用新型提出的N型双面太阳能电池与常规N型双面太阳能电池相比，本实用新型的不同之处有以下两点:1、主栅电极不与硅片前后表面的P+掺杂区域和η+掺杂区域形成欧姆接触，从而极大地降低了金属电极与硅之间的复合速率，从而提高了 N型双面太阳能电池的开路电压;2、与ρ+掺杂区域和η+掺杂区域相欧姆接触的金属细栅线是通过沾附有掺铝银浆和银浆的金属线按照垂直于主栅电极的方向分别粘贴在硅片的前后表面，经烘干、烧结而成，这样在保证金属细栅线线电阻不增加的情况下，极大的减少电池的银浆消耗，从而降低电池片的制作成本。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法步骤一的电池结构截面示意图
[0019]图2为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法步骤二的电池结构截面示意图
[0020]图3为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法的粘附有掺铝银浆的金属线示意图
[0021]图4为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法的粘附有银浆的金属线示意图
[0022]图5为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法步骤五的电池结构截面示意图
[0023]图6为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法得到的电池结构正面平视示意图
[0024]图7为本实用新型实施例的一种N型双面太阳能电池的金属化方法得到的电池结构背面平视示意图
【具体实施方式】
[0025]下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
[0026]参见图5至图7所示，本实施例的一种N型双面太阳能电池，包括N型晶体硅基体10，N型晶体硅基体10的正表面包括从内到外依次设置的ρ+掺杂区域12和正表面钝化减反膜14;Ν型晶体硅基体的背表面包括从内到外依次设置的η+掺杂区域16和背表面钝化膜18，Ν型晶体硅基体10的正表面包括正面金属主栅电极20和正面金属线26，所述正面金属线26与所述P+掺杂区域12通过银铝合金连接;N型晶体硅基体10的背表面包括背面金属主栅电极22和背面金属线28，所述背面金属线28与所述η+掺杂区域16通过银连接;正面金属主栅电极的长与宽的比值小于或者等于600:1，优选154:1，还可以选择100:1、200:1、300:1、400:1和600:10
[0027]本实施例中所述钝化减反膜14是Si02介质膜、SiNx介质膜或Α1203介质膜中一种或多种，所述钝化膜18是Si02介质膜和SiNx介质膜组成的复合介质膜;N型晶体硅基体10的厚度为50?300μπι;ρ+掺杂区域12的掺杂深度为0.5?2.Ομπι;钝化减反膜14的厚度为70?I 1nm;钝化膜18的厚度为不低于20nm; η+掺杂区域16的掺杂深度为0.5?2.Ομπι。优选，正面金属主栅电极20和背面金属主栅电极22的数量均大于2根，正面金属主栅电极20的设置位置和背面金属主栅电极22的设置位置相互对应，并均匀分布在N型晶体硅基体10的表面，正面金属主栅电极20和背面金属主栅电极22的宽度均为0.5-3mm。粘附在金属线上的掺铝银浆或者银浆非连续地沾附在金属线上或者连续地沾附在金属线上。所述金属线的截面形状为圆形、方形或者三角形，圆形金属线的直径为40-80um。
[0028]参见图1至图7所示，本实施例中的N型双面太阳能电池的金属化方法包括如下步骤:
[0029 ] (I )、如图1所示，制备金属化前的N型双面太阳能电池，包括N型晶体硅基体1，N型晶体硅基体的正表面包括从内到外依次设置的ρ+掺杂区域12和正表面钝化减反膜14;N型晶体硅基体的背表面包括从内到外依次设置的n+掺杂区域16和背表面钝化膜18。其中正表面的钝化减反膜14是Si02、SiNx和A1203介质膜中一种或多种，背表面的钝化膜18是Si02或SiNx介质膜组成的复合介质膜。N型晶体硅基体10的厚度为50?300μπι;ρ+掺杂区域12的掺杂深度为0.5?2.Ομπι;正表面钝化减反膜的厚度为70?I 1nm;背表面钝化膜18的厚度为不低于20nm;n+掺杂区域16的掺杂深度为0.5?2.Ομπι。
[0030](2)、如图2所示，通过印刷金属浆料并烘干形成与硅片前后表面相接触的正面金属主栅电极20和背面金属主栅电极22，正面金属主栅电极20和背面金属主栅电极22所采用金属浆料不烧穿硅片前后表面的钝化膜，即正面金属主栅电极20和背面金属主栅电极22与硅片正表面P+掺杂区域12和背表面η+掺杂区域16不形成欧姆接触，硅片前后表面主栅电极的数量均要求大于2根，并要求娃片前后表面的主栅电极对应，位置相同并均勾分布在硅片表面，主栅线的宽度为0.5-3mm。
[0031](3)、如图3所示，将可以与N型双面电池ρ+掺杂区域12形成欧姆接触的掺铝银浆24涂在正面金属线26的一侧，粘附在正面金属线26上的掺铝银浆可以非连续的沾附在金属线上，亦可以连续地沾附在金属线上;正面金属线26的截面可以为圆形，其直径为40-80um ；正面金属线26的截面形状亦可以方形或三角形。金属线可以是铜丝或者银包铜丝。
[0032](4)、如图4所示，将可以与N型双面电池η+掺杂区域16形成欧姆接触的银浆30涂在背面金属线28的一侧，涂在背面金属线28上的银浆可以非连续的沾附在金属线上，亦可以连续地沾附在金属线上；背面金属线28的截面可以为圆形，其直径为40-80um;背面金属线28的截面形状亦可以方形或三角形。金属线可以是铜丝或者银包铜丝。
[0033](5)、如图5所示，将多条沾附有掺铝银浆24的正面金属线26按照垂直于正面金属主栅电极20的方向等间距平行粘贴在硅片的正表面并烘干，正面金属线26之间的间距为1-3mm;再将沾附有银浆30的背面金属线28按照垂直于背面金属主栅电极22的方向等间距平行粘贴在硅片的背表面并烘干，正面金属线26之间的间距为l-3mm;
[0034](6)、将上述沾附有金属线的N型双面电池置于烧结炉中烧结，烧结的温度不高于900摄氏度，N型双面电池的正面平视图如图6所示，背面平视图如图7所示，至此，完成N型双面电池的金属化。
[0035]本实用新型提出的N型双面太阳能电池的金属化方法与常规N型双面太阳能电池的金属化工艺相比，本实用新型的不同之处有以下两点:1、主栅电极不与硅片前后表面的P+掺杂区域和η+掺杂区域形成欧姆接触，从而极大地降低了金属电极与硅之间的复合速率，从而提高了 N型双面太阳能电池的开路电压;2、与ρ+掺杂区域和η+掺杂区域相欧姆接触的金属细栅线是通过沾附有掺铝银浆和银浆的金属线按照垂直于主栅电极的方向分别粘贴在硅片的前后表面，经烘干、烧结而成，这样在保证金属细栅线线电阻不增加的情况下，极大的减少电池的银浆消耗，从而降低电池片的制作成本。
[0036]本实施例还提供了一种N型双面太阳能电池组件，包括由上至下连接的前层材料、封装材料、N型双面太阳能电池、封装材料、背层材料，N型双面太阳能电池是上述的一种N型双面太阳能电池。本实施例的N型双面太阳能电池组件的结构及工作原理使用本领域公知的技术，且本实用新型提供的N型双面太阳能电池组件的改进仅涉及上述的N型双面太阳能电池，不对其他部分进行改动。故本说明书仅对N型双面太阳能电池及其制备方法进行详述，对N型双面太阳能电池组件的其他部件及工作原理这里不再赘述。本领域技术人员在本说明书描述的内容基础上，即可实现本实用新型的N型双面太阳能电池组件。
[0037]本实施例还提供了一种N型双面太阳能电池系统，包括一个或多于一个串联的N型双面太阳能电池组件，N型双面太阳能电池组件是上述的一种N型双面太阳能电池组件。本实施例的N型双面太阳能电池系统的结构及工作原理使用本领域公知的技术，且本实用新型提供的N型双面太阳能电池系统的改进仅涉及上述的N型双面太阳能电池，不对其他部分进行改动。故本说明书仅对N型双面太阳能电池及其制备方法进行详述，对N型双面太阳能电池系统的其他部件及工作原理这里不再赘述。本领域技术人员在本说明书描述的内容基础上，即可实现本实用新型的N型双面太阳能电池系统。
[0038]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种N型双面太阳能电池，包括N型晶体硅基体，N型晶体硅基体的正表面包括从内到外依次设置的P+掺杂区域和钝化减反膜;N型晶体硅基体的背表面包括从内到外依次设置的η+掺杂区域和钝化膜，其特征在于:N型晶体硅基体的正表面包括正面金属主栅电极和正面金属线，所述正面金属线与所述P+掺杂区域通过银铝合金连接;N型晶体硅基体的背表面包括背面金属主栅电极和背面金属线，所述背面金属线与所述η+掺杂区域通过银连接;所述正面金属主栅电极的长与宽的比值小于或者等于600:1。2.根据权利要求1所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:所述钝化减反膜是S12介质膜、SiNx介质膜或ΑΙ2Ο3介质膜中一种，所述钝化膜是Si02介质膜和SiNx介质膜组成的复合介质膜。3.根据权利要求1所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:所述N型晶体硅基体的厚度为50?300μπι; p +掺杂区域的掺杂深度为0.5?2.Ομπι;钝化减反膜的厚度为70?11 Onm;钝化膜的厚度为不低于20nm; η+掺杂区域的掺杂深度为0.5?2.0ym。4.根据权利要求1?3任一所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:正面金属主栅电极和背面金属主栅电极的数量均大于2根，正面金属主栅电极的设置位置和背面金属主栅电极的设置位置相互对应，并均匀分布在N型晶体硅基体的表面。5.根据权利要求1所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:金属线的截面形状为圆形、方形或者三角形。6.根据权利要求5所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:圆形金属线的直径为40_80um。7.根据权利要求1所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:正面金属线之间的间距为1-3mm;背面金属线之间的间距为1-3mm。8.根据权利要求1所述的一种N型双面太阳能电池，其特征在于:正面金属主栅电极和背面金属主栅电极的宽度为0.5-3_。9.一种N型双面太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、N型双面太阳能电池、封装材料、背层材料，其特征在于:所述N型双面太阳能电池是权利要求1-8任一所述的一种N型双面太阳能电池。10.—种N型双面太阳能电池系统，包括一个或多于一个串联的N型双面太阳能电池组件，其特征在于:所述N型双面太阳能电池组件是权利要求9所述的一种N型双面太阳能电池组件。
【文档编号】H01L31/04GK205452301SQ201620246236
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】林建伟, 刘志锋, 孙玉海, 季根华, 张育攭
【申请人】泰州中来光电科技有限公司