一种具有二维电极结构的 p 型晶体硅太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，由上至下依次包括：正面金属电极、正面局部接触金属电极正面透明导电膜、正面减反射膜/钝化膜、N型层、P型硅基体和背面电极；正面局部接触金属电极以规则图案方式排布在正面减反射膜/钝化膜上，且正面局部接触金属电极穿透减反射膜及钝化膜与硅基体形成局部欧姆接触，透明导电膜将分散的正面局部接触金属电极和正面金属电极连接成为正面电极；所述背面电极为铝背场电极、局部接触电极或背面二维电极。本实用新型减少了金属电极的遮光面积与浆料的使用量，保证电极良好的导电性，平衡了受光面电极光遮挡与导电性之间的两难问题，使电池的转换效率提升、生产成本降低。
【专利说明】
一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池
技术领域
[0001]本实用新型属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种具有二维电极结构的P型晶体娃太阳能电池。
【背景技术】
[0002]自1954年第一块太阳能电池在贝尔实验室诞生以来，晶体硅太阳能电池得到了广泛的应用，转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的80%以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破20%，全球年新增装机容量约50GW且增速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。
[0003]晶体硅太阳能电池要想继续保持竞争力、获得更大的发展与应用，必须进一步提高转换效率，同时降低生产成本。目前晶体硅电池的受光面电极采用银浆丝网印刷的方式形成近百条细栅和若干条主栅，此工序使用的物料成本昂贵，且银电极会造成电池片表面5%?7%的面积形成对光的遮挡，大大降低了电池片的转换效率。
[0004]如何在减少遮光面积与保持良好的导电性之间进行平衡，是近几年晶体硅电池技术研究的一个重点。由于浆料技术与印刷技术的进步，晶体硅电池的受光面电极细栅宽度不断减小，根据SEMI预测，到2020年细栅的宽度将减小至35微米以下，同时主栅采用多主栅及无主栅。在这个栅线细化技术过程中，电极的遮光面积有所下降，导电性有所提升，同时获得了效率的提升与成本的下降。但随着栅线宽度的不断减小，电极制备的工艺难度不断加大，进一步提高效率、降低生产成本的空间缩小。
[0005]为了彻底解决金属电极的光遮挡及成本问题，透明导电膜在晶体硅电池中的应用日益受到重视。有人提出采用透明导电膜取代金属细栅，但该方法由于仍保留了主栅，电极的光遮面积减少幅度有限，且细栅的取消会造成导电性变差，影响转换效率。还有人采用不同导电率的透明导电膜完全替代受光面金属电极与减反射膜，但该方法自提出至今十余年无法实现量产。还有人将透明导电膜应用于MWT技术，但实现工艺复杂，不易于控制与降低成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供了一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，本实用新型显著减少了金属电极的遮光面积与浆料的使用量，同时保证电极良好的导电性，很好的平衡了受光面电极光遮挡与导电性之间的两难问题，使电池的转换效率提升、生产成本降低。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段:
[0008]—种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，由上至下依次包括:正面金属电极、正面局部接触金属电极正面透明导电膜、正面减反射膜/钝化膜、N型层、P型硅基体和背面电极;正面局部接触金属电极以规则图案方式排布在正面减反射膜/钝化膜上，且正面局部接触金属电极穿透减反射膜及钝化膜与硅基体形成局部欧姆接触，透明导电膜将分散的正面局部接触金属电极和正面金属电极连接成为正面导电组合体;所述背面电极为铝背场电极、局部接触电极或背面二维电极。
[0009]所述的背面二维电极包括背面透明导电膜、背面局部接触金属电极和背面金属电极，P型硅基体背面依次设置有全局P+层、背面钝化膜、背面透明导电膜和背面金属电极;背面局部接触金属电极以规则图案方式排布在背面钝化膜上，且背面局部接触金属电极穿透背面钝化膜与硅基体形成局部欧姆接触，背面透明导电膜将分散的背面局部接触金属电极和背面金属电极连接成为背面导电组合体。
[0010]正面透明导电膜和背面透明导电膜均为ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IffO薄膜和石墨稀薄膜中的一种或多种叠层构成，透明导电膜的厚度为50?500nm。
[0011]P型硅基体是P型单晶硅片或P型多晶硅片;所述的二维电极形成于P型硅基体或发射极表面;二维电极下方的局部硅基体为重掺杂区或一般掺杂区，重掺杂区的方阻为5?50Ω /□，一般掺杂区的方阻为50?150 Ω /□。
[0012]正面局部接触金属电极和背面局部接触金属电极均采用阵列图案排布，其图案为一维、二维几何图形或一维与二维几何图形的组合;一维几何图形选自:线段、虚线段或弧线;二维几何图形选自:圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形、多角形或扇形。
[0013]所述一维几何图形的线宽为30?lOOum，长度为0.05?1.5mm;同一行中相邻两个线形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?2mm;所述二维几何图形的尺寸为30?200um，相邻两个图形中心距为0.8?2mm。
[0014]正面金属电极和背面金属电极的排布图案为一组平行线段或多组平行线段的组合，线段的宽度为20?2000um，数量为5?100根，线长为2?156mm，相邻线段之间的距离为
0.5?50mmo
[0015]所述的P型硅基体表面为金字塔、倒金字塔、纳米/微米多孔结构。
[0016]正面局部接触金属电极、背面局部接触金属电极、正面金属电极和背面金属电极均为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极和金属复合电极。
[0017]正面钝化膜为氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一种或多种叠层构成，厚度为5?50nm ；正面减反射膜为氮化娃薄膜、氧化娃薄膜、氮氧化娃薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成，减反射膜整体厚度为50?10nm;背面的钝化膜为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜的中的一种或多种叠层构成，钝化膜整体厚度为5?50nm。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0019]本实用新型一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，该电池可以为双面太阳能电池、背面场BSF电池或背面局部接触电池;其中的二维电池采用透明导电膜将其上下设置的金属电极与局部接触金属电极结合为一个可作为晶硅电池正面或背面电极的导电整体，使电池片的受光面积增加了3%?5%，同时保持了电极良好的导电性，使晶体硅电池的转换效率显著提升。此外，金属浆料的使用量大幅减少，使得生产成本显著降低，且生产上易于实现、控制。
[0020]进一步，阵列图形为点状阵列或线状阵列，接触点多，局部欧姆接触良好。
[0021]进一步，实用新型的晶体硅太阳能电池可以制成无金属细栅及主栅的P型晶体硅太阳能电池，或者在优化金属主栅的情况下制成无细栅的P型晶体硅太阳能电池，P型晶体硅太阳能电池可以是双面太阳能电池、背面场BSF电池或背面局部接触电池，以适应不同的需求。
【附图说明】
[0022]图1是基于具有二维电极结构的P型双面电池结构示意图。
[0023]图2是基于具有二维电极结构的P型BSF常规电池结构示意图。
[0024]图3是基于具有二维电极结构的P型背面钝化局部接触电池结构示意图。
[0025]图4是点状局部接触金属电极示意图。
[0026]图5是线段状局部接触金属电极示意图。
[0027]其中，1、正面局部接触金属电极，2、透明导电膜，3、减反射膜/钝化膜，4、N型层，5、P型硅基体，6、铝背场，7、背场电极，8、背面钝化膜，9、背面透明导电膜，10、局部P+层，11、全局P+层，12、正面金属电极，13、背面金属电极，14、背面局部接触金属电极。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0029]如图1至图3所示，本实用新型一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，电池的正面或背面电极采用局部接触金属电极、金属电极与透明导电膜协同作用的形式，透明导电膜设置在局部接触金属电极之上，金属电极设置在透明导电膜之上，透明导电膜将分散的局部接触金属电极、金属电极连接成为电极的导电组合体。
[0030]局部接触金属电极图案可以是为一维、二维几何图形或一维与二维几何图形的组合;一维几何图形选自:线段、虚线段或弧线；二维几何图形选自:圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形、多角形或扇形。所述一维几何图形的线宽为30?lOOum，长度为0.05?1.5mm;同一行中相邻两个线形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?2mm。二维几何图形的尺寸为30?200um，相邻两个图形中心距为0.8?2mm。具体的，如图4和图5所示。
[0031]本实用新型的晶体硅太阳能电池可以制成无金属细栅及主栅的P型晶体硅太阳能电池，或者在优化金属主栅的情况下制成无细栅的P型晶体硅太阳能电池，P型晶体硅太阳能电池包括双面电极电池、铝背场电极电池和背面局部接触铝背场电极电池;双面太阳能电池的正面电极和背面电极均为二维电极，结构相同，设置方向相反。
[0032]如图1所示，双面电极电池的结构依次为正面的二维电极、正面减反射膜/钝化膜
3、N型层4、P型硅基体5、全局P+层11、背面钝化膜8和背面的二维电极。正面局部接触金属电极I以规则图案方式排布在正面减反射膜/钝化膜3上，且正面局部接触金属电极I穿透减反射膜及钝化膜3与硅基体形成局部欧姆接触，透明导电膜2将分散的正面局部接触金属电极I和正面金属电极12连接成为正面导电组合体;所述背面电极为铝背场电极、局部接触电极或背面二维电极。背面二维电极包括背面透明导电膜9、背面局部接触金属电极14和背面金属电极13，P型硅基体5背面依次设置有全局P+层11、背面钝化膜8、背面透明导电膜9和背面金属电极13;背面局部接触金属电极14以规则图案方式排布在背面钝化膜8上，且背面局部接触金属电极I穿透背面钝化膜8与硅基体形成局部欧姆接触，背面透明导电膜9将分散的背面局部接触金属电极14和背面金属电极13连接成为背面导电组合体。
[0033]如图2所示，本实用新型提供的具有二维电极结构的P型晶体硅背面场BSF电池结构所述的铝背场电极电池结构依次包括正面二维电极、正面减反射膜/钝化膜3、N型层4、P型硅基体5、铝背场6和铝背场电极7，所述的正面局部接触金属电极I以规则图案方式排布在减反射膜及钝化膜3的表面，且正面局部接触金属电极I穿透减反射膜及钝化膜3与硅基体形成局部欧姆接触，正面透明导电膜2将分散的正面局部接触金属电极I及正面金属电极12连接成为正面电极的导电组合体。
[0034]具有二维电极结构的P型晶体硅BSF太阳能电池的制备方法按如下步骤:
[0035](I)将P型晶体娃片进彳丁表面织构化处理，娃片可以是P型单晶娃片、P型多晶娃片，织构处理可以采用化学药液腐蚀、等离子刻蚀、金属催化、激光刻蚀等方法；
[0036](2)以磷源作为杂质，制作形成40?100 Ω/□的均匀杂质层，磷源可以采用P0C13、PH3等，杂质层的制作方法可以采用常压扩散、低压扩散、离子注入、含磷浆料涂敷等；
[0037](3)刻蚀去掉磷硅玻璃及背结，刻蚀的方法可采用湿法刻蚀、干法刻蚀；
[0038](4)在硅片的正面沉积或生长5?50nm钝化膜，钝化膜可以是氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅、碳化硅等；
[0039](5)在正面的钝化膜上沉积50?90nm左右的减反射膜，减反射膜可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化钛等，沉积的方法可以采用PECVD、LPCVD等；
[0040](6)制作背面电极，制作方法可以采用丝网印刷、物理气相沉积PVD等，背面电极可以是金属电极、或者是阵列金属电极与透明导电膜协同作用的形式；
[0041](7)按特定的图形在硅片的正面或背面上制作与硅基体直接接触的阵列分布金属电极，制作可以采用丝网印刷的方法，及激光或化学腐蚀协同气相沉积、光诱导镀、电镀等的方法。金属电极图案可以是点、线段及其他形状的阵列，点状图案的直径在50?200um之间，点与点之间的间距在0.8?2mm之间；线段状图案的线宽在40?10um之间，长度在0.05?1.5_之间，同一行中相邻两个线段电极的间距为0.5?2_，同一列中相邻两个线段电极的间距为0.5?2mm。
[0042](8)进行热处理，特定图形的阵列分布金属电极材料穿透减反射膜与钝化膜，并与硅基体形成良好的欧姆接触；
[0043](9)在阵列分布的局部接触金属电极上制作透明导电膜，透明导电膜可以是ITO(铟锡氧化物)、ΑΖ0(掺铝氧化锌)、GZ0(掺镓氧化锌)、FT0(掺氟氧化锡)、IWO(掺钨氧化铟)、石墨烯等，制作的方法可以采用溅射、印刷、喷涂等，透明导电膜的厚度控制在100?500nm。
[0044](10)在透明导电膜上制作金属电极，金属电极的图案为一组平行线段或多组平行线段的组合，线段的宽度为20?2000um，数量为5?100根，线长为2?156mm，相邻线段之间的距离为0.5?50mm。随后进行热处理。
[0045]如图3所示，本实用新型提供的具有二维电极结构的P型晶体硅背面局部接触太阳能电池结构所述的背面局部接触铝背场电极电池的结构依次包括正面二维电极、正面减反射膜/钝化膜3、N型层4、P型硅基体5、局部P+层10、背面钝化膜8、背面透明导电膜/铝背场9和铝背场电极7;所述的正面局部接触金属电极I以规则图案方式排布在减反射膜及钝化膜3的表面，且正面局部接触金属电极I穿透减反射膜及钝化膜3与硅基体形成局部欧姆接触，正面透明导电膜2将分散的正面局部接触金属电极I及正面金属电极12连接成为正面电极的导电组合体。电池背面即P-N结背面设置背面钝化膜8和透明导电膜/铝背场10，背面主电极7与透明导电膜/铝背场10共同构成电池的背面电极。其制备方法按如下步骤:
[0046](I)将P型晶体娃片进彳丁表面织构化处理，娃片可以是P型单晶娃片、P型多晶娃片，织构处理可以采用化学药液腐蚀、等离子刻蚀、金属催化、激光刻蚀等方法；
[0047](2)以磷源作为杂质，制作形成40?100 Ω/□的均匀杂质层，磷源可以采用P0C13、PH3等，杂质层的制作方法可以采用常压扩散、低压扩散、离子注入、含磷浆料涂敷等；
[0048](3)刻蚀去掉磷硅玻璃及背结，刻蚀的方法可采用湿法刻蚀、干法刻蚀；
[0049](4)在硅片的正、背面沉积或生长5?50nm钝化膜，钝化膜可采用氧化硅、氧化铝、氮化娃、氮氧化娃、非晶娃、碳化娃等；
[0050](5)在正、背面的钝化膜上分别沉积50?90nm左右的减反射膜和10?40nm左右的氧化铝膜；
[0051](6)对背面的钝化膜进行开孔，开孔的方法可以采用激光、化学腐蚀等；
[0052](7)制作背面电极，制作方法可以采用丝网印刷、物理气相沉积PVD等，背面电极可以是金属电极、或者是阵列金属电极与透明导电膜协同作用的形式；
[0053](8)按特定的图形在硅片的正面或背面上制作与硅基体直接接触的阵列分布局部接触金属电极，制作可以采用丝网印刷的方法，及激光或化学腐蚀协同气相沉积、光诱导镀、电镀等的方法。金属电极图案可以是点、线段及其他形状的阵列，点状图案的直径在50?200um之间，点与点之间的间距在0.8?2mm之间；线段状图案的线宽在40?I OOum之间，长度在0.05?1.5mm之间，线段在X、Y方向的间距为0.5?2mm。
[0054](9)进行热处理，特定图形的阵列分布金属电极材料穿透减反射膜与钝化膜，并形成良好的欧姆接触；
[0055](10)在阵列分布的局部接触金属电极上制作透明导电膜，透明导电膜可以是ITO(铟锡氧化物)、AZO(掺铝氧化锌)、FTO(掺氟氧化锡)、IWO(掺钨氧化铟)、石墨烯等，制作的方法可以采用溅射、印刷、喷涂等，透明导电膜的厚度控制在100?500nm。
[0056](11)在透明导电膜上制作金属电极，金属电极的图案为一组平行线段或多组平行线段的组合，线段的宽度为20?2000um，数量为5?100根，线长为2?156mm，相邻线段之间的距离为0.5?50mm。随后进行热处理。
[0057]实施例1:
[0058](I)将P型单晶硅片于80 °C左右的KOH溶液中异向腐蚀，获得表面金字塔结构；
[0059](2)以POCl3作为杂质，在800°C左右扩散形成40 Ω/□的均匀扩散层；
[0060](3)采用湿法刻蚀去掉磷硅玻璃及背结；
[0061 ] (4)在硅片的正、背面沉积5nm左右氧化硅钝化膜；
[0062 ] (5)在正、背面的钝化膜上分别沉积50nm左右的氮化硅和I Onm左右的氧化铝；
[0063](6)对背面的膜层进行激光开孔;印刷背面银电极与铝背场，并烘干；
[0064](7)在正面采用丝网印刷的方法制作点状阵列银电极，点的直径为50um，点与点之间的间距为0.8mm;
[0065](8)在炉体中进行300?900°C下烧结，正面的点状阵列银浆穿透减反射膜和钝化膜，与硅基体形成良好的欧姆接触，此过程同时形成局部接触背面电极；
[0066](9)在点状阵列电极上采用溅射的方法制备10nm的AZO透明导电膜；
[0067](10)在AZO透明导电膜上采用丝网印刷的方法制备银栅线电极，电极图案由I组等距平行的栅线构成，栅线数量正面为20根，背面为12根，栅线宽度为20um。之后进行热处理。
[0068]实施例2:
[0069 ] (I)将P型单晶硅片于80 °C左右的NaOH溶液中异向腐蚀，获得表面金字塔结构；
[0070] (2)以PH3作为杂质，采用离子注入加退火处理的方法形成100 Ω/□的均匀杂质层；
[0071 ] (3)清洗离子注入后的硅片；
[0072](4)在正、背面上分别沉积80nm左右的氮化硅和30nm左右的氧化铝；
[0073](5)采用掩膜与化学腐蚀相结合的方法按特定图形对正面与背面的氮化硅和氧化铝进行开孔，特定图案采用点状阵列，点的直径为lOOum，点与点之间的间距为1.5mm。再采用PVD物理气相沉积的方法在正面与背面的开孔处分别沉积镍和铝导电膜，然后经过200?500°C退火处理，最后采用电镀的方法在正面的阵列状镍导电膜上先后沉积铜与银导电膜、在背面的阵列状铝导电膜上沉积银导电膜；
[0074](6)在正面和背面的点状阵列金属电极上采用化学气相沉积的方法制备SOnm的石墨烯透明导电膜，该透明导电膜与点状金属共同形成电池的正面与背面电极。
[0075](7)在正面与背面的石墨烯透明导电膜上采用喷墨的方法制备银栅线电极，电极图案为一组等距平行的细栅线与一组等距平行的主栅线构成，细栅线与主栅线垂直相交。正面细栅线为30根，背面细栅线为20根，栅线的截面宽度为30um;正面主栅为4根，背面主栅为3根，主栅的截面宽度为1mm。随后在炉体中进行300?900°C热处理。
[0076]实施例3:
[0077](I)将P型多晶硅片于HF/HN03的溶液体系中进行腐蚀，获得表面织构；
[0078](2)采用丝网印刷将含磷浆料涂敷在硅片的表面，再经过热处理形成掺杂层；
[0079](3)对掺杂后的硅片进行清洗；
[0080](4)在硅片的正、背面沉积50nm左右氧化硅钝化膜；
[0081 ] (5)在正、背面的钝化膜上分别沉积90nm左右的氮化硅和40nm左右的氧化铝；
[0082 ] (6)对背面的钝化膜进行激光开孔；
[0083](7)印刷背面银电极与铝背场，并烘干；
[0084](8)在正面采用丝网印刷的方法制作点状阵列银电极，点的直径为200um，点与点之间的间距为2mm;
[0085](9)在炉体中进行300?900°C下烧结，正面的点状阵列银浆穿透减反射膜和钝化膜，与硅基体形成良好的欧姆接触，此过程同时形成局部接触背面电极；
[0086](10)在点状阵列电极上采用溅射的方法制备10nm的FTO透明导电膜；
[0087](11)在FTO透明导电膜上采用丝网印刷的方法制备银栅线电极，电极图案由10组相互平行的等距平行栅线构成，每组栅线为30根，截面宽度为20um，相邻两组平行栅线之间的间距为2mm。
[0088]实施例4:
[0089](I)将P型单晶硅片于80 °C左右的KOH溶液中异向腐蚀，获得表面金字塔结构；
[0090](2)以POCl3作为杂质，在800°C左右扩散形成60 Ω/□的均匀扩散层；
[0091](3)采用湿法刻蚀去掉磷硅玻璃及背结；
[0092](4)在正面沉积50nm左右的氮化硅减反射膜；
[0093](5)采用PVD的方法制作背面电极，并形成背电场BSF;
[0094](6)在正面采用激光按特定图形对正面的减反射膜进行开孔，特定图案采用线段状阵列，线段的长度为50um，宽度为40um，线段与线段之间的间距为0.5mm。然后采用PVD物理气相沉积的方法在开孔处沉积银导电膜；
[0095](7)在200?500°C下进行退火处理，使阵列分布的线段状银导电膜与硅基体形成良好的欧姆接触；
[0096](8)在线段状阵列电极上采用溅射法制备200nm的IWO透明导电膜，该透明导电膜与线段状银共同形成电池的正面电极。
[0097]实施例5:
[0098](I)采用纳米金属颗粒催化化学刻蚀在P型单晶硅片的表面上形成倒金字塔结构；
[0099](2)以POCl3作为杂质，在800°C左右扩散形成100 Ω/□的均匀扩散层；
[0100](3)采用湿法刻蚀去掉磷硅玻璃及背结；
[0101 ] (4)在硅片的正、背面沉积20nm左右氧化硅钝化膜；
[0102](5)在正面的钝化膜上沉积SOnm左右的氮化硅减反射膜；
[0103](6)印刷背面银电极与铝背场，并烘干；
[0104](7)在正面采用丝网印刷的方法制作线段状阵列银电极，线段的长度为1.5mm，宽度为lOOum，线段与线段之间的间距为2mm;
[0105](8)在炉体中进行300?900°C下烧结，正面的线段状阵列银浆穿透减反射膜和钝化膜，与硅基体形成良好的欧姆接触，此过程同时形成背面电场BSF;
[0106](9)在线段状阵列电极上采用溅射法制备150nm的ITO透明导电膜；
[0107](10)在ITO透明导电膜上采用丝网印刷的方法制备银栅线电极，电极图案由20组相互平行的等距平行栅线构成，每组栅线为40根，截面宽度为20um，相邻两组平行栅线之间的间距为Imm ο
[0108]实施例6:
[0109](I)将P型多晶硅片于HF/HN03的溶液体系中进行腐蚀，去掉损伤层，再采用等离子刻蚀的方法在硅片的表面获得表面织构；
[0110](2)以POCl3作为杂质，在800°C左右扩散形成80 Ω/□的均匀扩散层；
[0111](3)采用湿法刻蚀去掉磷硅玻璃及背结；
[0112](4)在硅片的正、背面沉积50nm左右氧化硅钝化膜；
[0113](5)在正面的钝化膜上沉积90nm左右的氮化硅减反射膜；
[0114](6)印刷背面银电极与铝背场，并烘干；
[0115](7)在正面采用丝网印刷的方法制作阵列分布的线段状银电极，线段的长度为200um，宽度为80um，线段与线段之间的间距为Imm;
[0116](8)在炉体中进行300?900°C下烧结，正面的线段状阵列银浆穿透减反射膜和钝化膜，与硅基体形成良好的欧姆接触，此过程同时形成背面电场BSF;
[0117](9)在线段状阵列电极上采用溅射法制备10nm的GZO透明导电膜；
[0118](10)在GZO透明导电膜上采用丝网印刷的方法制备银栅线状电极，电极图案为I组等距平行的栅线构成，栅线数量为40根，栅线宽度为30um。
[0119]以上所述仅为本实用新型的几种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，由上至下依次包括:正面金属电极(12)、正面局部接触金属电极(1)、正面透明导电膜(2)、正面减反射膜/钝化膜(3)、N型层(4)、P型硅基体(5)和背面电极;正面局部接触金属电极(I)以规则图案方式排布在正面减反射膜/钝化膜(3)上，且正面局部接触金属电极(I)穿透减反射膜及钝化膜(3)与硅基体形成局部欧姆接触，透明导电膜(2)将分散的正面局部接触金属电极(I)和正面金属电极(12)连接成为正面导电组合体;所述背面电极为铝背场电极、局部接触电极或背面二维电极。2.根据权利要求1所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述的背面二维电极包括背面透明导电膜(9)、背面局部接触金属电极(14)和背面金属电极(13)，P型硅基体(5)背面依次设置有全局P+层(11)、背面钝化膜(8)、背面透明导电膜(9)和背面金属电极(13);背面局部接触金属电极(14)以规则图案方式排布在背面钝化膜(8)上，且背面局部接触金属电极(I)穿透背面钝化膜(8)与硅基体形成局部欧姆接触，背面透明导电膜(9)将分散的背面局部接触金属电极(14)和背面金属电极(13)连接成为背面导电组合体。3.根据权利要求2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，正面透明导电膜(2)和背面透明导电膜(9)均为ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨稀薄膜中的一种或多种叠层构成，透明导电膜的厚度为50?500nm。4.根据权利要求1或2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，P型硅基体(5)是P型单晶硅片或P型多晶硅片;二维电极形成于P型硅基体或发射极表面;二维电极下方的局部硅基体为重掺杂区或一般掺杂区，重掺杂区的方阻为5?50 Ω/口，一般掺杂区的方阻为50?150 Ω /□。5.根据权利要求1或2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，正面局部接触金属电极(I)和背面局部接触金属电极(14)均采用阵列图案排布，其图案为一维、二维几何图形或一维与二维几何图形的组合;一维几何图形选自:线段、虚线段或弧线;二维几何图形选自:圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形、多角形或扇形。6.根据权利要求5所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述一维几何图形的线宽为30?10um，长度为0.05?1.5mm;同一行中相邻两个线形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?2mm;所述二维几何图形的尺寸为30?200um，相邻两个图形中心距为0.8?2mm。7.根据权利要求2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，正面金属电极(12)和背面金属电极(13)的排布图案为一组平行线段或多组平行线段的组合，线段的宽度为20?2000um，数量为5?100根，线长为2?156mm，相邻线段之间的距离为0.5?50mmo8.根据权利要求1或2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述的P型硅基体(5)表面为金字塔、倒金字塔、纳米/微米多孔结构。9.根据权利要求2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，正面局部接触金属电极(I)、背面局部接触金属电极(14)、正面金属电极(12)和背面金属电极(13)均为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极和金属复合电极。10.根据权利要求2所述的一种具有二维电极结构的P型晶体硅太阳能电池，其特征在于，正面钝化膜为氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一种或多种叠层构成，厚度为5?50nm ；正面减反射膜为氮化娃薄膜、氧化娃薄膜、氮氧化娃薄膜、氧化钛薄膜、碳化娃薄膜中的一种或多种叠层构成，减反射膜整体厚度为50?10nm;背面的钝化膜为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜的中的一种或多种叠层构成，钝化膜整体厚度为5?50nmo
【文档编号】H01L31/0224GK205564766SQ201620280481
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】钟宝申, 李华, 赵科雄
【申请人】乐叶光伏科技有限公司