一种具有镂空孔的PERC太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体是指一种具有镂空孔的perc太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

传统晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用pecvd的方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高，人们开始研究背钝化太阳电池技术。背钝化电池工艺复杂，光电转换效率高，但是与常规电池一样，仍然存在电池的弯曲度过大的问题。弯曲度过大，会影响下游客户将电池封装成组件的成品率，影响组件的品质。

在生产过程中，背钝化电池会要求相匹配的铝浆以铝浆湿重等工艺参数的频繁调节，工艺窗口小，影响大规模生产以及电池的光电转换效率。而对于perc太阳能电池，铝浆和相应的印刷烧结工艺又是影响光电转换效率的关键辅料，因此需要从其他环节解决电池的弯曲度问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供一种具有镂空孔的perc太阳能电池，该太阳能电池通过在铝背场上设置多个镂空孔，改善硅片的应力分布，降低铝背场的重量，减少电池弯曲度，降低碎片率，提高perc太阳能电池的品质。

本发明的这一目的通过如下的技术方案来实现的：一种具有镂空孔的perc太阳能电池，包括自下而上依次设置的背银电极、铝背场、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、p型硅、n型硅、正面氮化硅膜和正银电极，所述太阳能电池在背面还开设有开通所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜后直至p型硅的多条激光开槽区，多条激光开槽区平行设置，每个激光开槽区内均填充有背铝条，所述背铝条与所述的铝背场采用铝浆料一体印刷成型，铝背场通过背铝条与p型硅相连，其特征在于：所述铝背场具有多条镂空带，多条镂空带也平行设置，并且与激光开槽区相平行，多条镂空带与多条激光开槽区呈交替间隔状分布，每一条镂空带均沿着与激光开槽区平行的方向间隔开设有一排镂空孔。

太阳能电池中的全铝背场会产生电池弯曲度过大，弯曲度过大会导致后续的下游客户封装成组件时的碎片率过高，影响组件的成品率和品质，，同时增加电池碎片率，无法保证perc太阳能电池的品质。本发明太阳能电池中的铝背场采用设有多个镂空孔的局部铝背场，改善硅片的应力分布，降低铝背场的重量，减少电池弯曲度，同时降低电池的碎片率，提高后续电池封装成组件的成品率和组件的品质。。

本发明中，所述镂空孔为圆形或三角形或四边形或五边形或六边形。

作为优选实施例，所述镂空孔为圆形，直径为0.5～5mm。所述镂空孔为正三角形或正四边形或正五边形或正六边形，边长为0.5～5mm。

每一排的镂空孔均等间距设置，相邻两个镂空孔之间的间距为0.5～3mm

本发明中，所述激光开槽区的宽度为20～100微米。

所述背面氮化硅膜的厚度为80～300微米。

所述背面氧化铝膜的厚度为2～30nm。

与现有技术相比，本发明的太阳能电池能够降低电池弯曲度，同时降低电池的碎片率，设备投入成本低，工艺简单，且与目前生产线兼容性好。

本发明的目的之二是提供上述具有镂空孔的perc太阳能电池的制备方法。

本发明的这一目的通过如下的技术方案来实现的：上述具有镂空孔的perc太阳能电池的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)在硅片正面和背面形成绒面，所述硅片为p型硅；

(2)在所述硅片正面进行扩散形成n型硅，即n型发射极；

(3)去除硅片周边的pn结和扩散过程形成的正面磷硅玻璃；

(4)对硅片背面进行抛光；

(5)在硅片背面依次沉积背面氧化铝膜和背面氮化硅膜；

(6)在n型硅的正面沉积正面氮化硅膜；

(7)对硅片背面进行激光开槽，开通背面氮化硅膜、背面氧化铝膜后直至硅片，形成多条激光开槽区；

(8)在所述硅片背面印刷背电极浆料，烘干；

(9)在所述硅片背面印刷铝浆料，形成铝背场，该铝背场具有多条镂空带，多条镂空带与多条激光开槽区呈交替间隔状分布，每一条镂空带均沿着与激光开槽区平行的方向间隔开设有一排镂空孔，在印刷铝背场的同时在激光开槽区内印刷铝浆料，形成背铝条，背铝条与铝背场一体印刷成型，印刷后进行烘干；

(10)在所述正面氮化硅膜的正面印刷正电极浆料，烘干；

(11)对硅片进行高温烧结，形成背银电极、铝背场和正银电极；

(12)对硅片进行抗lid退火处理，形成太阳能电池。

上述步骤(5)和步骤(6)的顺序也可以颠倒，即先进行步骤(6)，然后进行步骤(5)。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明具有镂空孔的perc太阳能电池的整体结构截面图；

图2是本发明具有镂空孔的perc太阳能电池中铝背场的平面图，显示镂空带、镂空孔与激光开槽区的位置对应关系。

附图标记说明

1、背银电极，2、铝背场，

3、背面氮化硅膜，4、背面氧化铝膜，5、p型硅，6、n型硅，

7、正面氮化硅膜，8、正银电极，9、激光开槽区；10、背铝条；11、镂空带；12、镂空孔。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2所示的具有镂空孔的perc太阳能电池，包括自下而上依次设置的背银电极1、铝背场2、背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、p型硅5、n型硅6、正面氮化硅膜7和正银电极8，正银电极8由材料为银的正银主栅电极81和材料为铝的正铝副栅电极82组成，正铝副栅电极82与正银主栅电极81相垂直，背银电极1由材料为银的背银主栅电极11和材料为铝的背铝副栅电极12组成，背铝副栅电极12和背银主栅电极11相垂直。

太阳能电池在背面还开设有开通背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4后直至p型硅5的多条激光开槽区9，多条激光开槽区9的结构相同，多条激光开槽区9平行设置，每个激光开槽区9内均填充有背铝条10，背铝条10与铝背场2采用铝浆料一体印刷成型，铝背场2通过背铝条10与p型硅5相连，该铝背场2具有多条镂空带11，多条镂空带11也平行设置，并且与激光开槽区9相平行，多条镂空带11与多条激光开槽区9呈交替间隔状分布，每一条镂空带11均沿着与激光开槽区9平行的方向间隔开设有一排镂空孔12。

本发明太阳能电池中的铝背场2采用设有镂空孔12的局部铝背场2，改善硅片的应力分布，降低了铝背场2的重量，减少电池弯曲度，同时降低电池的碎片率，提高perc太阳能电池的品质，保证了产品的质量。

本实施例的背面氧化铝膜4的材质为三氧化二铝(al2o3)，背面氮化硅膜3和正面氮化硅膜7的材质相同，均为氮化硅(si3n4)。

本实施例中，镂空孔12为边长为3mm的正方形孔，每一排的镂空孔12均等间距设置，相邻两个镂空孔12之间的间距为2mm，激光开槽区9的宽度为20微米，背面氮化硅膜3的厚度为150微米，背面氧化铝膜4的厚度为8nm。

作为本实施例的变换，多条激光开槽区9的也可以为尺寸不同的槽。镂空孔12可以为圆形或三角形或四边形或五边形或六边形或八边形等，优选直径为0.5～5mm的圆形，或者边长为0.5～5mm的正三角形或正四边形或正五边形或正六边形或正八边形，相邻两个镂空孔之间的间距可以在0.5～3mm范围内取值。

上述具有镂空孔的perc太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)在硅片正面和背面形成绒面，硅片为p型硅5；

(2)在硅片正面进行扩散形成n型硅6，即n型发射极；

(3)去除硅片周边的pn结和扩散过程形成的正面磷硅玻璃；

(4)对硅片背面进行抛光；

(5)在硅片背面依次沉积背面氧化铝膜4和背面氮化硅膜3；

(6)在n型硅6的正面沉积正面氮化硅膜7；

(7)对硅片背面进行激光开槽，开通背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4后直至硅片，形成多条激光开槽区9；

(8)在硅片背面印刷背电极浆料，烘干；

(9)在硅片背面采用丝网印刷铝浆料，形成铝背场2，形成铝背场2，该铝背场2具有多条镂空带11，多条镂空带11与多条激光开槽区9呈交替间隔状分布，每一条镂空带11均沿着与激光开槽区平行的方向间隔开设有一排镂空孔12，在印刷铝背场2的同时在激光开槽区9内印刷铝浆料，形成背铝条10，背铝条10与铝背场2一体印刷成型，印刷后进行烘干；

(10)在正面氮化硅膜7的正面印刷正电极浆料，烘干；

(11)对硅片进行高温烧结，形成背银电极1、铝背场2和正银电极8；

(12)对硅片进行抗lid退火处理，形成太阳能电池。

本实施例上述步骤(5)和步骤(6)的顺序也可以颠倒，即先进行步骤(6)，然后进行步骤(5)。

实施例二

本发明具有镂空孔的perc太阳能电池的实施例二和实施例一不同之处在于，实施例二中，镂空孔12为直径为3mm的圆孔，激光开槽区9的宽度为40微米，背面氮化硅膜3的厚度为200微米，背面氧化铝膜4的厚度为8nm。

实施例三

本发明具有镂空孔的perc太阳能电池的实施例三和实施例一不同之处在于，实施例三中，激光开槽区9的宽度为60微米，背面氮化硅膜3的厚度为250微米，背面氧化铝膜4的厚度为16nm。

实施例四

本发明具有镂空孔的perc太阳能电池的实施例四和实施例一不同之处在于，实施例四中，激光开槽区9的宽度为80微米，背面氮化硅膜3的厚度为300微米，背面氧化铝膜4的厚度为22nm。

实施例五

本发明具有镂空孔的perc太阳能电池的实施例五和实施例一不同之处在于，实施例五中，激光开槽区9的宽度为100微米，背面氮化硅膜3的厚度为80微米，背面氧化铝膜4的厚度为30nm。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。