PERC电池钝化膜开模图形、PERC太阳能电池以及PERC太阳能组件的制作方法

本实用新型涉及光伏电池生产领域，尤其是一种PERC电池钝化膜开模图形、PERC太阳能电池以及PERC太阳能组件。

背景技术：

1954年美国贝尔实验室制备出世界上第一块转换效率为6％的单晶硅太阳电池，经过科学家六十年的不断探索，太阳电池取得了巨大的突破，最高转换效率已经达到了46％(聚光多结GaAs)。虽然太阳电池已经发展出三代，但是晶硅太阳电池仍然占据市场主流，如何降低材料成本仍是光伏行业的一大难题，因此硅太阳电池的厚度设计不断减薄。然而，当硅片厚度薄至小于硅片的扩散长度时，电池背面的复合必然会成为限制电池转换效率的主要因素，而PERC电池(passsivated emmiter and rear cell，钝化发射极局部背接触电池)因其良好的背钝化技术，可降低背面复合所导致的效率损失，提高电池的开路电压和短路电流。

PERC技术通过在电池的后侧上添加一个电介质钝化层来提高转换效率。标准电池结构中更好的效率水平受限于光生电子复合的趋势。PERC电池最大化跨越了P-N结的电势梯度，这使得电子更稳定的流动，减少电子复合，以及更高的效率水平。

目前PERC高效电池主要通过在电池背面进行一系列的钝化，从而提升电池效率，与普通电池工艺相比，表现在电学参数方面主要是电流与电压均有大幅度的提高，但填充因子有一定的下降幅度，其重要原因为背钝化材质大多为绝缘的，为保证钝化效果，背面选择局部激光开槽金属化，其接触电阻较大。因此如何设计开孔率与均匀性最优的钝化膜开模图形，成为了PERC效率提升的关键。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种开孔率与钝化效果更优的PERC电池钝化膜开模图形。

本实用新型的另一目的在于提供一种光电转换效率较高的PERC太阳能电池。

本实用新型的再一目的在于提供一种光电转换效率较高的PERC太阳能电池组件。

为实现上述实用新型目的之一，本实用新型提供了一种PERC电池钝化膜开模图形，形成于硅片背钝化膜上并暴露硅片，所述钝化膜开模图形由多个图形单元组成，每个图形单元构造为封闭的多边形，包括至少三条相邻的开膜线，相邻的两个图形单元的边共用。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述至少三条相邻的开膜线相互呈钝角或锐角且各自的延伸方向均不同。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述每个图形单元均构造为正六边形。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述正六边形的边长在800um-1600um之间。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述正六边形的其中一条边与所述硅片的边缘平行。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述钝化膜开模图形到硅片边缘的最小距离在600um-1400um之间。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述开膜线的宽度在30um-40um之间，深度小于1um。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述钝化膜开模图形到所述硅片的四个边缘的距离相同。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述多个图形单元中位于边缘的图形单元为由正六边形的一半构成的多边形，其它的图形单元均构造为正六边形。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述钝化膜开模图形到硅片边缘的最小距离在800um-1200um之间。

本实用新型还提供了一种PERC太阳能电池，包括设于如前任一实施方式所述的PREC电池钝化膜开模图形上的金属-半导体接触。

本实用新型又提供了一种PERC太阳能组件，包括如前所述的PERC太阳能电池。

与现有技术相比，本实用新型公开的PERC电池钝化膜开模图形，其每个图形单元包括至少三条相邻的开膜线，可实现多个方向收集电流，且图形单元闭合，相辅相成，最大限度将电流收集。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中的PERC电池钝化膜开模图形的平面示意图；

图2是图1中PERC电池钝化膜开模图形中的图形单元收集电流的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

应该理解，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。

如图1和图2所示，一种PERC电池钝化膜开模图形100，形成于硅片背钝化膜上并暴露硅片，该钝化膜开模图形100由多个图形单元10组成，每个图形单元10构造为封闭的多边形，其包括至少三条相邻的开膜线，并且相邻的两个图形单元的边共用。

通常背接触仅在钝化膜开模的开模线周围收集电流，常规直线段仅为横向或纵向单向收集；而本实用新型的钝化膜开模图形的每个图形单元包括至少三条相邻的开膜线，可实现多个方向收集，且图形单元闭合，相辅相成，最大限度将电流收集。

优选的，至少三条相邻开膜线相互呈钝角或锐角，且各自的延伸方向均不同，当然，最好是至少三条开膜线中相邻的两条呈钝角，这样可实现多于三个方向收集电流，从而提升光电转换效率。当然，图形单元也可以是矩形、菱形，或者五边形、六边形等，越接近圆的多边形对电子收集越有益。而开模方式可选激光刻蚀、腐蚀性浆料刻蚀等，本实施例中优选激光刻蚀进行说明。

本实施例中优选的，每个图形单元10构造为正六边形，那么本实施例中PERC电池钝化膜开模图形100就类似蜂巢结构，若相同开孔率时，所有多边形结构中蜂巢结构所需开槽面积最小，能最大限度保证钝化面积。正六边形的大小尺寸可根据开孔率及实验接触电阻调整，如开孔率与常规直线一致为3.75％，正六边形的边长为1200um，当然，开孔率或实验接触电阻不同，正六边形的边长可以在800um-1600um之间。

目前激光器满足斜线运行，为便于激光轨迹设定，正六边形的其中一条边与硅片的边缘平行，那么与该条边相邻的其余两边与硅片的边缘对应呈60和120度夹角。本实施例中，蜂巢结构尽量保证六边形图形完整，可允许上下与左右到硅片边缘的距离不一致，大致居中即可，优选为激光图形距离硅片边缘的最小距离在600um-1400um之间。当然也可以是蜂巢结构到硅片上下与左右边缘的距离一致，这样六边形边缘的图形单元可以是六边形一半面积的多边形，如此，该激光图形到硅片边缘的最小距离可以在800um-1200um之间。

本实施例中，针对直线图形和蜂巢图形进行了批量验证，验证数据如下：

通过上表可以看出，设置成蜂巢图形，主要在Uoc、Isc方面提效明显，相对于常规直线图形提效0.07％。

通过设置正六边形的图形单元，钝化膜开模图形构造为仿蜂巢设计，利用最少线数，围出最大面积，既不影响钝化效果，同时以最少的激光线，最大限度收集电流，从而提升光电转换效率。

另外，本实施例中，激光开膜线开槽深度小于1um，宽度在30um-40um之间，在蜂巢图形中，开膜线宽度可以是35um。

在实际生产过程中，上述激光图形的尺寸可以根据产线硅片调整，对应158.75mm尺寸的硅片，正六边形的边长可以设置为1200um。

本实施例图形设计具有消耗最少的材料，制成最大的多边图形的特性，并且能最大限度保证钝化面积，实现多方向收集电流，从而提升光电转换效率。

本实用新型还涉及一种PERC太阳能电池，包括前述的PREC电池钝化膜开模图形上的金属-半导体接触，另外，本实用新型又涉及一种PERC太阳能组件，包括该PERC太阳能电池。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。