一种太阳能电池的背面金属化结构及其制备方法与流程

本发明属于太阳能电池
技术领域：
，尤其涉及一种太阳能电池的背面金属化结构及其制备方法。
背景技术：
：钝化发射区背面接触电池(perc电池)是一种新型太阳能电池，通过在电池背面增加钝化效果更好的al2o3和sinx层，并且采用背面局部接触结构，该技术提升了电池的转化效率。perc电池背面金属化主要通过丝网印刷制备，而现在电池片丝网印刷过程主要过程为：电池片—背电极印刷—烘箱—背电场印刷—烘箱—正电极印刷-烧结炉。背电极主要选取银浆，正电极使用银浆，背电场使用铝浆，背电极印刷后，再印刷背电场。其中，银浆的优势是能与硅形成牢固的接触，这种接触应是欧姆接触，接触电阻小，有优良的导电性和稳定性，但是成本高。铝浆虽然能与硅形成牢固的欧姆接触，导电性也较好，价格便宜，但其接触电阻和导电性等性能比银浆差很多。现有背电场印刷采用的是铝浆，因其价格低廉，各方面性能过关而被广泛使用，但是其电阻率和导电性相较与银浆能有较大差异，这样会使串联电阻过高，进而导致短流下降，填充因子也下降。技术实现要素：有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种太阳能电池的背面金属化结构及其制备方法，该背面金属化结构可减小太阳能电池的串联电阻，提高填充因子，进而提高整体电池的转换效率。本发明提供了一种太阳能电池的背面金属化结构，包括：硅片；所述硅片上设置有钝化层；所述钝化层上设置有背电极；所述背电极通过银栅线相连接，且连接的银栅线形成网络状结构；所述背电极与银栅线不与钝化层接触的表面位于同一平面；所述背电极与银栅线上设置有背电场。优选的，所述银栅线的宽度优选为0.01～0.05mm。优选的，所述钝化层的四周边缘均设置有相连的边框银栅线，且所述连接背电极的银栅线与边框银栅线相连。优选的，所述边框银栅线的宽度为0.03～0.1mm。优选的，所述连接每个背电极的横向银栅线与纵向银栅线的根数各自独立地为1～3根。优选的，所述银栅线的高度为10～15μm。优选的，所述背电极的宽度为1～2.5mm；长度为7～11mm；厚度为10～15μm优选的，所述钝化层的厚度为100～150nm。优选的，所述背电场的厚度为15～22μm。本发明还提供了一种太阳能电池的背面金属化结构的制备方法，在于，包括：在设置有钝化层的硅片上印刷背电极与银栅线；所述背电极通过银栅线相连接，且连接的银栅线形成网络状结构；所述背电极与银栅线不与钝化层接触的表面位于同一平面；在背电极与银栅线上印刷背电场，得到太阳能电池的背面金属化结构。本发明提供了一种太阳能电池的背面金属化结构，包括：硅片；所述硅片上设置有钝化层；所述钝化层上设置有背电极；所述背电极通过银栅线相连接，且连接的银栅线形成网络状结构；所述背电极与银栅线上设置有背电场。与现有技术相比，本发明对背电极主栅进行镂空设计与细栅设计，镂空结构不仅可以银浆用量，节省成本，还可在组件焊接过程中，形成真空，加强拉力；采用银栅线连接背电极成网格状结构，可降低串联电阻，降低浆料和硅片的接触电阻，增加导电性，还可降低铝浆使用量，降低电池片翘曲的风险。附图说明图1为本发明提供的太阳能电池的背面金属化结构的结构示意图；图2为本发明提供的太阳能电池的背面金属化结构的结构示意图；图3为本发明提供的太阳能电池的背面金属化结构的结构示意图；图4为本发明提供的太阳能电池的背面金属化结构的结构示意图；图5为本发明实施例1中得到的太阳能电池背面细银栅线的扫描电镜图；图6为本发明实施例1中得到的太阳能电池背面细银栅线的扫描电镜图；图7为本发明实施例1中得到的太阳能电池背面边框银栅线的扫描电镜图；图8为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极的扫描电镜图；图9为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极的扫描电镜图；图10为本发明实施例1中得到的太阳能电池背铝扫描电镜图；图11为本发明实施例1中得到的太阳能电池铝浆背电极截面的扫描电镜图；图12为本发明实施例1中得到的太阳能电池铝浆背电极截面的扫描电镜图；图13为本发明实施例1中得到的太阳能电池铝浆背电极截面的扫描电镜图；图14为本发明实施例1中得到的太阳能电池铝浆背电极截面的扫描电镜图；图15为本发明实施例1中得到的太阳能电池背面银栅线截面的扫描电镜图；图16为本发明实施例1中得到的太阳能电池背面银栅线截面的扫描电镜图；图17为本发明实施例1中得到的太阳能电池背面银栅线截面的扫描电镜图；图18为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图19为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图20为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图21为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图22为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图23为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图24为本发明实施例1中得到的太阳能电池背电极截面的扫描电镜图；图25为本发明实施例1中得到的太阳能电池正面金字塔sem图。具体实施方式下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种太阳能电池的背面金属化结构，包括：硅片；所述硅片上设置有钝化层；所述钝化层上设置有背电极；所述背电极通过银栅线相连接，且连接的银栅线形成网络状结构；所述背电极与银栅线不与钝化层接触的表面位于同一平面；所述背电极与银栅线上设置有背电场。参见图1，图1为本发明提供的太阳能电池的背面金属化结构的结构示意图。本发明提供的太阳能的背面金属化结构以硅片为衬底。所述硅片上设置有钝化层；所述钝化层的厚度优选为100～200nm，更优选为100～180nm，再优选为100～150nm；所述钝化层优选为氮化硅层或者为氧化铝与氮化硅叠层钝化层。所述钝化层上设置有背电极；所述背电极优选为银浆电极；所述背电极的宽度优选为1～2.5mm，更优选为1～2mm，再优选为1.5～2mm；长度优选为10～15μm；厚度优选为10～21μm，更优选为15～21μm。所述背电极通过银栅线相连接，且连接的银栅线形成网络状结构；在本发明中所述银栅线的宽度优选为20～60μm，更优选为20～35μm，再优选为30～45μm；所述银栅线的高度优选为4～10μm，更优选为4.5～9μm；连接每个背电极的横向银栅线与纵向银栅线的根数优选各自独立地为1～3根，更优选为1～2根；参见图2～图4，图2～图4为本发明提供的太阳能电池的背面金属化结构的结构示意图。连接每个背电极的银栅线设置为多根，可防止银栅线断裂；所述连接背电极的银栅线优选垂直交叉于背电极。在本发明中，所述设置有钝化层的硅片的四周边缘优选还设置有相连的边框银栅线；所述连接背电极的银栅线与边框银栅线相连接；所述边框银栅线的宽度优选为50～60μm，更优选为55～60μm，再优选为56～58.5μm；所述边框银栅线的高度优选为4～10μm，更优选为4.5～9μm；所述边框银栅线距设置有钝化层的硅片的边缘的距离优选为1～5mm，更优选为1～4mm，再优选为2～3mm。所述背电极与银栅线上设置有背电场；所述背电场优选为铝浆背电场；所述背电场的厚度优选为10～25μm，更优选为15～22μm。本发明对背电极主栅进行镂空设计与细栅设计，镂空结构不仅可以银浆用量，节省成本，还可在组件焊接过程中，形成真空，加强拉力；采用银栅线连接背电极成网格状结构，可降低串联电阻，降低浆料和硅片的接触电阻，增加导电性，还可降低铝浆使用量，降低电池片翘曲的风险。本发明还提供了一种太阳能电池的背面金属化结构的制备方法，包括：在设置有钝化层的硅片上印刷背电极与银栅线；所述背电极通过银栅线相连接，且连接的银栅线形成网络状结构；所述背电极与银栅线不与钝化层接触的表面位于同一平面；在背电极与银栅线上印刷背电场，得到太阳能电池的背面金属化结构。本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可；其中，所述钝化层、背电极、银栅线及背电场均同上所述，在此不再赘述。在本发明中，优选在设置有钝化层的硅片上印刷背电极，然后在钝化层的四周边缘用银浆框起来形成边框银栅线，然后用银浆将背电极之间及背电极与边框银栅线连接起来，形成银栅线，最后在背电极、银栅线及边框银栅线上印刷背电场，得到太阳能电池的背面金属化结构。对背电极主栅进行镂空设计与细栅设计，镂空结构不仅可以减少银浆用量节省成本，还可以在组件焊接过程中，镂空地方形成真空，加强拉力。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种太阳能电池的背面金属化结构及其制备方法进行详细描述。以下实施例中所用的试剂均为市售。实施例1利用矩形细银浆(东莞市瑞银化工颜料有限公司)栅线沿着设置有150nm氮化硅钝化层的硅片边缘，将整个片子框起来，再用细的银浆线将背电极与外框链接起来，这样形成一个类似于网络状的连接的整体，具体尺寸见图1所示。然后在背电极与银栅线上用铝浆(广州市儒兴科技股份有限公司)印刷形成铝浆背电场。实施例1中银浆的电阻率：1.586×10^-8ω·m(20℃)；铝浆的电阻率：2.83×10^-8ω·m(20℃)。对其性能进行测定，得到结果见表1。利用扫描电镜对实施例1中得到的太阳能电池进行分析，得到其sem照片。其中图5～图6为细银栅线的扫描电镜图；图7为边框银栅线的扫描电镜图；图8与图9为背电极的扫描电镜图，图9为印刷铝浆后背极外漏sem图；图10为背铝sem图；图11～图14为铝浆背电极截面的扫描电镜图；图15～图17为银栅线截面的扫描电镜图；图18～图24为背电极截面的扫描电镜图；图25正面金字塔sem图。比较例1硅片、钝化层、背电极及背电场均与实施例1相同，不同的是不含有银栅线结构。对其性能进行测定，得到结果见表。表1太阳能电池性能检测结果9.25ncelluociscffrsrshirev1irev2比较例122.2340.6810.27680.172.2910100.0940.078实施例122.2910.680810.28680.202.249820.090.08增益ncelluocisc26rsrshirev1irev20.0570.00080.010.03-0.05-28-0.040.002由表1可知，本发明提供的背面金属化结构使电池效率提升了0.057％，开压、短流、ff都有一定提升，短流也有所降低，综合性能都明显优于比较例1。当前第1页12