一种太阳能电池背面结构及太阳能电池的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能电池结构，特别涉及一种太阳能电池背面结构及太阳能电池，属于新能源领域。

背景技术：

晶体硅太阳能电池发展至今，在钝化结构上经历了背面无钝化（al-bsf）、非接触钝化（perc、pert、perl）和接触钝化（topcon、hit）的演进，晶硅太阳能电池的光电转换效率逐渐接近其理论极限。

传统的p型铝背场电池背面无有效钝化，背面al电极整面直接与背抛面接触，造成很高的接触复合，同时在烧结时铝向硅体扩散破坏了背面的刻蚀面结构，限制了电池的voc和isc；引入了背面钝化的perc、pert和perl电池结构，由于在背面应用了大面积的钝化结构如sinx、alox/sinx等，显著减少了金属与硅体的接触面积，从而减少了接触复合，提高了电池的voc，非烧穿处由于保留了原有的刻蚀面结构，提升了电池的isc，但金属与硅体依然直接接触，限制了电池的voc；增加了接触钝化的topcon和hit等电池结构，分别采用氧化层、本征非晶硅作为隧穿层，掺杂微晶硅、掺杂非晶硅作为接触结构，避免了接触复合，有效的提升了电池的voc及转换效率。

现有技术中，利用碱抛光、酸刻蚀或碱制绒等通过一体成型得到太阳能电池背表面。抛光表面可平整度较高，具有钝化优异、反射率高的优点，但背面的金属接触面小，使其接触电阻显著增大，严重影响电池的ff；织构化表面相对粗糙，该结构反射率低、接触电阻较小，但钝化水平较差，影响电池的voc和isc；而工业广泛应用的酸刻蚀表面，其结构介于碱抛光和碱制绒之间，并非结合两者的优势。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种金属接触区为织构化表面、非金属接触区为平整表面的太阳能电池背面结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种太阳能电池背面结构，包括晶体硅基体、设置于硅基体之上的钝化层和多个竖向的背电极，所述背电极与钝化层之间的金属接触区为织构化表面，非金属接触区为平整表面。

现有技术中，在晶体硅太阳能电池表面形成背钝化结构时，织构面上反射率较低、钝化较差、金属与硅接触面的rs较低，导致该结构利于金属接触但不利于钝化；而抛光面上反射率较高、钝化较优、金属与硅接触面的rs较高，造成该结构利于钝化但不利于金属接触。本实用新型旨在结合织构面和抛光面的优势，在金属接触面降低rs，在非接触面提升背面反射率并改善钝化效果，从而使电池片的voc、isc、ff和转换效率同时提高。

作为优选，晶体硅基体为n型晶体硅或p型晶体硅。

作为优选，钝化层为绝缘薄膜或非绝缘薄膜，绝缘薄膜选自氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳化硅或含上述成分的叠层膜，非绝缘薄膜选自掺杂微晶硅或掺杂非晶硅。

作为优选，所述金属接触区的面积占太阳能电池背面总面积为2%-10%。

作为优选，所述织构化表面的面积略大于所述金属接触区的面积。

作为优选，所述平整表面由抛光或化学蚀刻得到。

作为优选，所述织构化表面面积小于平整表面面积，且平整表面面积占90%以上。

一种太阳能电池，所述太阳能电池具有本发明所述的太阳能电池背面结构。

在上述织构化表面（即背面金属化对应的区域）设置背电极，可使得背电极与硅片间的接触电阻降低，有利于填充因子ff的上升，提高上述太阳能电池的光电转化效率，另外，因表面抛光变得更加平整，使上述太阳能电池的背面钝化层质量上升，且由于背表面平整度上升，对光线的反射加强，进一步提升了上述太阳能电池的输出电流大小，而高质量的钝化层结合上述背电极对应的面积占据了上述太阳能电池背表面的少一半，即表面光滑的上述非织构化区域面积要大于表面粗糙的上述织构化区域这一情况，更能使上述太阳能电池的表面复合大大下降，发电效率进一步提升。

本实用新型的有益效果是：一种太阳能电池背面结构，在金属接触区形成织构化表面，可有效降低金属与硅界面间的接触电阻，从而提升电池的ff；在非接触区形成平整的表面，有利于钝化膜的沉积进而得到较好的钝化作用得到较高voc，同时非织构化的表面利于从正面穿透的入射光经背面反射回电池内部进行再次光电转化，进而提升电池的isc；因而此结构可使电池效率得到显著提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1、晶体硅基体，2、钝化层，3、背电极，4、织构化表面，5、平整表面。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

术语解释：

rs(seriesresistance)：串联电阻，

voc(open-circuitvoltage)：开路电压，

isc(short-circuitcurrent)：短路电流，

ff(fillfactor)：填充因子，

perc(passivatedemitterandrearcell)：发射极和背面钝化电池，

pert(passivatedemitterandreartotally-diffused)：发射极和背面整面扩散钝化电池，

perl(passivatedemitterandrearlocally-diffused)：发射极和背面局域扩散钝化电池，

topcon(tunneloxidepassivatedcontact)：隧穿氧化层钝化接触，

hit(heterojunctionwithintrinsicthinfilm)：本征薄膜异质结。

实施例1

一种太阳能电池背面结构，如图1所示，图1仅展示本实施例涉及的背面结构，正面结构（正面钝化、扩散、正电极等）均略去。所述太阳能电池背面结构包括晶体硅基体1、设置于晶体硅基体之上的钝化层2和多个竖向的背电极3，所述背电极与钝化层之间的金属接触区为织构化表面4，非金属接触区为平整表面5。

该太阳能电池背面结构的制造方法，可采用如下过程：

步骤s101：在经过背表面制绒的太阳能电池的织构化区域设置掩膜层。

步骤s102：通过选择性抛光溶液对上述太阳能电池的背表面的非织构化区域进行抛光，上述选择性抛光溶液在上述抛光过程中不能蚀穿上述掩膜层。

上述选择性抛光溶液可以不与上述掩膜层发生反应，也可以缓慢的速度与所述掩膜层发生反应，只要满足在抛光过程中不蚀穿上述掩膜层，不破坏上述掩膜层下方的绒面即可。

步骤s103：通过表面清洗剂去除上述掩膜层，设置钝化层与背电极，得到具有选择性织构化的太阳能电池背面结构。

特别的，上述表面清洗剂为氢氟酸。

更进一步地，当上述太阳能电池为钝化接触电池时，上述掩膜层为二氧化硅掩膜层或碳化硅掩膜层或氮化硅掩膜层；

当上述太阳能电池为非钝化接触电池时，上述掩膜层为磷硅玻璃或硼硅玻璃。当然，也可根据实际情况作调整，只要满足不与上述选择性抛光溶液，且满足致密、能与硅片紧密连接的条件即可。

更进一步地，上述掩膜层的厚度的范围为20纳米至500纳米，如50.0纳米、168.0纳米或500.0纳米中任一个。

上述选择性抛光溶液通常为以碱为主要成分的混合溶液。

实施例2

一种太阳能电池背面结构，具体结构同实施例1，不同之处是：所述金属接触区的面积占太阳能电池背面总面积为3%左右。所述织构化表面的面积略大于所述金属接触区的面积，即占太阳能电池背面总面积为6%左右。

实施例3

一种太阳能电池背面结构，具体结构同实施例1，不同之处是：所述平整表面由化学蚀刻得到。

实施例4

一种太阳能电池背面结构，具体结构同实施例1，不同之处是：所述织构化表面面积小于平整表面面积，且平整表面面积占92%。

以上实施例中，硅基体可为n型晶体硅或p型晶体硅，

钝化层包括但不限于绝缘薄膜（如氧化硅、氮化硅、氧化铝、碳化硅等或含上述成分的叠层膜）或非绝缘薄膜（如掺杂微晶硅、掺杂非晶硅等），

背电极包括但不限于金属电极或可导电的非金属电极（该种电极可直接与非绝缘薄膜形成接触，或穿过钝化层与硅基体形成接触）。

本实用新型非金属接触区的钝化层结构为平整表面，金属接触区的结构为织构化表面，从而实现了同时优化金属与硅间的接触电阻（提高ff），以及背面大面积的钝化及反射率（提高voc和isc）的技术效果。

在金属接触区形成织构化表面，可有效降低金属与硅界面间的接触电阻，从而提升电池的ff；在非金属接触区形成平整表面，有利于钝化膜的沉积进而得到较好的钝化作用得到较高voc，同时非织构化的表面利于从正面穿透的入射光经背面反射回电池内部进行再次光电转化，进而提升电池的isc；因而此结构可使电池效率得到显著提升。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。