一种n型晶体硅太阳能电池结构及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种N型晶体硅太阳能电池结构及其制备方法，电池结构从上而下依次包括：正面电极、正面减反射膜、正面钝化膜、P型发射极、N型晶硅基体、均匀或局部掺杂N+层、背面钝化膜和背面电极；正面电极包括局部悬空细栅线，局部悬空细栅线由细金属导线通过导电结合材料与局部金属电极连接构成，局部金属电极以规则图案排布在N型电池的正面减反射膜表面，局部金属电极穿透正面的减反射膜及钝化膜与P型发射极形成良好的欧姆接触。电池正面汇集的电流通过正面主栅或电极引线导出。背面电极为全背面金属电极或透明电极。电池的结构使金属与硅基体的接触面积减小，复合损耗降低，显著降低了栅线的光遮挡面积，进而提高了电池的转换效率。
【专利说明】
一种N型晶体硅太阳能电池结构及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种N型晶体硅太阳能电池结构及其制备方法。
【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]按基材的掺杂类型，晶体硅太阳能电池分为P型晶体硅太阳能电池和N型晶体硅太阳能电池。与P型晶体硅太阳能电池相比，N型晶体硅太阳能电池具有更高的转换效率和杂质容忍度，且基本上无光致衰减。
[0004]N型晶体硅太阳能电池要想提升竞争力、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，尤其是要降低占电池生产成本约15%的银电极的成本。目前N型晶体硅太阳能电池的正面电极多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，同时导致电阻损耗与复合损耗，使N型电池在效率优势上未能充分体现。
[0005]如何在减少遮光面积与保持良好的导电性之间进行平衡，是目前N型晶硅电池电极研究的一个热点。得益于浆料技术与印刷技术的进步，电极细栅的宽度不断减小，根据SEMI预测，到2020年细栅的宽度将进一步减小至35微米以下，同时主栅将采用多主栅及无主栅。近年来有人采用二次叠印的方式提高了细栅线的高宽比，电极的导电性能也有所改善，但该方法会增加银浆的使用量。也有人采用光刻电镀、LIP、喷墨等电极制作方法，虽然能够制作出相对较细的细栅线，但同时也大幅增加了工艺的复杂度，所以并不适于N型晶硅电池的工业化生产。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供了一种N型晶体硅太阳能电池结构及其制备方法，采用细金属导线将正面的局部金属电极连接起来形成电池的正电极。电池的结构使金属与硅基体的接触面积减小，复合损耗降低，显著降低了栅线的光遮挡面积，进而提高了电池的转换效率。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术手段:
[0008]—种N型晶体硅太阳能电池结构，从上而下依次包括:正面金属导线、正面局部接触金属电极、正面减反射膜、正面钝化膜、P型发射极、N型晶硅基体、掺杂N+区、背面钝化膜和背面电极;其中，正面局部接触金属电极以规则图案排布在N型电池的正面减反射膜表面，正面局部接触金属电极穿透正面减反射膜及正面钝化膜与P型发射极形成欧姆接触;正面金属导线通过导电结合材料与正面局部接触金属电极连接成为电池正面电极的局部悬空细栅线导电整体，并通过设置与正面金属导线连接的正面主栅线或电极导线将电池正面汇集的电流导出；所述的背面电极与掺杂N+区形成接触，背面电极为全背面金属电极或透明导电膜与金属形成的复合电极。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述的正面金属导线为铜线、银线、镀银铜线、镀镍铜线、镀锡铜线或合金线，直径为20?10um0
[0010]作为本发明的进一步改进，所述的导电结合材料为锡膏、含锡合金、导电胶或导电薄膜。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述正面的局部接触金属电极为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述的规则图案为一维、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、弧线或栅线状;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]作为本发明的进一步改进，所述一维几何图形的线宽为30?200um，长度为0.05?160mm；同一行中相邻两个线形的间距为0.25?2.5mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?3mm;所述二维几何图形的尺寸为30?200um，同一行中相邻两个图形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个图形的间距为0.5?3mm。
[0014]作为本发明的进一步改进，正面钝化膜为氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一种或多种叠层构成，正面钝化膜整体厚度为I?50nm;正面减反射膜为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成，正面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、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成，钝化膜整体厚度为20?150nm。
[0015]作为本发明的进一步改进，与正面局部金属电极接触的P型发射极为均匀掺杂发射极或选择性发射极，均匀掺杂发射极的方阻为50?100 Ω/口；选择性发射极的浅掺区域方阻为50-150 Ω /□，重掺区方阻为10?50 Ω /□，正面局部接触金属电极分布在重掺区域分布的图形之内；与背面电极接触的掺杂N+区为均匀掺杂，方阻为20?ΙΟΟΩ/口；或为选择性局部掺杂，方阻为10?50 Ω /□。
[0016]作为本发明的进一步改进，N型电池的表面采用陷光织构，陷光织构为金字塔、倒金字塔、纳米/微米多孔结构;N型晶硅基体为N型单晶硅片或N型多晶硅片，其厚度为100?200umo
[0017]作为本发明的进一步改进，当设置正面主栅线时，正面主栅线与正面金属导线交错设置，所有的正面金属导线均通过正面导电结合材料与正面主栅线连接形成局部悬空结构；
[0018]当设置正电极引线时，正电极引线连接所有正面金属导线。
[0019]一种N型晶体硅太阳能电池结构的制备方法，包括如下步骤:
[0020](I)将N型晶体硅片进行表面织构化处理；
[0021](2)在N型晶体硅片的正面进行掺杂处理，在N型晶体硅片正面表层形成P型发射极；
[0022](3)在N型晶体硅片的背面进行掺杂处理，形成掺杂N+区；
[0023 ] (4)对掺杂处理后的硅片进行化学清洗；
[0024](5)在N型晶体硅片的正面依次沉积正面钝化膜和正面减反射膜;在背面沉积背面钝化膜；
[0025](6)按特定的图形在正面减反射膜上制作阵列分布的局部接触金属电极；同时制作背面电极；
[0026](7)进行烘干处理；
[0027](8)进行热处理，使N型晶体硅片阵列分布的正面局部接触金属电极穿透正面减反射膜及正面钝化膜与硅片正面基体形成良好的欧姆接触，此过程同时使背面电极与硅片背面基体形成良好的欧姆接触；
[0028](9)在正面局部接触金属电极上制作导电结合材料；
[0029](10)将正面金属导线沿正面局部接触金属电极的行方向拉拔并紧贴在导电结合材料之上；
[0030](11)进行热处理，使正面金属导线通过导电结合材料与正面局部接触金属电极结合在一起，形成可作为电池正面电极的导电组合体。
[0031]本发明N型晶体硅太阳能电池结构的有益效果有以下几个方面:第一、采用细金属导线，尤其是细铜线，替代了正面电极上的部分银，降低了 N型晶硅电池正面电极的银电极使用量，从而降低了N型晶硅电池的制造成本;第二、细金属导线具有更高的栅线高宽比，且为局部悬空结构，这可以使金属与硅基体的接触面积减小，复合损耗降低，由于光线的多次反射，悬空区域的硅表面也可以作为受光面，显著降低了栅线的光遮挡面积，进而提高了电池的转换效率;第三、本专利所述的电池制作方法简单、可靠，适于工业化生产。
[0032]本发明的制备方法，按照电池的结构进行由内向外的方式进行，本部分可以采用多种方式制作，工艺简单，可操作性强。本发明所述的N型晶体硅太阳能电池结构制作方法简单、可靠，适于工业化生产。
【附图说明】
[0033]图1是正面、背面为局部掺杂的N型电池沿正面细栅线方向的局部剖面示意图。
[0034]图2是正面均匀掺杂、背面局部掺杂的N型电池沿正面主栅线方向的局部剖面示意图。
[0035]图3是正面、背面为均匀掺杂的N型电池沿正面细栅线方向的局部剖面示意图。
[0036]图4是正面局部掺杂、背面均匀掺杂的N型电池沿正面主栅线方向的局部剖面示意图。
[0037]图5是有主栅正面电极的局部平面示意图。
[0038]图6是无主栅正面电极的局部平面示意图。
[0039]图中，I为正面减反射膜，2为正面钝化膜，3为P型发射极，4为N型硅基体，5为均匀或局部掺杂N+区，6为背面钝化膜，7为背面电极，8为电极引线，9为正面金属导线，10为正面主栅线，11导电结合材料，12为正面局部接触金属电极。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0041 ]如图1至图4所示，本发明一种N型晶体硅太阳能电池结构，电池结构从上而下包括:正面电极、正面减反射膜1、正面钝化膜2、P型发射极3、N型晶硅基体4、均匀或局部掺杂N+区5、背面钝化膜6、背面电极7。其中，正面电极由主栅线10和局部悬空细栅线构成。局部悬空细栅线由局部金属电极12和细金属导线9构成，局部金属电极12以一维图形、二维图形或一维和二维组合图形阵列分布在N型电池的正面，并与P型发射极3形成良好的欧姆接触。正面金属导线9(如铜线、银线、镀银铜线、镀镍铜线、镀锡铜线或合金线)通过导电结合材料11与局部金属电极12结合在一起，形成一个局部悬空细栅线导电组合体。主栅线10与局部悬空细栅线垂直相交，将汇集的电流导出。
[0042]所述的导电结合材料11为锡膏、含锡合金、导电胶或导电薄膜，导电结合材料11与正面局部接触金属电极12连接的方法有丝网印刷协同热处理、喷墨协同热处理、热压焊、超声焊、点焊及粘贴。
[0043]如图5和6所示，本发明所述的N型晶硅电池正面电极也可以不需要主栅线10，完全由局部悬空细栅线构成，电池的一端设有电极引线8，用于将电池正面汇集的电流导出。
[0044]本发明提供了一种N型晶体硅太阳能电池结构，其制备方法可按如下步骤进行:
[0045](I)将N型晶体硅片进行表面织构化处理，N型晶体硅片可以是N型单晶硅片、N型多晶硅片，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。
[0046](2)在N型晶体硅片的正面进行掺杂处理，杂质源可以是BBr3、BF3、BCl3、B203、B2H6、含硼掺杂剂等，掺杂的方法可以采用低压扩散、常压扩散、离子注入、激光掺杂、杂质浆料涂敷协同热处理、掺杂介质膜协同热处理等方式。通过掺杂处理，最终在N型晶体硅片的正面形成P型发射极3 W型发射极3可以是均匀掺杂发射极，方阻为50?100 Ω/口；也可以是选择性发射极，浅掺区域方阻为50-150 Ω /□，重掺区方阻为10?50 Ω/□。
[0047](3)在N型晶体硅片的背面进行均匀或局部重掺杂，杂质源可以是P0C13、PH3、磷酸、P2O5或其他含磷浆料等，制作的方法可以采用常压扩散、低压扩散、激光掺杂、杂质浆料涂敷协同热处理、掺杂介质膜协同热处理、离子注入等。掺杂N+区5为均匀掺杂，方阻为20?100Ω /□;或为选择性局部惨杂，方阻为10?50 Ω /□。当为局部惨杂时，局部重惨杂图案为一维、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。所述一维几何图形的线宽为30?200um，长度为0.05?160mm;同一行中相邻两个线形的间距为0.25?2.5mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?3mm。所述二维几何图形的尺寸为20?200um，同一行中相邻两个图形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个图形的间距为0.5?3mm。此工序根据采用的掺杂方法，既可以在背面钝化膜沉积之前或之后进行。
[0048](4)对掺杂处理后的硅片进行化学清洗。
[0049](5)在N型晶体娃片的正面沉积I?50nm的正面钝化膜2和50?10nm的正面减反射膜I;在背面沉积20?150nm的钝化膜6(或掺杂钝化膜)。正面钝化膜2为氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一种或多种叠层构成;正面减反射膜I为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成;背面钝化膜6为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成。
[0050](6)按特定的图形在N型晶体娃片的正面上制作与娃基体直接接触的阵列分布局部金属电极12，正面局部接触金属电极12可以是银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极，制作方法可以采用丝网印刷、钢板印刷、喷墨、3D打印、激光转印等，或可以采用激光或化学腐蚀协同气相沉积、光诱导镀、电镀等方法。正面局部接触金属电极12的分布图案为一维、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。所述一维几何图形的线宽为30?200um，长度为0.05?160mm;同一行中相邻两个线形的间距为0.25?2.5mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?3mm。所述二维几何图形的尺寸为30?200um，同一行中相邻两个图形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个图形的间距为0.5?3_。正面局部接触金属电极12之下的硅基体可以是一般掺杂也可以是重掺杂。
[0051 ] (7)在200?30(TC下进行烘干。
[0052](8)在300?900°C下进行热处理，使正面局部接触金属电极12与硅基体形成良好的欧姆接触。
[0053](9)制作N型晶硅电池的背面电极7。背面电极7可以采用和正面电极一样的结构；也可以采用蒸镀、印刷、喷墨、化学镀等方法制作全背面金属电极(如铝、银、镍、铜等)；还可以采用溅射、气相沉积、喷墨等方法制作透明导电膜(如1!'0^20、？1'0、620、頂0、石墨烯等)金属复合电极。此工序根据采用的电极形式，可以穿插在电池金属化工艺过程的任何一步进行。
[0054](10)在局部金属电极12上制作导电结合材料11，制作的方法可以采用印刷、喷墨、热压焊、超声焊、点焊或粘贴等。
[0055](11)将正面金属导线9沿正面局部接触金属电极12的行方向拉拔并紧贴在导电结合材料11之上，正面金属导线9为线、银线、镀银铜线、镀镍铜线、镀锡铜线或合金线，直径为20?10um0
[0056](12)在100?400°C下使正面金属导线9通过导电结合材料11与正面局部接触金属电极12结合在一起，形成一个可作为电池正面电极的导电组合体。
[0057]下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明:
[0058]实施例1:
[0059](I)将N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。
[0060](2)在N型晶体硅片的正面，以BBr3作为杂质，在950°C左右低压扩散形成60 Ω/口的均匀扩散层。
[0061](3)按特定图形在N型晶体硅片正面上喷掩膜，掩膜的图形为四个等距分布的主栅与阵列状线段的组合，阵列线段中单个线段的宽度为40um，长度为0.5mm，同一行中相邻两个线段的间距为1mm，同一列中相邻两个线段的间距为1.5mm。主栅的宽度为1.5mm，长度为I56mmο
[0062](4)采用湿法刻蚀去掉硼硅玻璃及背结。在N型晶体硅片的正面，有掩膜的区域形成50 Ω/□的低方阻，在没有掩膜的区域形成90 Ω/□的高方阻。
[0063](5)在N型晶体硅片的背面按阵列图形印刷磷浆，印刷图形为阵列线段，单个线段的宽度为40um，长度为1.5mm，同一行中相邻两个线段之间的间距为1mm，同一列中相邻两个线段之间的间距为1.5mm。
[0064](6)在850°C左右进行热处理，使背面局部分布磷浆中的磷原子向硅片的基体内扩散，形成方阻为20 Ω/□背面局部N+掺杂区。
[0065](7)在正面先沉积5nm左右的氧化铝，之后沉积70nm左右的氧化硅；在背面沉积50nm左右的氧化硅。
[0066](8)在背面采用激光按N+掺杂图形对背面氧化硅进行局部开孔。
[0067](9)在正面采用丝网印刷的方法按重掺杂图形制作阵列分布的局部金属电极，此过程同时形成4条等距分布的主栅电极。
[0068](10)在200?300Γ下进行烘干。
[0069](11)在300?900°C下进行热处理，使电池正面分布的金属浆料穿透减反射膜与钝化膜，与硅基体的重掺杂区域形成良好的欧姆接触。
[0070 ] (12)采用蒸镀法在背面蒸镀全铝电极。
[0071](13)在正面局部金属电极上采用丝网印刷的方法制作锡膏。
[0072](14)将细镀银铜线沿局部银电极的行方向拉拔并紧贴在锡膏之上，细镀银铜线的直径为30umo
[0073](15)在300°C下使正面的细镀银铜线通过锡膏与局部金属电极结合在一起，形成一个可替代电池正面细栅的导电组合体。
[0074]实施例2:
[0075](I)将N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；
[0076](2)在N型晶体硅片的正面采用离子注入的方法掺入硼原子，硼源采用BF3,形成80Ω/□的均匀扩散层。
[0077](3)在N型晶体硅片的背面采用离子注入的方法掺入磷原子，磷源采用PH3,形成50Ω/□的均匀扩散层。
[0078](4)对离子注入后的硅片进行退火处理。
[0079](5)化学清洗硅片的正面与背面。
[0080](6)在正面先沉积5nm左右的氧化铝，之后沉积SOnm左右的氮化硅；在背面沉积50nm左右的氮化硅。
[0081](7)在正面采用丝印的方法按特定图形制作阵列分布的金属电极，印刷图形采用线段状阵列，宽度为40um，长度为2mm，同一行中相邻两个线段的间距为1.5mm，同一列中相邻两个线段的间距为2mm。此过程同时形成4条等距分布的主栅电极。
[0082](8)在200?30(TC下进行烘干。
[0083](9)在背面印刷金属浆料，制作背面电极。
[0084](10)在200?300Γ下进行烘干。
[0085](11)在300?900°C下进行热处理，使电池正面阵列分布的金属浆料穿透减反射膜与钝化膜，与硅基体形成良好的欧姆接触。同时，背面的金属浆料穿透背面钝化膜与硅基体形成良好的欧姆接触。
[0086](12)在正面的局部金属电极上采用丝印的方法制作锡膏。
[0087](13)将细银线沿局部银电极的行方向拉拔并紧贴在锡膏之上，细银线的直径为30umo
[0088](14)在400°C下使正面的细银线通过锡膏与局部金属电极结合在一起，形成一个可替代电池细栅的导电组合体。
[0089]实施例3:
[0090](I)将N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。
[0091](2)在N型晶体硅片的正面，以BBr3作为杂质，在950°C左右低压扩散形成40 Ω/口的均匀扩散层。
[0092](3)按特定图形在N型晶体硅片正面上喷掩膜，掩膜的图形为三个等距分布的主栅与阵列状线段的组合，阵列线段中单个线段的宽度为40um，长度为0.5mm，同一行中相邻两个线段的间距为1mm，同一列中相邻两个线段的间距为1.5mm。主栅的宽度为1.5mm，长度为I56mmο
[0093](4)采用湿法刻蚀去掉硼硅玻璃及背结。在N型晶体硅片的正面，有掩膜的区域形成50 Ω/□的低方阻，在没有掩膜的区域形成90 Ω/□的高方阻。
[0094](5)在正面先沉积5nm左右的氧化铝，之后沉积SOnm左右的氧化硅；在背面沉积30nm左右的掺磷氧化硅。
[0095](6)在正面采用丝网印刷的方法按重掺杂图形制作阵列分布的局部金属电极，此过程同时形成3条等距分布的主栅电极。
[0096](7)在200?300°C下进行烘干。
[0097](8)在300?900°C下进行热处理，使电池正面分布的金属浆料穿透减反射膜与钝化膜，与硅基体的重掺杂区域形成良好的欧姆接触。
[0098](9)在背面采用激光按特定图形对掺磷氧化硅进行激光掺杂，此过程同时在开孔的区域形成局部重掺杂。开孔图形为阵列分布的圆形，单个圆的直径为lOOum，相邻两个圆的圆心距为500um。之后采用蒸镀的方法在背面沉积铝。
[0099](10)在局部金属电极上采用丝网印刷的方法制作锡膏。
[0100](11)将细镀银铜线沿局部银电极的行方向拉拔并紧贴在锡膏之上，细镀银铜线的直径为30umo
[0101](12)在100?200°C温度下使正面的细镀银铜线通过锡膏与局部金属电极结合在一起，形成一个可替代电池正面细栅的导电组合体。
[0102]以上所述仅为本发明的一种实施方式，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发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，从上而下依次包括:正面金属导线(9)、正面局部接触金属电极(12)、正面减反射膜(1)、正面钝化膜(2)、P型发射极(3)、N型晶硅基体(4)、掺杂N+区(5)、背面钝化膜(6)和背面电极(7);其中，正面局部接触金属电极(12)以规则图案排布在N型电池的正面减反射膜(I)表面，正面局部接触金属电极(12)穿透正面减反射膜(I)及正面钝化膜(2)与P型发射极(3)形成欧姆接触;正面金属导线(9)通过导电结合材料(11)与正面局部接触金属电极(12)连接成为电池正面电极的局部悬空细栅线导电整体，并通过设置与正面金属导线(9)连接的正面主栅线(10)或电极导线(8)将电池正面汇集的电流导出；所述的背面电极(7)与掺杂N+区(5)形成接触，背面电极(7)为全背面金属电极或透明导电膜与金属形成的复合电极。2.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，所述的正面金属导线(9)为铜线、银线、镀银铜线、镀镍铜线、镀锡铜线或合金线，直径为20?lOOum。3.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，所述的导电结合材料(11)为锡膏、含锡合金、导电胶或导电薄膜。4.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，所述正面的局部接触金属电极(12)为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极。5.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，所述的规则图案为一维、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、弧线或栅线状;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?200um，长度为0.05?160mm;同一行中相邻两个线形的间距为0.25?2.5mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5?3mm;所述二维几何图形的尺寸为30?200um，同一行中相邻两个图形的间距为0.5?2mm，同一列中相邻两个图形的间距为0.5?3mm。6.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，正面钝化膜(2)为氧化铝薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一种或多种叠层构成，正面钝化膜(2)整体厚度为I?50nm;正面减反射膜(I)为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成，正面减反射膜(I)整体厚度为50?10nm;背面的钝化膜(6)为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化钛薄膜、碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成，钝化膜整体厚度为20?150nmo7.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，与正面局部金属电极(12)接触的P型发射极(3)为均匀掺杂发射极或选择性发射极，均匀掺杂发射极的方阻为50?100 Ω /□;选择性发射极的浅掺区域方阻为50-150 Ω /□，重掺区方阻为10?50Ω/□，正面局部接触金属电极(12)分布在重掺区域分布的图形之内；与背面电极(7)接触的掺杂N+区(5)为均匀掺杂，方阻为20?100 Ω/口；或为选择性局部掺杂，方阻为10?50 Ω/□。8.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，N型电池的表面采用陷光织构，陷光织构为金字塔、倒金字塔、纳米/微米多孔结构;N型晶硅基体(4)为N型单晶硅片或N型多晶硅片，其厚度为100?200um。9.根据权利要求1所述的一种N型晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，当设置正面主栅线(10)时，正面主栅线(10)与正面金属导线(9)交错设置，所有的正面金属导线(9)均通过正面导电结合材料(11)与正面主栅线(10)连接形成局部悬空结构； 当设置正电极引线(8)时，正电极引线(8)连接所有正面金属导线(9)。10.—种N型晶体硅太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将N型晶体硅片进行表面织构化处理； (2)在N型晶体硅片的正面进行掺杂处理，在N型晶体硅片正面表层形成P型发射极(3); (3)在N型晶体硅片的背面进行掺杂处理，形成掺杂N+区(5); (4)对掺杂处理后的硅片进行化学清洗； (5)在N型晶体硅片的正面依次沉积正面钝化膜(2)和正面减反射膜(I);在背面沉积背面钝化膜(6); (6)按特定的图形在正面减反射膜(I)上制作阵列分布的局部接触金属电极(12);同时制作背面电极(7); (7)进行烘干处理； (8)进行热处理，使N型晶体硅片阵列分布的正面局部接触金属电极(12)穿透正面减反射膜(I)及正面钝化膜(2)与硅片正面基体形成良好的欧姆接触，此过程同时使背面电极(7)与硅片背面基体形成良好的欧姆接触； (9)在正面局部接触金属电极(12)上制作导电结合材料(11); (10)将正面金属导线(9)沿正面局部接触金属电极(12)的行方向拉拔并紧贴在导电结合材料(I I)之上； (11)进行热处理，使正面金属导线(9)通过导电结合材料(11)与正面局部接触金属电极(12)结合在一起，形成可作为电池正面电极的导电组合体。
【文档编号】H01L31/0224GK106098807SQ201610485880
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】李华, 钟宝申, 赵科雄
【申请人】泰州乐叶光伏科技有限公司