採用雷射標記對位的P型PERC雙面太陽能電池及製備方法與流程

2023-08-03 05:22:46

本發明涉及太陽能電池技術，尤其涉及一種採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池，還涉及該太陽能電池的製備方法。

背景技術：

晶矽太陽能電池是一種有效吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉換成電能的器件。當太陽光照射在半導體p-n結上時，會形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成了電流。

傳統的晶矽太陽能電池一般只採用正面鈍化技術，即在矽片的正面使用pecvd方式沉積一層氮化矽，降低少子在前表面的複合速率，可以大幅度提升晶矽太陽能電池的開路電壓和短路電流，從而提升晶矽太陽電池的光電轉換效率。

隨著對晶矽太陽能電池光電轉換效率的要求越來越高，人們開始研究perc背鈍化太陽電池技術。目前，業界主流廠家的焦點集中在單面perc太陽能電池的量產化。而對於雙面perc太陽能電池而言，由於其光電轉換效率高，同時雙面吸收太陽光，發電量更高，在實際應用中具有更大的使用價值。

現有的perc雙面太陽能電池包括從下至上依次設置的背電極、背面氮化矽膜、氧化鋁膜、p型矽、n型發射極、正面氮化矽膜和正銀電極，背電極主要由呈垂直相交的背極主柵線和背極副柵線相連而成，背極副柵線通常是鋁柵線，在背面氮化矽膜上開有貫通背面氮化矽膜和氧化鋁膜的開槽構成雷射開槽區，鋁柵線位於開槽內的部分與p型矽相連。

在perc雙面太陽能電池的製備過程中，在背面印刷鋁漿時，為了確定印刷鋁漿的位置，一般採用矽片邊對位方式。這種對位方式具體是：通過印刷機的攝像頭獲取矽片的四條邊的位置來確定雷射開槽區與矽片的邊之間的距離，進而確定雷射開槽區的位置，根據攝像頭的定位，印刷機將鋁漿準確地印刷在雷射開槽區上。但是，這種矽片邊對位方式存在以下缺陷：矽片在製備過程中會存在誤差，使其外形不一定是標準的正方形形狀，採用矽片邊對位方式會帶來定位不準的問題，這是由於印刷機在印刷時是根據矽片的邊和雷射開槽區之間的距離來確定印刷鋁漿的位置，而矽片的形狀不是規則的正方形，直接導致了每片矽片背面的鋁漿無法準確印刷在雷射開槽區上，如此，提高了雙面perc太陽能電池的不良率。

技術實現要素：

本發明的第一個目的在於提供一種能夠實現鋁漿與雷射開槽區的準確對位、降低電池不良率的採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池。

本發明的第一個目的通過如下的技術方案來實現：一種採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池，包括從下至上依次設置的背電極、背面氮化矽膜、氧化鋁膜、p型矽、n型發射極、正面氮化矽膜和正銀電極，所述背電極主要由呈垂直相交的背極主柵和背鋁柵線相連而成，在所述背面氮化矽膜上開有數條貫通背面氮化矽膜和氧化鋁膜的開槽構成雷射開槽區，所述p型矽露於所述開槽中，所述背鋁柵線位於開槽中的部分與p型矽相連，其特徵在於：在背面氮化矽膜上設置雷射標記，所述雷射標記和雷射開槽區的相對位置預先設定，通過定位雷射標記並根據雷射開槽區與雷射標記之間的距離進行印刷背鋁柵線的對位。

本發明通過設置與雷射開槽區的相對位置預先設定的雷射標記，在印刷鋁漿時，印刷機定位雷射標記並根據雷射開槽區與雷射標記之間的距離進行印刷背鋁柵線的對位。本發明與現有矽片邊對位方式相比，能夠確保每片矽片背面的鋁漿準確覆蓋在雷射開槽區上，可有效降低雙面perc太陽能電池的不良率。而且，本發明結構簡單，易於實現，適合於大規模量產。

作為本發明的一種優選實施方式，所述雷射標記位於雷射開槽區的外圍，且處於太陽能電池的邊角或者靠近側邊設置，全部的雷射標記處於同一正方形上，所述雷射標記中至少兩個處於相對位置上，通過定位雷射標記並根據雷射開槽區最外側的那條開槽與雷射標記之間的距離進行印刷背鋁柵線的對位。

作為本發明的一種實施方式，所述雷射標記為四個，分別位於太陽能電池的四個邊角。

作為本發明的一種實施方式，單個雷射標記的形狀為十字形、三角形、圓形、方形、五邊形或六邊形等。

作為本發明的一種實施方式，所述背面氮化矽膜的厚度為20～500nm。

作為本發明的一種實施方式，所述氧化鋁膜的厚度為2～50nm。

本發明可以有以下實施方式：所述開槽為若干組，各組開槽呈平行排布；每組開槽由數段開槽組成，或者每組開槽是一條完整的開槽，或者每組開槽由數個通孔狀的開槽和數段開槽組成，或者每組開槽由數個通孔狀的開槽組成，或者每組開槽由沿橫向平行排布的數列開槽組成，每列開槽由沿縱向平行排布的數段開槽組成。

作為本發明的一種實施方式，相鄰組開槽之間的間距為0.5～50mm。

作為本發明的一種實施方式，所述背鋁柵線的寬度大於開槽的寬度，背鋁柵線的寬度為55～550微米。

作為本發明的一種實施方式，開槽的寬度為50～500微米。

作為本發明的一種實施方式，所述背極主柵為完整的一條，或者由數段組成。

本發明的第二個目的在於提供一種上述採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池的製備方法。

本發明的第二個目的通過如下的技術方案來實現：一種上述採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池的製備方法，其特徵在於包括以下步驟：

⑴在p型矽的正面形成絨面；

⑵在由步驟⑴所得產品的正面進行擴散，形成n型發射極；

⑶去除由步驟⑵所得產品在擴散過程形成的磷矽玻璃和周邊pn結；

⑷在由步驟⑶所得產品的背面依次沉積氧化鋁膜和背面氮化矽膜，再在正面沉積正面氮化矽膜，或者在由步驟⑶所得產品的正面沉積正面氮化矽膜，再在背面依次沉積氧化鋁膜和背面氮化矽膜；

⑸在由步驟⑷所得產品的背面打上雷射標記，雷射標記和雷射開槽區的相對位置預先設定，同時採用雷射開設開槽構成雷射開槽區；

⑹在由步驟⑸所得產品的背面印刷背極主柵線；

⑺通過定位雷射標記並根據雷射開槽區與雷射標記之間的距離進行印刷背鋁柵線的對位，在由步驟⑹所得產品的背面且位於雷射開槽區上印刷背鋁柵線，背鋁柵線位於開槽內的部分與p型矽相連；

⑻在由步驟⑺所得產品的正面印刷正電極漿料；

⑼在由步驟⑻所得產品進行高溫燒結，形成背銀電極和正銀電極；

⑽將由步驟⑼所得產品進行抗lid退火即得。

作為本發明的一種實施方式，在所述步驟⑹～⑻中，採用絲網印刷或噴墨方式印刷。

作為本發明的一種實施方式，根據實際情況決定是否對由步驟⑶所得產品的背面拋光，若需要拋光，則對由步驟⑶所得產品的背面進行拋光後，轉入步驟⑷。

與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果：

⑴本發明通過設置與雷射開槽區的相對位置預先設定的雷射標記，在印刷鋁漿時，印刷機定位雷射標記並根據雷射開槽區與雷射標記之間的距離進行印刷背鋁柵線的對位。本發明與現有矽片邊對位方式相比，能夠確保每片矽片背面的鋁漿準確覆蓋在雷射開槽區上，可有效降低雙面perc太陽能電池的不良率。

⑵本發明結構簡單，易於實現，適合於大規模量產。

⑶本發明方法簡單易行，採用現有生產線上雷射開槽所使用的雷射設備來打雷射標記，無需另增設備，生產成本低。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明實施例1背面的示意圖(未畫背極主柵線)；

圖3是本發明實施例2背面的示意圖(未畫背極主柵線)；

圖4是本發明實施例3背面的示意圖(未畫背極主柵線)。

具體實施方式

實施例1

如圖1和2所示，是本發明一種採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池，包括從下至上依次設置的背電極1、背面氮化矽膜3、氧化鋁膜4、p型矽5、n型發射極6、正面氮化矽膜7和正銀電極8，正銀電極8主要由呈垂直相交的正銀電極副柵82和正銀電極主柵81相連而成。背銀電極1主要由呈垂直相交的背極主柵線11和背鋁柵線12相連而成，在背面氮化矽膜上3開有數條貫通背面氮化矽膜3和氧化鋁膜4的開槽2構成雷射開槽區10，p型矽5露於開槽2中，背鋁柵線12位於開槽2內的部分9與p型矽5相連，在背面氮化矽膜3上且位於雷射開槽區10的外圍設有雷射標記13，雷射標記13和雷射開槽區10的相對位置預先設定，在本實施例中，雷射標記13為兩個，分別位於太陽能電池15相對的兩個邊角，該兩個雷射標記13處於同一正方形14上，通過定位雷射標記13並通過雷射開槽區10最外側的那條開槽2a、2b分別與和其最靠近的雷射標記13之間的距離l進行印刷背鋁柵線的對位。在本實施例中，單個雷射標記13的形狀為十字形。在其它實施例中，單個雷射標記13的形狀也可以為三角形、圓形、方形、五邊形或六邊形等。

每條背極主柵線11為完整的一條，或者由數段組成。背面氮化矽膜3的厚度為20～500nm。氧化鋁膜4的厚度為2～50nm。背鋁柵線12的寬度為55～550微米，背鋁柵線12的寬度大於開槽2的寬度。開槽2為若干組，各組開槽呈平行排布，在本實施例中，每組開槽是一條完整的開槽。相鄰組開槽2之間的間距為0.5～50mm；開槽2的寬度為50～500微米。

一種上述採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池的製備方法，具體包括以下步驟：

⑴在p型矽5的正面形成絨面；

⑵在由步驟⑴所得產品的正面進行擴散，形成n型發射極6；

⑶去除由步驟⑵所得產品在擴散過程形成的磷矽玻璃和周邊pn結；

⑷在由步驟⑶所得產品的背面依次沉積氧化鋁膜4和背面氮化矽膜3，再在正面沉積正面氮化矽膜7，或者在由步驟⑶所得產品的正面沉積正面氮化矽膜7，再在背面依次沉積氧化鋁膜4和背面氮化矽膜3；

⑸在由步驟⑷所得產品的背面打上雷射標記13，雷射標記13和雷射開槽區10的相對位置預先設定，該雷射標記13位於雷射開槽區10的外圍，且處於太陽能電池相對的兩個邊角，全部的雷射標記13處於同一正方形14上，同時採用雷射開設開槽構成雷射開槽區10；

⑹在由步驟⑸所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背極主柵線11；

⑺印刷機通過定位雷射標記13並根據雷射開槽區10最外側的那條開槽2a、2b分別與和其最靠近的雷射標記13之間的距離l進行印刷背鋁柵線12的對位，在由步驟⑹所得產品的背面且位於雷射開槽區10上採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線12，背鋁柵線12位於開槽2內的部分與p型矽5相連；

⑻在由步驟⑺所得產品的正面採用絲網印刷或噴墨方式印刷正電極漿料；

⑼在由步驟⑻所得產品進行高溫燒結，形成背電極1和正銀電極8；

⑽將由步驟⑼所得產品進行抗lid退火即得。

可以根據實際情況，對由步驟⑶所得產品的背面進行拋光後，再轉入步驟⑷。

實施例2

如圖3所示，本實施例與實施例1的不同之處在於：雷射標記13為四個，分別位於太陽能電池15的四個邊角，全部的雷射標記13處於同一正方形14上。

一種上述採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池的製備方法，包括以下步驟：

⑴在p型矽5的正面形成絨面；

⑵在由步驟⑴所得產品的正面進行擴散，形成n型發射極6；

⑶去除由步驟⑵所得產品在擴散過程形成的磷矽玻璃和周邊pn結，並對背面進行拋光後，轉入步驟⑷；

⑷在由步驟⑶所得產品的背面依次沉積氧化鋁膜4和背面氮化矽膜3，再在正面沉積正面氮化矽膜7，或者在由步驟⑶所得產品的正面沉積正面氮化矽膜7，再在背面依次沉積氧化鋁膜4和背面氮化矽膜3；

⑸在由步驟⑷所得產品的背面打上雷射標記13，雷射標記13和雷射開槽區10的相對位置預先設定，該雷射標記13位於雷射開槽區10的外圍，且處於太陽能電池相對的四個邊角，全部的雷射標記13處於同一正方形14上，同時採用雷射開設開槽構成雷射開槽區10；

⑹在由步驟⑸所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背極主柵線12；

⑺印刷機通過定位雷射標記13並根據雷射開槽區10最外側的那條開槽2a、2b分別與和其最靠近的雷射標記13之間的距離l進行印刷背鋁柵線11的對位，在由步驟⑹所得產品的背面且位於雷射開槽區10上採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線12，背鋁柵線12位於開槽2內的部分與p型矽5相連；

⑻在由步驟⑺所得產品的正面採用絲網印刷或噴墨方式印刷正電極漿料；

⑼在由步驟⑻所得產品進行高溫燒結，形成背電極1和正銀電極8；

⑽將由步驟⑼所得產品進行抗lid退火即得。

實施例3

如圖4所示，本實施例與實施例1的不同之處在於：雷射標記13為兩個，分別靠近太陽能電池15的相對的兩側邊，全部的雷射標記13處於同一正方形14上。

一種上述採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池的製備方法，包括以下步驟：

⑴在p型矽5的正面形成絨面；

⑵在由步驟⑴所得產品的正面進行擴散，形成n型發射極6；

⑶去除由步驟⑵所得產品在擴散過程形成的磷矽玻璃和周邊pn結，並對背面進行拋光後，轉入步驟⑷；

⑷在由步驟⑶所得產品的背面依次沉積氧化鋁膜4和背面氮化矽膜3，再在正面沉積正面氮化矽膜7，或者在由步驟⑶所得產品的正面沉積正面氮化矽膜7，再在背面依次沉積氧化鋁膜4和背面氮化矽膜3；

⑸在由步驟⑷所得產品的背面打上雷射標記13，雷射標記13和雷射開槽區10的相對位置預先設定，該雷射標記13位於雷射開槽區10的外圍，雷射標記13為兩個，且分別靠近太陽能電池相對的兩側邊，全部的雷射標記13處於同一正方形14上，同時採用雷射開設開槽構成雷射開槽區10；

⑹在由步驟⑸所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背極主柵線12；

⑺印刷機通過定位雷射標記13並根據雷射開槽區10最外側的那條開槽2a、2b分別與和其最靠近的雷射標記13之間的距離l進行印刷背鋁柵線11的對位，在由步驟⑹所得產品的背面且位於雷射開槽區10上採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線12，背鋁柵線12位於開槽2內的部分與p型矽5相連；

⑻在由步驟⑺所得產品的正面採用絲網印刷或噴墨方式印刷正電極漿料；

⑼在由步驟⑻所得產品進行高溫燒結，形成背電極1和正銀電極8；

⑽將由步驟⑼所得產品進行抗lid退火即得。

實施例4

一種採用雷射標記對位的p型perc雙面太陽能電池的製備方法，包括以下步驟：

⑴在p型矽的正面形成絨面；

⑵在由步驟⑴所得產品的正面進行擴散，形成n型發射極；

⑶去除由步驟⑵所得產品在擴散過程形成的磷矽玻璃和周邊pn結，並對背面進行拋光後，轉入步驟⑷；

⑷在由步驟⑶所得產品的背面依次沉積氧化鋁膜和背面氮化矽膜，再在正面沉積正面氮化矽膜，或者在由步驟⑶所得產品的正面沉積正面氮化矽膜，再在背面依次沉積氧化鋁膜和背面氮化矽膜；

⑸在由步驟⑷所得產品的背面打上雷射標記，雷射標記和雷射開槽區的相對位置預先設定，該雷射標記位於雷射開槽區的外圍，且處於太陽能電池相對的兩個邊角，全部的雷射標記處於同一正方形上，同時採用雷射開設開槽構成雷射開槽區；

⑹在由步驟⑸所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背極主柵線；

⑺印刷機通過定位雷射標記並根據雷射開槽區最外側的那條開槽分別與和其最靠近的雷射標記之間的距離進行印刷背鋁柵線的對位，在由步驟⑹所得產品的背面且位於雷射開槽區上採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線，背鋁柵線位於開槽內的部分與p型矽相連；

⑻在由步驟⑺所得產品的正面採用絲網印刷或噴墨方式印刷正電極漿料；

⑼在由步驟⑻所得產品進行高溫燒結，形成背電極和正銀電極；

⑽將由步驟⑼所得產品進行抗lid退火即得。

在其它實施例中，每組開槽由數段開槽組成，或者每組開槽由數個通孔狀的開槽和數段開槽組成，或者每組開槽由數個通孔狀的開槽組成，或者每組開槽由沿橫向平行排布的數列開槽組成，每列開槽由沿縱向平行排布的數段開槽組成。

本發明的實施方式不限於此，根據本發明的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明單個雷射標記的形狀以及布置形式、背面氮化矽膜的厚度、氧化鋁膜的厚度、相鄰組開槽之間的間距、背鋁柵線的寬度和開槽的寬度等均還有其它的實施方式。因此，本發明還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發明權利保護範圍之內。