一種改進型P型PERC雙面太陽能電池的製作方法
2023-08-06 08:21:46
本實用新型涉及太陽能電池技術，尤其涉及一種改進型P型PERC雙面太陽能電池。
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，接通電路後就形成電流。
傳統的晶矽太陽能電池一般只採用正面鈍化技術，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。
隨著當前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。而雙面PERC太陽能電池，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。但是，現在對於雙面PERC太陽能電池的研究也僅僅局限於一些研究機構在實驗室中對其所做的研發，其具有工藝複雜，成本高昂的缺點。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種能夠大幅度提高電池的光電轉換效率、成本低、工藝簡單且與生產線兼容性好的改進型P型PERC雙面太陽能電池。
本實用新型的目的通過如下的技術方案來實現：一種改進型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線和背極副柵線相連而成，在所述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，所述P型矽露於所述開槽中，其特徵在於：所述背極副柵線主要由背鋁柵線和背銀柵線組成，背鋁柵線位於開槽內的部分與所述P型矽相連，沿著背鋁柵線露於開槽外的部分的外表面設置有背銀柵線。
本實用新型與現有的雙面P型PERC太陽能電池相比，在原有的作為背極副柵線的鋁柵線上設置一層銀柵線，以此改善原有背極副柵線的導電性，從而降低雙面太陽能電池的串阻，進而提高雙面太陽能電池的光電轉換效率。另外，本實用新型的製備工藝簡單，設備投入成本低，而且與現有生產線兼容性好，可對現有生產線進行簡單改造後即可使用。本實用新型結構簡單，實用性強，適於廣泛推廣和適用。
作為本實用新型的一種實施方式，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。
作為本實用新型的一種改進，在所述背面氮化矽膜上且位於全部背極副柵線的外圍設有圍括住背極副柵線的鋁柵框，所述鋁柵框分別與背鋁柵線和背極主柵線相連。在印刷過程中，由於鋁漿的粘度較大，網版的線寬又比較窄，會偶爾出現鋁柵斷柵的情況。鋁柵斷柵會導致EL測試的圖像出現黑色斷柵，招致客戶的投訴。同時，鋁柵斷柵又會影響電池的光電轉換效率。鋁柵框為電子多提供了一條傳輸路徑，防止鋁柵斷柵造成的EL測試斷柵和光電轉換效率低的問題。
作為本實用新型的一種改進，在所述鋁柵框的下方設有開槽，鋁柵框位於開槽內的部分與所述P型矽相連。
作為本實用新型的一種實施方式，各組開槽之間的間距為0.5～50mm；所述開槽的寬度為10～500微米。
本實用新型還可以有以下實施方式：
所述背銀柵線的寬度為30～500微米。最優的，50～250微米。
所述背鋁柵線的寬度為30～500微米，最優的，50～250微米。
所述背面氮化矽膜的厚度為20～500nm。
所述氧化鋁膜的厚度為2～50nm。
與現有技術相比，本實用新型具有如下顯著的效果：
⑴本實用新型與現有的P型PERC雙面太陽能電池相比，在原有的作為背極副柵線的鋁柵線上設置一層銀柵線，以此改善原有背極副柵線的導電性，從而降低雙面太陽能電池的串阻，進而提高雙面太陽能電池的光電轉換效率。
⑵本實用新型的製備工藝簡單，設備投入成本低，而且與現有生產線兼容性好，可對現有生產線進行簡單改造後即可使用。
⑶本實用新型結構簡單，實用性強，適於廣泛推廣和適用。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；
圖2是本實用新型實施例1背面的示意圖；
圖3是本實用新型實施例1開槽和背極副柵線的結構示意圖；
圖4是本實用新型實施例2背面的示意圖；
圖5是本實用新型實施例3的開槽結構示意圖；
圖6是本實用新型實施例4的結構示意圖；
圖7是本實用新型實施例5的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1～3所示，是本實用新型一種改進型雙面P型PERC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。背電極1主要由呈垂直相交的背極主柵線11和背極副柵線12相連而成，在背面氮化矽膜上3開有貫通背面氮化矽膜3和氧化鋁膜4的開槽2，P型矽5露於開槽2中，背極副柵線12主要由背鋁柵線121和背銀柵線122組成，背鋁柵線121沿著開槽2設置，背鋁柵線121位於開槽2內的部分9與P型矽5相連，沿著背鋁柵線121露於開槽2外的部分的外表面設置有背銀柵線122(可以完全包覆，也可以不完全包覆)在其外表面上。本實用新型與現有的雙面P型PERC太陽能電池相比，在原有的作為背極副柵線的鋁柵線上包覆一層銀柵線，以此改善原有背極副柵線的導電性，從而降低雙面太陽能電池的串阻，進而提高雙面太陽能電池的光電轉換效率。
每條背極主柵線11為完整的一條，或者由數段組成。背銀柵線122的寬度為30～500微米，優選50～250微米；背鋁柵線121的寬度為30～500微米，優選50～250微米。背鋁柵線121的數量為30～500條。背面氮化矽膜3的厚度為20～500nm。氧化鋁膜的厚度為2～50nm。
開槽2為若干組，各組開槽2橫向設置且呈平行排布；在本實施例中，每組開槽是一條完整的開槽。各組開槽2之間的間距為0.5～50mm；開槽的寬度為10～500微米。
一種上述改進型雙面P型PERC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；
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，氧化鋁膜4的厚度為2nm，背面氮化矽膜3的厚度為20nm；再在正面沉積正面氮化矽膜7；
⑸在由步驟⑷所得產品的背面上採用雷射開設開槽2，開槽2的位置是設置背極副柵線12的位置，開槽2為若干組，各組開槽呈平行排布，每組開槽2是一條完整的開槽，開槽的寬度為50微米，各組開槽之間的間距為0.5mm；
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在由步驟⑹所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線121，背鋁柵線121的寬度為30微米，背鋁柵線121沿著開槽2設置，背鋁柵線121位於開槽2內的部分9與P型矽5相連；
⑻在由步驟⑺所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背銀柵線122，背銀柵線122沿著背鋁柵線121露於開槽2外的部分的外表面設置，背銀柵線122的寬度為30微米；
⑼在由步驟⑻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；
⑽將由步驟⑼所得產品進行高溫燒結，形成背銀電極1和正銀電極8；
⑾將由步驟⑽所得產品進行抗LID退火即得。
實施例2
如圖4所示，本實施例與實施例1的不同之處在於：各組開槽2縱向設置且呈平行排布，開槽2與背極副柵線12呈垂直狀，在二者交叉部位，背鋁柵線121位於開槽內的部分與P型矽相連。
實施例3
如圖5所示，本實施例與實施例1的不同之處在於：每組開槽2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。
實施例4
如圖6所示，本實施例與實施例1的不同之處在於：在背面氮化矽膜上且位於全部背極副柵線12的外圍設有圍括住背極副柵線的鋁柵框13，鋁柵框13分別與背鋁柵線121和背極主柵線11相連。鋁柵框為電子多提供了一條傳輸路徑，防止鋁柵斷柵造成的EL測試斷柵和光電轉換效率低的問題。在鋁柵框13的下方設有開槽2，鋁柵框13位於開槽2內的部分與P型矽5相連。在其它實施例中，也可以不設置開槽。
實施例5
如圖7所示，本實施例與實施例2的不同之處在於：在背面氮化矽膜上且位於全部背極副柵線12的外圍設有圍括住背極副柵線的鋁柵框13，鋁柵框13分別與背鋁柵線121和背極主柵線11相連。鋁柵框為電子多提供了一條傳輸路徑，防止鋁柵斷柵造成的EL測試斷柵和光電轉換效率低的問題。在鋁柵框13的下方設有開槽2，鋁柵框13位於開槽2內的部分與P型矽5相連。在其它實施例中，也可以不設置開槽。
實施例6
一種改進型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，轉入步驟⑷；
⑷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；氧化鋁膜的厚度為30nm，背面氮化矽膜的厚度為300nm；
⑸在由步驟⑷所得產品的背面上採用雷射開設開槽，開槽的位置是設置背極副柵線的位置，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開槽，開槽的寬度為250微米，各組開槽之間的間距為10mm；
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在由步驟⑹所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線，背鋁柵線的寬度為500微米，背鋁柵線沿著開槽設置，背鋁柵線位於開槽內的部分與P型矽相連；
⑻在由步驟⑺所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背銀柵線，背銀柵線沿著背鋁柵線露於開槽外的部分的外表面設置，背銀柵線的寬度為500微米；
⑼在由步驟⑻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；
⑽將由步驟⑼所得產品進行高溫燒結，形成背銀電極和正銀電極；
⑾將由步驟⑽所得產品進行抗LID退火即得。
實施例7
一種改進型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，轉入步驟⑷；
⑷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；氧化鋁膜的厚度為15nm，背面氮化矽膜的厚度為160nm；
⑸在由步驟⑷所得產品的背面上採用雷射開設開槽，開槽的位置是設置背極副柵線的位置，開槽為若干組，各組開槽呈平行排布，每組開槽由數個通孔狀的開槽組成，開槽的寬度為150微米，各組開槽之間的間距為5mm；
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在由步驟⑹所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背鋁柵線，背鋁柵線的寬度為170微米，背鋁柵線沿著開槽設置，背鋁柵線位於開槽內的部分與P型矽相連；
⑻在由步驟⑺所得產品的背面採用絲網印刷或噴墨方式印刷背銀柵線，背銀柵線沿著背鋁柵線露於開槽外的部分的外表面設置，背銀柵線的寬度為170微米；
⑼在由步驟⑻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；
⑽將由步驟⑼所得產品進行高溫燒結，形成背銀電極和正銀電極；
⑾將由步驟⑽所得產品進行抗LID退火即得。
在其它實施例中，每組開槽可以是由數個通孔狀的開槽和數段開槽組成，也還可以有其他的實施方式。
本實用新型的實施方式不限於此，根據本實用新型的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實用新型權利保護範圍之內。