[发明专利]晶体硅太阳电池背接触电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种太阳电池背接触电池，特别是涉及到晶体硅太阳电池背接触电池及其制备方法。

背景技术

目前常规商业化的晶体硅太阳电池，发射区和发射区电极均位于电池正表面，如图1中，主栅线（1）位于电池的受光面。尽管主栅线（1）所占面积已经很小（约6%~7%），可依然遮挡了部分阳光，使电池有效受光面积受到直接影响。同时常规丝网印刷技术的高宽比已临近极限，想要进一步减小遮光并保证电流传导，必须引入二次印刷、喷墨打印甚至电镀等工序复杂、成本高的设备工艺。另外晶体硅太阳电池组件封装时，需要用涂锡焊带从一块电池的正面焊接到另一块电池的背面，这种连接方式使自动化生产的难度加大，组件内片间距亦增大从而有效发电的组件单位面积减小。

背接触太阳电池具有特殊的结构，典型特点是电池的正负两个电极全部在电池的背表面上制作。与传统的太阳电池相比，有效减少了电池的正表面（受光面）由于电极遮挡而引起的功率损失，提高了入射阳光的利用率；其次因为正负电极都位于电池背表面，背接触太阳电池组件封装时传导电极的高宽比不再受限从而改进了组件电流传导，并利于机械自动化生产，且制成的组件电池间间距小，可以减小在相同发电量模组下的占地面积。

背接触太阳电池作为当今三种实验室转换效率较高的太阳能电池之一，众多研究机构和企业对其进行了研发与生产，目前常见的背接触太阳电池有：美国Sunpower公司的背面叉指状电极背接触电池（IBC太阳电池、PCC太阳电池），德国ISFH研究所基于激光烧蚀及LFC技术开发出的RISE太阳电池、RISE-EWT太阳电池，德国Fraunhofer ISE采用SiO2钝化及光刻技术研制的EWT太阳电池，荷兰国家能源研究中心ECN和Eurotron公司开发的MWA 和MWT太阳电池，Konstanz大学与Sunways AG公司合作开发的POWER-EWT太阳电池、三菱电机制作的VEST太阳电池等。这些不同结构和基于不同制备技术的背接触太阳电池都各有优点，但相较于传统晶体硅太阳电池，其突出的弱点是制备工艺比较复杂，引入设备和辅助耗材等成本剧增。

而现有的背接触太阳电池在设置主栅负极的穿孔处非常容易漏电，使得背接触太阳电池输出功率降低，而且因为漏电容易造成组件发热，使得背接触太阳电池的使用效果和使用寿命都受到影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种晶体硅太阳电池背接触电池及其制备方法，解决现有的背接触太阳电池在设置主栅负极的穿孔处漏电问题，使得背接触太阳电池的使用效果和使用寿命提升，以降低缺陷。

本发明的目的通过下述技术方案实现：晶体硅太阳电池背接触电池，包括呈片状的基区，基区的一面覆盖有背电场，另一面覆盖有发射结区，背电场、基区和发射结区即组成基片，基片中设置有若干主栅负极，主栅负极在横向上组成多条间隔排列的主栅负极排，纵向上组成多条间隔排列的主栅负极列，主栅负极垂直贯穿基片，发射结区的背向基区的一面设置多条横向间隔排列的细栅线，一条细栅线对应一条主栅负极排，且对应的细栅线连接对应主栅负极排中的所有主栅负极，主栅负极与基片之间设置有保护绝缘膜，细栅线与发射结区之间设置有减反钝化膜，所述的减反钝化膜覆盖发射结区，所述的背电场中设置有多条纵向排列的正电极，所述的正电极位于两条主栅负极列之间，正电极一面贴合基区，另一面露出背电场。本发明中在主栅负极和基片之间设置保护绝缘膜，保证了基片上设置主栅负极的导电孔处不会漏电，提高了电池的输出功率和热稳定性，尤其是弱光功率衰减和高温下功率衰减方面性能；保护绝缘膜的覆盖对底部基区及导电孔内壁具有一定的钝化作用，可以通过改变保护绝缘膜成分配比及厚度使得钝化效果最佳，从而降低激光穿孔后孔壁及附近区域的表面复合速率，提高硅片基体质量，同样也可通过改变其成分配比及厚度来匹配穿孔金属浆料，达到沿用原有浆料而不再引入新的穿孔金属浆料目的。

进一步，上述的正电极与背电场之间设置有金属熔融区，保证了正电极和背电场之间的接触。

进一步，上述的保护绝缘膜与背电场之间设置有缝隙，进一步将主栅负极与背电场隔离开。

晶体硅太阳电池背接触电池的制备方法，包括以下步骤：

A、选取一P型的硅片作为衬底，采用激光在硅片上打出导电孔，导电孔即为主栅负极的预设孔，打完后对硅片进行清洗与制绒，去除硅片表面损伤层和激光作用后的损伤层，降低光生载流子的复合速率，同时在硅片正面形成织构化绒面以降低反射率；

B、在硅片的正面进行扩散制作发射结区，清洗后，在发射结区表面上再沉积一层减反钝化膜；