[实用新型]晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极，属于太阳电池技术领域。

背景技术

目前，局域背表面场电池是目前高效晶体硅太阳电池研发的重要方向，通过背面钝化技术和局域背表面场结构，可以显著的降低太阳电池背面的复合，提高长波段内背反射，降低背面的自由载流子吸收，从而提高电池的转换效率。目前，为了降低背钝化电池的制备工艺，一般采用激光或者化学浆料腐蚀的方法将背面钝化膜局部打开，然后采用丝网印刷或者蒸镀的方法在背面形成一层铝层，然后在高温过程中，铝原子取代硅原子进入硅晶格，在开膜区域的下方形成p型重掺杂区域，也即局部背表面场。

然而，采用常规的全背表面印刷或者沉积铝层的方法，在高温过程中由于铝与硅的扩散系数差别，在接触的区域很容易形成空洞，导致：1、无法形成局域背表面场，造成严重的背面表面复合；2、局域背表面场与铝硅合金层接触面积变小，填充因子下降；3、由于空洞效应，局域背表面场的厚度不足，空洞的形成制约了目前局域背表面场电池，特别是背点接触电池效率的提升。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极，它能够抑制局域背表面场空洞的形成，增加局域背表面场的厚度，降低少数载流子穿过局域背表面场来到接触区被复合的电阻损失，提高背钝化电池的转换效率。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是：一种晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极，包括与局域背表面场连接的局域电极以及在与硅片衬底的接触表面上覆盖有背面钝化膜的背面电极，在局域电极与背面电极之间设有至少一个梁桥电极，梁桥电极与硅片衬底的接触表面上也覆盖有背面钝化膜，局域电极与背面电极通过梁桥电极连接，并且在局域电极与背面电极之间除梁桥电极的连接区域外也设置有背面钝化膜。

进一步，梁桥电极的宽度为0.1-50000 μm，长度为0.1-1000 μm。通过控制梁桥电极的宽度和长度可以控制高温过程中硅往铝硅液态合金扩散的总量。

进一步，背面钝化膜的材料选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、氧化钛中的一种。

进一步，局域电极的横截面为线状或点状，点状包括圆形或平行四边形或正多边形。

进一步。当所述的局域电极的横截面为线状时，局域电极的宽度为1μm以上，局域电极中心之间的间距为100μm以上。

进一步，当所述的局域电极的横截面为点状时，局域电极的尺寸在1μm以上，局域电极中心之间的间距为50μm以上。

本实用新型还提供了一种该晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）提供一丝网印刷用网版，其中，网版在该晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极的背面电极区域以及多个局域电极和梁桥电极组成的阵列区域设置网纱，使浆料可以通过，其余部分由不透过浆料的膜组成；

2）提供一沉积背面钝化膜的硅片衬底，并且局部激光开膜；

3）利用步骤1）中的网版，采用丝网印刷的方法在硅片衬底的背面印刷金属浆料；

4）在高温烧结过程中使局域电极与硅片衬底形成局域背表面场。

本实用新型还提供了一种晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）提供一沉积背面钝化膜的硅片衬底，并且局部激光开膜；

2）采用CVD方法或PVD方法在硅片衬底的背面钝化膜上沉积该晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极中的背面电极以及多个局域电极和梁桥电极排布而成的单元；

3）在高温烧结过程中使局域电极与硅片衬底形成局域背表面场。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

（1）本实用新型采用局部电极，极大地减小了局域背表面场出现空洞的概率，提高了电池的开路电压和填充因子；本实用新型通过在开膜区域形成局部电极，限制了在高温过程中硅在电极中的横向传输，如果本各个电极中含有铝，它能使硅在铝硅液态合金的浓度迅速达到饱和值，在降温过程中硅很快从铝硅液态中析出，在铝硅界面固化，形成局域背表面场，极大地抑制了空洞的产生。

（2）采用梁桥电极将局部电极收集的电流导向背面电极，采用梁桥电极和背面电极，降低了背面电极的电阻，从而降低了电池的电阻损失；

（3） 本实用新型工艺简单，对于常规的丝网印刷，仅需要一次印刷就可实现本实用新型的结构，适合应用于规模化生产。

附图说明