[发明专利]一种背接触太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种背接触太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。对于目前常规太阳能电池，其正电极接触电极和负电极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属正电极接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射，造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高的电池的能量转化效率。

背接触太阳能电池是一种将正电极和负电极接触电极均放置在电池背面（非受光面）的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。

背接触结构的太阳能电池是目前能工业化批量生产的晶硅太阳能电池中能量转化效率最高的一种电池，它的高转化效率，低的组件封装成本，一直深受人们所青睐。在以往的背接触太阳能电池制作工艺中，其金属化工艺大都采用流程较为复杂电镀来实现，该方法在降低背接触电池的串联电阻，提高电池的开路电压确实有出色的表现，但是该方法工艺复杂，排放的废弃物严重污染环境，且与目前工业化生产的主流金属化方法不相兼容，因此对于低成本的产业化推广难度较大。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种背接触太阳能电池，该背接触太阳能电池的主栅线悬浮在硅片表面，只与金属细栅形成欧姆连接，不与硅基底形成欧姆接触，该悬浮主栅能消除以往背接触太阳能电池中非悬浮主栅所带来的载流子横向传输损耗和主栅的电极遮蔽效应，从而极大提高背接触太阳能电池的填充因子和短路电流。

本发明的目的还在于提供是上述背接触太阳能电池的制备方法，该方法工艺流程简单，所有制程都可以在当前工业化产线上完成，不需引入新设备，工艺合理安全可靠。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种背接触太阳能电池，包括硅基体，设于硅基体背面的p+掺杂区域和n+掺杂区域，所述p+掺杂区域和n+掺杂区域相互交替排列在所述硅基体的背面，所述p+掺杂区域上设有正电极接触细栅，所述n+掺杂区域上设有负电极接触细栅，所述硅基体的背面上还设有正电极主栅和负电极主栅，所述正电极主栅与所述负电极接触细栅相接触位置处设有绝缘层，所述正电极主栅位于所述绝缘层上且与所述正电极接触细栅相连接但不与所述负电极接触细栅和所述n+掺杂区域相接触，所述负电极主栅与所述正电极接触细栅相接触的位置处设有绝缘层，所述负电极主栅位于所述绝缘层上且与所述负电极接触细栅相连接但不与所述正电极接触细栅和所述p+掺杂区域相接触。

为了实现所述p+掺杂区域和所述n+掺杂区域交界处的绝缘，本发明所述p+掺杂区域和所述n+掺杂区域之间还设有用于使所述p+掺杂区域和所述n+掺杂区域绝缘的带隙。

作为本发明的一种优选的实施方案，本发明所述正电极接触细栅为银铝细栅线；所述负电极接触细栅为银细栅线。

本发明中可以通过印刷金属浆料和共烧结的方法制作与p+区域和n+区域相欧姆接触的金属细栅，其中与正电极p+掺杂区域相接触的金属细栅为银铝合金，与负电极n+掺杂区域相接触的金属细栅为银，该两种金属电极通过丝网印刷的方式分别印刷在硅片背表面正电极p+和负电极n+区域，印刷结束后经一次烧结形成欧姆接触，烧结温度优选为300～1200℃。

所述正电极接触细栅的宽度不宽于所述p+掺杂区域的宽度；所述负电极接触细栅的宽度不宽于所述n+掺杂区域的宽度。

本发明通过在细栅表面选择性地覆盖绝缘层以实现主栅线与细栅接触电极的选择性绝缘，该绝缘层可以在金属细栅制作完毕后利用丝网印刷的方法将绝缘浆料直接印刷在正电极或负电极接触栅线的表面，其中绝缘浆料覆盖正电极接触细栅的区域，与之相邻的负电极接触细栅裸露，覆盖负电极接触细栅的区域，与之相邻的正电极接触细栅裸露，印刷结束后经烘干形成固化的绝缘阻挡层，烘干温度优选为100～400℃，从而实现细栅接触电极的选择性绝缘。

本发明用于实现正电极主栅和负电极接触细栅之间绝缘的绝缘层宽度不窄于所述n+掺杂区域的宽度且保证与之相邻的正电极接触细栅不被绝缘层覆盖；用于实现负电极主栅与正电极接触细栅之间绝缘的绝缘层宽度不窄于所述p+掺杂区域的宽度且保证与之相邻的负电极接触细栅不被绝缘层覆盖。

本发明所述绝缘层可以采用丝网印刷绝缘浆料的方法形成，其中绝缘浆料的成分主要包括芳香族聚酰胺亚胺树脂、γ-丁内酯和三甘醇二甲醚等。