[发明专利]一种背面钝化太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种背面钝化太阳能电池；相应地，本发明还涉及一种背面钝化太阳能电池的制备工艺。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

传统晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高，人们开始研究背钝化太阳电池技术。目前主流的做法是在硅片背面沉积三氧化二铝或者二氧化硅，然后再沉积一层氮化硅，再在背面激光开槽，去掉小部分区域的背面钝化层。然后在背面印刷铝浆，烘干烧结。铝浆通过以上所述区域与硅直接接触，将电流导出来。然而在背面钝化层上激光开槽，容易带来硅背表面损伤的问题。

为此，本领域技术人员开始采用一种新的方法背面开槽，如中国专利CN103996743A公开的一种铝浆烧穿局部薄膜的背钝化点接触太阳能电池的制备方法，电池背面点接触采用烧穿型的铝浆同时实现薄膜开孔，铝硅接触且接触处形成局域铝背场，将开孔，铝浆与硅接触两个步骤缩为一步，避免了激光开孔带来硅背表面损伤的问题。然而由于采用点接触方式排列如图1所示，铝浆与硅的接触电阻较高，因此需要欧姆接触能力很好的腐蚀铝浆浆料，否则无法与背面钝化层匹配，生产成本较高。另外，因为铝浆为液体，在表面张力的作用在背面钝化层表面形成珠状液滴，但由于具有流动性，容易扩散从而增大液滴与背面钝化层的接触面积，开孔变大，与直线开槽相比，难以精确控制局部铝背场占所述背面钝化层面积的百分数，造成开路电压和短路电流的降低。而且由于液滴扩散使液滴接触面的单位面积上的铝浆变少，易出现铝浆不足导致无法烧穿背面钝化层，使局部铝背场与P型硅不能形成良好的欧姆接触。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能大幅提高电池光电转换效率的背面钝化太阳能电池。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种背面钝化太阳能电池的制备方法，能大幅提高电池光电转换效率，设备投入成本低，工艺简单，且与目前生产线兼容性好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种背面钝化太阳能电池，包括背面电极、全铝背电场、背面钝化层、局部铝背场、P型硅、N型发射极、钝化膜和正面电极；所述背面电极、全铝背电场、背面钝化层、P型硅、N型发射极、钝化膜和正面电极从下至上依次连接，所述局部铝背场由腐蚀铝浆腐蚀所述背面钝化层烧结后形成，分别与所述全铝背电场和所述P型硅连接；

所述局部铝背场为一组平行排列的直条组，均匀分布在背面钝化层内。

作为上述方案的改进，所述局部铝背场面积占所述背面钝化层面积的1%-10%。

作为上述方案的改进，所述局部铝背场的直条宽度为20-30μm，条数为80-150条。

作为上述方案的改进，所述局部铝背场通过丝网印刷或喷墨方式在所述背面钝化层上印刷腐蚀铝浆烧结后形成。

作为上述方案的改进，所述背面钝化层为Al₂O₃/SiN_x复合层或者SiO₂/SiN_x复合层。

相应地，本发明还提供了一种背面钝化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

（1）在硅片正面形成绒面，所述硅片为P型硅；

（2）在所述硅片正面进行扩散，形成N型发射极；

（3）去除扩散过程形成的磷硅玻璃；

（4）在硅片背面沉积三氧化二铝或者二氧化硅；

（5）在三氧化二铝层或者二氧化硅层上沉积氮化硅，形成背面钝化层；

（6）在所述硅片正面形成氮化硅减反射的钝化膜；

（7）在所述硅片背面印刷背电极浆料，烘干；

（8）在所述硅片背面采用丝网印刷或喷墨方式印刷腐蚀铝浆，烘干；

（9）在所述硅片背面印刷全铝背电场浆料，覆盖住腐蚀铝浆，形成全铝背电场，烘干；

（10）在所述硅片正面印刷正电极浆料；

（11）将硅片进行高温烧结，烧结过程中腐蚀铝浆腐蚀背面钝化层，形成连接全铝背电场和P型硅的局部铝背场；

所述步骤（8）中采用直条平行排列方式印刷腐蚀铝浆。