[发明专利]一种晶体硅太阳能电池二维电极及其制备方法

权利要求书

1.一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，所述的二维电极设置在晶硅电池正面和/或背面，包括：透明导电膜(1)、局部接触金属电极(2)和金属电极(5)；局部接触金属电极(2)以规则图案方式排布在晶体硅太阳能电池的减反射膜/钝化膜(3)上，且局部接触金属电极(2)穿透减反射膜/钝化膜(3)与晶体硅片(4)形成局部欧姆接触；所述的透明导电膜(1)覆盖在减反射膜/钝化膜(3)及局部接触金属电极(2)上，金属电极(5)设置在透明导电膜(1)表面且与局部接触金属电极(2)不接触；透明导电膜(1)连接局部接触金属电极(2)和金属电极(5)形成晶体硅太阳能电池电极的导电组合体。

2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，所述的透明导电膜(1)为ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨烯薄膜中的一种或多种叠层构成，透明导电膜(1)的厚度为50～500nm。

3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，穿透减反射膜/钝化膜(3)的局部接触金属电极(2)采用阵列图案排布，其图案为一维、二维几何图形或一维与二维几何图形的组合；一维几何图形选自：线段、虚线段或弧线；二维几何图形选自：圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形或扇形。

4.根据权利要求3所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，所述一维几何图形的线宽为30～100um，长度为0.05～1.5mm；同一行中相邻两个线形的间距为0.5～2mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5～2mm。

5.根据权利要求3所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，所述二维几何图形中，相邻两个图形中心距为0.8～2mm。

6.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，金属电极(5)的排布图案为一组平行线段或多组平行线段的组合，线段的宽度为20～2000um，数量为5～100根，线长为2～156mm，相邻线段之间的距离为0.5～50mm。

7.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极，其特征在于，所述的局部接触金属电极(2)与金属电极(5)均为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极。

8.一种如权利要求1至7任意一项所述的晶体硅太阳能电池二维电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将晶体硅片(4)依次经过制绒、扩散、刻蚀及沉积减反射膜/钝化膜(3)；

2)在减反射膜/钝化膜(3)上制作与晶体硅片(4)形成局部欧姆接触的局部接触金属电极(2)，制作的方法为：将金属浆料按阵列图案涂敷在晶体硅片(4)的表面，再通过300～900℃热处理得到；或按规则图案对晶体硅片(4)表面的减反射膜/钝化膜(3)进行开孔，再在开孔处制备局部接触金属电极(2)，然后经过200～500℃退火处理得到；

3)在局部接触金属电极(2)上采用溅射、气相沉积、3D打印、印刷、喷涂工艺制作透明导电膜(1)，再在透明导电膜(1)上制作金属电极(5)，透明导电膜(1)将局部接触的局部接触金属电极(2)和金属电极(5)连接成为晶体硅太阳能电池二维电极的导电组合体。

9.根据权利要求8所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极的制备方法，其特征在于，步骤2)中：采用丝网印刷、激光转印、喷墨或3D打印将金属浆料按阵列图案涂敷在晶体硅片(4)的表面；或采用激光或化学腐蚀进行开孔，随后采用气相沉积、光诱导镀或电镀方法在开孔处制备局部接触金属电极(2)。

10.根据权利要求8所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极的制备方法，其特征在于，所述的晶体硅片(4)为P型或者N型的单晶硅片、P型或者N型的多晶硅片。

11.根据权利要求8所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极的制备方法，其特征在于，所述的局部接触金属电极(2)下方的局部硅基体为重掺杂或一般掺杂，重掺杂的方阻为5～50Ω/□，一般掺杂的方阻为50～150Ω/□。

12.根据权利要求8所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极的制备方法，其特征在于，所述的二维电极形成于P型或N型硅基体的表面，或形成于P型或N型发射极表面。

13.根据权利要求8所述的一种晶体硅太阳能电池二维电极的制备方法，其特征在于，减反射膜为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、碳化硅薄膜和氧化钛薄膜中的一种或多种叠层构成，厚度为50～100nm；钝化膜为氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜和非晶硅薄膜中的一种或多种叠层构成，厚度为5～50nm。