[发明专利]双面PERC电池的背面栅线结构、双面PERC电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双面PERC电池的背面栅线结构、双面PERC电池及其制备方法，该背面栅线结构包括若干条铝栅线和若干条背电极主栅，铝栅线与背电极主栅垂直连接，铝栅线的下方设有若干段相互间隔的激光线；铝栅线由若干段宽铝栅线和若干段窄铝栅线交替连接而成，宽铝栅线的数量与激光线的数量相同，宽铝栅线用于覆盖激光线实现铝与硅的局部欧姆接触并导出硅片内部的电子，窄铝栅线用于收集硅片内部导出的电子并传输到背电极主栅上。本发明的背面栅线结构具有结构简单、设计成本低等优点。包含该背面栅线结构的电池具有背面光电转化效率高、输出功率高、翘曲度小、隐裂风险小等优点，其制备方法具有简单、成本低、可适用于大规模量产等优点。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，涉及一种双面PERC电池的背面栅线结构、双面PERC电池及其制备方法。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，人们的目光已经集中在太阳能上。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源形态，正逐渐走入我们的日常生活当中。目前，硅太阳能电池是市场上用得最多的电池，其高效的发电效率、成熟的生产工艺使光伏平价上网成为现实。然而，随着技术的发展，PERC电池(passivated emitter and rear cell)，即钝化发射极背面接触太阳能电池，受到了广泛的关注。现有的单面PERC电池，通过印刷将铝浆印刷在硅片的整个背面，铝层整个覆盖在激光刻蚀线上，在激光刻蚀线区域形成局域铝硅合金层，而在没有激光刻蚀线的地方只是简单的覆盖在钝化膜层上，由于全铝背场不透光，这样就导致整个背面不能接受光照实现背面发电，所以只有正面吸收光能实现单面发电。而双面PERC电池就是在现有常规PERC电池的基础上改变背面的铝背场结构，将原来的全铝背场结构改成铝栅线结构，使铝浆没有覆盖的地方也能接受光照实现背面发电，增加单个电池片的发电量。双面PERC电池背面通过精密印刷使铝栅线完全覆盖在背面激光刻蚀线上，从而实现铝浆在局部区域与硅形成欧姆接触将电池内部产生的电子导出，最终通过铝栅线将电子汇集到背面电极，从而实现背面发电，同时也能提高正面的开路电压Uoc和短路电流Isc，进一步提高单片电池片的发电量。

双面PERC电池结构作为较为流行的一种电池结构，逐渐被市场接受并推广开来。目前，对双面PERC背面结构的设计主要集中在背银电极的结构设计上以及铝栅线与背银电极的连接形式上，而关于双面PERC背面结构中铝栅线结构的优化设计几乎没有提及。现有双面PERC电池的背面铝栅线结构中通常是采用整条铝栅线粗细均匀的长条形设计，但是由于激光刻蚀线可以是实线也可以是虚线段，这种整条铝栅线粗细均匀的长条形设计很难实现精准覆盖和更低遮挡面积之间的平衡，所以必然会导致双面PERC电池的背面转换效率偏低。如，铝栅线的宽度太宽，虽然能保证铝栅线能很好的覆盖住激光刻蚀线，但是过宽的铝栅线使得背面的被遮挡面积及背面被破坏的钝化膜层区域变大，不利于吸收更多的光照，从而降低双面PERC电池的背面光电转换效率；而铝栅线的宽度太窄，则很难保证铝栅线能完全覆盖住激光蚀刻线，继而不能形成很好的局部铝背场并导致局域接触变差、导电性降低，这同样会降低双面PERC电池的背面光电转化效率。与此同时，随着市场对背面效率的要求越来越高，势必会降低铝栅线的宽度，而铝栅线对激光线的覆盖是在微米级别以上实现精准对齐，所以对于激光的蚀刻精度、印刷机台的印刷精度、铝背场网版的变形量及所用铝浆的质量都提出了更高的要求。另外，整条铝栅线使用粗细均匀的长条形设计，会增加铝浆用量，增加制备成本，同时也会增加双面PERC电池的翘曲度提高电池片制造过程中隐裂的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、设计成本低的双面PERC电池的背面栅线结构，还提供了一种包含该背面栅线结构的双面PERC电池及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：