[实用新型]一种背面钝化太阳电池的激光开槽结构

说明书

本实用新型公开了一种背面钝化太阳电池的激光开槽结构，涉及太阳能电池制造技术领域，本实用新型包括均匀排布于背面钝化膜上的若干平行排布间隔线和与若干平行排布间隔线垂直相交的若干垂直排布间隔线，平行排布间隔线包括由激光镭射开槽的平行实线段和未开槽的平行虚线段，垂直排布间隔线包括由激光镭射开槽的垂直实线段和未开槽的垂直虚线段，本实用新型的平行排布间隔线和垂直排布间隔线的组合能够减少激光镭射在硅片基体上的作用面积，降低表层背面钝化膜损失，实现平行和垂直方向的光生载流子收集从而提升电池效率，并且开槽不再具有统一方向性，有助于分散硅片基体承受的激光造成的应力，确保后期组件封装的机械载荷性能。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，更具体的是涉及一种背面钝化太阳电池的激光开槽结构。

背景技术

背面钝化太阳电池是新一代高效新型结构的太阳电池，兼容常规Al-BSF电池生产工艺，通过引入背面钝化膜和激光开槽工艺，可以显著提高电池的光电转换效率，然而背面沉积的钝化膜虽然表现出优异的表面钝化和体钝化特征，但该钝化层具有较高的介电常数和稳定的化学特性及抗腐蚀性，往往需要激光开槽将该钝化膜剥离，漏出硅衬底，再通过印刷导电铝浆，高温烧结后导电铝浆与硅衬底形成很好的欧姆接触导出电极，才可成功将光生载流子导出。

但是，激光镭射开槽同时也会破坏局部开槽区域的钝化膜层，从而降低电池背面钝化整体效果；而局部开槽区域过小又不利于硅衬底与导出金属电极间形成足够的金半接触区，导致光生载流子导出电阻过大，因此在设计激光开槽区域时需要综合考虑钝化特性与光生载流子导出的平衡，从而达到最佳光电转换效率。另外，激光镭射瞬间作用于硅片基底上的动能和热能积聚，可能产生硅基底内部应力，在后续工艺，如组件焊接中硅片基底经过力和热的再次作用极易产生隐裂、碎片。

目前工业常规的背面电极激光开槽结构有：直线型(Line)、虚线型(Dash)、圆点(Dot)和正方形(Square)开槽结构；

直线型电极设计：工艺控制简单，在选定激光器后只需要考虑线间距，保证线两边二分之一的线间距距离内的光生载流子收集传输到同一激光开槽线上，但对钝化层破坏严重，硅片基体承受应力较集中，同时光生载流子只能在互相平行方向的两根线间流动。

虚线型电极设计：在相同的线间距基础上对背面钝化区域的破坏相较于直线型减少了至少50％，对硅片基体的破坏面积也相应减少，但光生载流子导出特性有一定损失，不仅传导开槽面积整体减少，而且光生载流子只能在互相平行方向的两根线间沿更长于二分之一的线间距流动。

圆点和正方形电极设计：这两种都是矩阵式开槽方式，能在降低钝化损失的基础上有效收集三维尺度的光生电子，不过目前产业化的激光器在背钝化膜层上的开槽尺寸、功率、时间和背钝化膜烧穿浆料在性能方面还存在不匹配的问题，这两种开槽方式更多的是应用于高成本和技术难度大的金属背面电极蒸镀技术上，以及实验研究开发高效背面钝化太阳电池等方面上。

目前常见的背面钝化太阳电池大多采用的直线型开槽结构，由于该结构激光开槽直接贯穿整个硅片背面，因此，在电池片的背电极下面也存在激光线槽，导致背面钝化太阳能电池在组件焊接生产时很容易碎片，大量生产数据表明，采用直线型激光开槽结构的背面钝化太阳能电池片，组件焊接破片率比常规电池片提高了2-3倍。

而无论直线型还是虚线型开槽结构，光生载流子都只能在互相平行方向的两根线间(单一平行排布间隔线或垂直排布间隔线)以二分之一的线间距为基础流动收集，这种设计在一定程度上限制了光生载流子的收集维度，延长了传导距离，不利于背面钝化太阳电池的传导电阻减小，从而电池光电转换效率受损。

实用新型内容