[发明专利]一种太阳能电池及其背面电极和制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池及其背面电极和制备方法，属于太阳能电池技术领域。本发明的背面电极，包括铝主栅、铝副栅和背银电极，所述铝主栅由间隔分布的环型铝主栅以及连接相邻环型铝主栅的直通型铝主栅组成，背银电极位于环型铝主栅内部并与其电性相连，所述直通型铝主栅由中心区直通铝主栅及位于中心区直通铝主栅上方的外围区直通铝主栅组成。本发明通过背面电极图形设计，并采用分步印刷工艺，从而可以在对背面遮光面积、浆料耗量无负面影响的情况下，实现背面电极对载流子收集效果的大幅提升，从而提升了电池片的效转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池及其背面电极和制备方法。

背景技术

多主栅(MBB，Multi-Busbar)和双面电池技术已成为目前晶硅电池的主流技术，并已大规模推广应用。其中，MBB技术通过电池片主栅数量的增加、单条主栅宽度变窄以及焊点的设计，同时实现了遮光面积的下降和电流收集能力的大幅提升，从而使电池转换效率提升0.3％，银浆单耗也降低10mg以上。双面电池技术由于具有仅需对现有的单面电池及组件生产线进行少量改动即可进行生产，可比单面电池组件产品增加5％-25％的系统发电收益等优势，也得到了大规模的推广应用。

目前，现有MBB双面电池的背电极结构通常如图1所示，单条主栅上一般采用6分段的背银电极11，且用铝副栅10代替PERC电池的全覆盖铝层，铝副栅10通过激光开槽与硅基体相连，实现电流收集；然后铝副栅10收集电流传输到铝主栅9上，最后通过背银电极11导出。另外，与背银电极11区域直接相连接的铝主栅采用环型设计，连接两个背银电极11之间的铝主栅采用直通设计(即如图2所示，铝主栅9由直通型铝主栅9-1和环型铝主栅9-2组成，环型铝主栅9-2内部设有背银电极11)。

由于铝的电阻率远大于银的电阻率，为满足电流传输以及背面双面率的需求，铝电极需要同正面电极一样，有更窄的电极宽度和更高的电极高度，即要求其高宽比尽量大。但过高的铝电极设计会引起背银电极11和铝主栅9之间存在15μm以上的高度差(如图3所示)。在MBB组件采用超细焊带时，这个高度差极易引起组件的虚焊等问题，从而影响组件良率和产品可靠性。目前，业内为了解决这个问题，主要通过背面电极的设计优化，即在背银电极和铝电极之间隔离1.5mm以上的间距，预留一个空白隔离区12，从而降低上述高度差的影响。同时，背银电极本身的长度和宽度也不能太小，以确保组件焊接的可靠性。

但背银电极和铝电极之间的上述间隔，即空白隔离区12将是背面载流子收集的空白区，目前6分段的图形设计，以不同间隔长度设计引起的这个收集空白区的面积占比约在1％-3％，从而影响电池的转换效率。因此，如何进一步提升PERC电池的转换效率同时确保组件的品质和可靠性，成为太阳能电池技术持续要解决的难点问题。

中国专利申请号为2017107571568的申请案公开了一种具有背面银栅线的双面PERC太阳电池的制作方法，该申请案通过在铝栅线上制作凹槽，并在凹槽中用银栅线替代原本的铝栅线，从而可以整体降低电阻率，提升电池填充因子的同时，降低了背面遮光面积。但背面电极采用银栅线的方式，会显著增加制造成本，从而导致其无法进行批量推广。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于解决现有MBB双面电池存在的背面电极对载流子的收集效果及电池的双面率无法满足使用需求，仍有待进一步提高的问题，提供了一种太阳能电池及其背面电极和制备方法。采用本发明的技术方案可以在对背面遮光面积、浆料耗量无负面影响的情况下，实现背面电极对载流子收集效果的大幅提升，从而提升了电池片的效转换效率。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：