本發(fā)明涉及光伏電池技術領域，特別是涉及一種太陽能電池的柵極制備方法和系統(tǒng)。

背景技術：

通常，制備太陽能電池大部分都采用硅片作為襯底。譬如，多晶硅。由于多晶硅受到長晶工藝、電阻率、位錯密度、雜質含量及晶界的影響，其少子壽命分布并不均勻。即使在后續(xù)的太陽能電池制備工序中，對其進行制絨工藝和擴散工藝的加工處理，也不能實現(xiàn)少子壽命的均勻分布。并且，多晶硅的少子壽命通常呈高斯型擴散分布，且少子壽命與載流子擴散長度呈正比例關系。即，少子壽命較低的區(qū)域對應的載流子擴散長度較短，少子壽命較高的區(qū)域對應的載流子擴散長度較長。

而由于采用傳統(tǒng)的光刻蒸鍍、絲網(wǎng)印刷或噴墨打印等工藝制備太陽能電池的柵極時，所制備的柵極圖案通常為對稱結構或分布比較均勻的圖案。由此，當少子壽命較低的區(qū)域其載流子擴散長度還未達到柵極圖案中的柵線時就可能被復合，從而不能有效收集到該區(qū)域的載流子，造成發(fā)光的暗區(qū)，導致載流子的收集比例較低。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對采用傳統(tǒng)的柵極制備工藝制備的柵極不能有效收集少子壽命較低區(qū)域處的載流子，導致載流子收集比例較低的問題，提供一種太陽能電池的柵極制備方法和系統(tǒng)。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的提供的一種太陽能電池的柵極制備方法，包括如下步驟：

標定所述太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命，獲取少子壽命分布參數(shù)；

根據(jù)所述少子壽命分布參數(shù)及所述太陽能電池的載流子遷移率，將所述少子壽命分布參數(shù)轉換為擴散長度分布參數(shù)；

根據(jù)所述擴散長度分布參數(shù)，對所述太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，并生成與所述擴散長度分布參數(shù)相對應的柵極圖案；

根據(jù)所述柵極圖案，在所述太陽能電池待制備柵極的表面制備相應的柵極。

在其中一個實施例中，標定所述太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命時，采用光致發(fā)光檢測技術檢測所述太陽能電池進行標定。

在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述擴散長度分布參數(shù)，對所述太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，并生成與所述擴散長度分布參數(shù)相對應的柵極圖案，包括如下步驟：

對所述擴散長度分布參數(shù)進行數(shù)值離散化，獲取多個預設區(qū)間的擴散長度；

根據(jù)所述多個預設區(qū)間，采用網(wǎng)格劃分對所述太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分；

檢測每個預設區(qū)間的擴散長度；當所述擴散長度小于預設最小值時，其對應的所述太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域不設置柵線；

當所述擴散長度大于或等于所述預設最小值，且小于或等于預設最大值時，其對應的所述太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域按照第一預設間隔設置多條柵線；

當所述擴散長度大于所述預設最大值時，其對應的所述太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域按照第二預設間隔設置多條柵線；

其中，所述預設最小值小于所述預設最大值；且所述第二預設間隔大于或等于所述第一預設間隔。

在其中一個實施例中，所述預設最小值為0.5mm；預設最大值為1.5mm；所述第二預設間隔為3mm。

在其中一個實施例中，還包括如下步驟：

根據(jù)所設置的柵線的數(shù)量、柵線遮光面積以及預設的所述柵線的總體電阻，計算得到每條所述柵線的寬度和高度；

根據(jù)計算得到的所述每條柵線的寬度和高度，對所述太陽能電池待制備柵極的表面上所設置的柵線的寬度和高度進行設置。

在其中一個實施例中，根據(jù)所述柵極圖案，采用噴墨式打印工藝制備所述 太陽能電池的柵極結構。

相應的，本發(fā)明還提供了一種太陽能電池的柵極制備系統(tǒng)，包括少子壽命分布參數(shù)獲取模塊、擴散長度分布參數(shù)獲取模塊、柵極圖案生成模塊和柵極制備模塊；

所述少子壽命分布參數(shù)獲取模塊，被配置為標定所述太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命，獲取少子壽命分布參數(shù)；

所述擴散長度分布參數(shù)獲取模塊，被配置為根據(jù)所述少子壽命分布參數(shù)及所述太陽能電池的載流子遷移率，將所述少子壽命分布參數(shù)轉換為擴散長度分布參數(shù)；

所述柵極圖案生成模塊，被配置為根據(jù)所述擴散長度分布參數(shù)，對所述太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，并生成與所述擴散長度分布參數(shù)相對應的柵極圖案；

所述柵極制備模塊，被配置為根據(jù)所述柵極圖案，在所述太陽能電池待制備柵極的表面制備相應的柵極。

在其中一個實施例中，所述少子壽命分布參數(shù)獲取模塊包括光致發(fā)光檢測設備；

所述光致發(fā)光檢測設備，被配置為標定所述太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命時，采用光致發(fā)光檢測技術檢測所述太陽能電池進行標定。

在其中一個實施例中，所述柵極圖案生成模塊包括數(shù)值離散單元、區(qū)域劃分單元和柵線設置單元；

所述數(shù)值離散單元，被配置為對所述擴散長度分布參數(shù)進行數(shù)值離散化，獲取多個預設區(qū)間的擴散長度；

所述區(qū)域劃分單元，被配置為根據(jù)所述多個預設區(qū)間，采用網(wǎng)格劃分對所述太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分；

所述柵線設置單元，被配置為檢測每個預設區(qū)間的擴散長度；當所述擴散長度小于預設最小值時，其對應的所述太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域不設置柵線；當所述擴散長度大于所述預設最小值，且小于預設最大值時，其對應的所述太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域按照第一預設間隔設置多條柵 線；當所述擴散長度大于所述預設最大值時，其對應的所述太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域按照第二預設間隔設置多條柵線；

其中，所述預設最小值小于所述預設最大值；且所述第二預設間隔大于或等于所述第一預設間隔。

在其中一個實施例中，所述柵極圖案生成模塊還包括第一計算單元和第一設置單元；

所述第一計算單元，被配置為根據(jù)所設置的柵線的數(shù)量、柵線遮光面積以及預設的所述柵線的總體電阻，計算得到每條所述柵線的寬度和高度；

所述第一設置單元，被配置為根據(jù)計算得到的所述每條柵線的寬度和高度，對所述太陽能電池待制備柵極的表面上所設置的柵線的寬度和高度進行設置。

上述太陽能電池的柵極制備方法的有益效果：

其通過在制備太陽能電池的柵極之前，對所制備的柵極的圖案進行設置。即，通過標定太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命，獲取相應的少子壽命分布參數(shù)；進而再根據(jù)少子壽命分布參數(shù)與太陽能電池的載流子遷移率進行少子壽命分布參數(shù)的轉換，得到擴散長度分布參數(shù)。從而根據(jù)所得到的擴散長度分布參數(shù)對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，并生成與擴散長度分布參數(shù)相對應的柵極圖案。進而再根據(jù)所生成的柵極圖案進行柵極的制備。由此所制備的柵極與太陽能電池的擴散長度分布相匹配，實現(xiàn)了對柵極中的柵線的合理分配和設置，避免了柵線統(tǒng)一均勻對稱設置的現(xiàn)象。因此，最終有效解決了采用傳統(tǒng)的柵極制備工藝制備的柵極不能有效收集少子壽命較低區(qū)域處的載流子，導致載流子收集比例較低的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備方法的一具體實施例的流程圖；

圖2為采用本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備方法的一具體實施例對太陽能電池的柵極進行制備后的柵極結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備系統(tǒng)的一具體實施例的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明技術方案更加清楚，以下結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

參見圖1，作為本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備方法的一具體實施例，其包括如下步驟：步驟s100，標定太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命，獲取少子壽命分布參數(shù)。其中，對太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命進行標定時，可采用多種方式，如：采用光致發(fā)光檢測技術檢測所述太陽能電池以實現(xiàn)太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命的標定?；蛘呤?，采用微波技術等對太陽能電池進行檢測以實現(xiàn)發(fā)光強度與少子壽命的標定。為了更好的實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可優(yōu)先采用光致發(fā)光檢測技術對太陽能電池進行檢測，即對太陽能電池進行基于光致發(fā)光(pl)的快速無損檢測，來實現(xiàn)發(fā)光強度與少子壽命的標定，從而獲取相應的少子壽命分布參數(shù)。其中，少子壽命分布參數(shù)為圖譜形成。

待得到相應的少子壽命分布參數(shù)之后，再通過步驟s200，根據(jù)少子壽命分布參數(shù)以及太陽能電池的載流子遷移率，對少子壽命分布參數(shù)進行轉換，得到相應的擴散長度分布參數(shù)。其中，由于太陽能電池的載流子遷移率受摻雜濃度和溫度的影響有所不同，因此，在該步驟中，根據(jù)少子壽命分布參數(shù)及太陽能電池的載流子遷移率進行少子壽命分布參數(shù)的轉換時，其可根據(jù)預設溫度下的載流子遷移率進行轉換。通常，預設溫度的取值與太陽能電池的實際使用位置有關。當最終制備的太陽能電池用于沙漠地帶時，其取值可設置的較高一些。一般情況下，其取值通常為25攝氏度(℃)。

當通過對少子壽命分布參數(shù)進行轉換得到相應的擴散長度分布參數(shù)之后，此時擴散長度分布參數(shù)反應了少子壽命的分布情況，并且還直觀的顯示出太陽能電池待制備柵極的表面每個區(qū)域位置處的擴散長度情況。因此，此時可通過步驟s300，根據(jù)轉換得到的擴散長度分布參數(shù)，對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，并生成與擴散長度分布參數(shù)相對應的柵極圖案。

其中，在根據(jù)轉換得到的擴散長度分布參數(shù)對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分時，其可首先通過步驟s310，對擴散長度分布參數(shù)進行數(shù)值離散化，從而獲取多個預設區(qū)間的擴散長度。由此，再通過步驟s320，根據(jù)所獲 取的多個預設區(qū)間，采用網(wǎng)格劃分對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，使得劃分的每個區(qū)域均與擴散長度的預設區(qū)間一一對應，以便于后續(xù)根據(jù)每個預設區(qū)間的擴散長度，進行相應區(qū)域處的柵線的設置與排布，從而生成相應的柵極圖案。

當對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分后，此時即可進行每個區(qū)域處的柵線的設置與排布。具體的，其可根據(jù)每個預設區(qū)間的擴散長度來進行設置。即，通過步驟s330，檢測每個預設區(qū)間的擴散長度。當擴散長度小于預設最小值時，其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域不設置柵線，以防止該區(qū)域處所設置的柵線過于密集，影響載流子收集的現(xiàn)象。當檢測到的擴散長度大于或等于預設最小值，且小于或等于預設最大值時，即檢測到的擴散長度位于預設最小值與預設最大值之間，則在其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域處按照第一預設間隔設置多條柵線。其中，第一預設間隔可根據(jù)實際情況進行自由設置。當檢測到的擴散長度大于預設最大值時，此時為了避免其對應的太陽能電池待制備柵極的表面區(qū)域處設置的柵線過于疏松，應當按照第二預設間隔在其相應的表面區(qū)域處設置多條柵線，以保證能夠有效收集載流子。其中，預設最小值小于預設最大值，且第二預設間隔應當略大于第一預設間隔。

即，通過依次檢測每個預設區(qū)間的擴散長度，進而根據(jù)每個預設區(qū)間的擴散長度對太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域進行柵線排布，從而生成相應的柵極圖案。如：對多個預設區(qū)間中的第一預設區(qū)間的擴散長度進行檢測，當?shù)谝活A設區(qū)間的擴散長度小于0.5mm時，此時為了避免柵線設置過于密集的現(xiàn)象，其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的第一區(qū)域(第一區(qū)域與第一預設區(qū)間相對應)處不再設置柵線。進而再對第二預設區(qū)間內(nèi)的擴散長度進行檢測，當?shù)诙A設區(qū)間的擴散長度大于1.5mm時，則為了避免柵線設置過于疏松，其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的第二區(qū)域(第二區(qū)域與第二預設區(qū)間相對應)處應當按照第二預設間隔設置多條柵線。其中，第二預設間隔一般情況下不超過3mm，以實現(xiàn)載流子的有效收集。

通過上述依據(jù)不同預設區(qū)間的擴散長度進行太陽能電池待制備柵極的表面 相對應的區(qū)域處的柵線設置與排布，實現(xiàn)了柵極圖案的整體設計。由此，所設計完成的柵極圖案與太陽能電池的擴散長度或少子壽命分布相對應，使得太陽能電池待制備柵極的表面區(qū)域中，少子壽命較低的區(qū)域能夠設置較為密集的柵線以確保能夠收集到低少子壽命區(qū)域處的載流子，少子壽命較高的區(qū)域處則相應設置較為疏松的柵線，以在保證能夠有效收集載流子的前提下減少柵線數(shù)量，節(jié)省柵線制備成本。其通過根據(jù)所檢測的太陽能電池的性質，使用數(shù)值方法處理檢測得到的圖像結果并建立相應的函數(shù)關系生成相適應的柵極圖案，實現(xiàn)了對柵極圖案中柵線的按需分配和合理排布的目的，最終達到了能夠有效收集太陽能電池片中的低少子壽命區(qū)域處的載流子的效果，從而有效提升了載流子收集比例。

另外，為了進一步優(yōu)化所設計的柵極圖案，作為本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備方法的一具體實施例，其在對柵極圖案進行完上述整體設計之后，優(yōu)選的，其還包括細化柵極圖案中每條柵線的步驟。即，其還包括步驟s340，根據(jù)所設置的柵線的數(shù)量、柵線遮光面積以及預設的柵線的總體電阻，計算得到每條柵線的寬度和高度。進而，再通過步驟s350，根據(jù)計算得到的每條柵線的寬度和高度，對太陽能電池待制備柵極的表面上所設置的柵線的寬度和高度進行設置。

具體的：柵線的數(shù)量包括縱向柵線數(shù)量：x1和橫向柵線數(shù)量：x2。相應的，柵線長度則包括縱向柵線長度：和橫向柵線長度：根據(jù)上述柵線的數(shù)量和每條柵線的長度，通過計算得到柵線的總長度：lt＝x1*yn+x2*ym。同時，還可計算得到柵線遮光面積：st＝a*(yn+/ym)。其中，a為柵線的寬度，此時為未知量。同時，根據(jù)預設的總體電阻：rt＝st+f1(θ)*b*yn+f2(θ)*b*f/ym以及柵線遮光面積，計算得到rt＝a*(yn+/ym)+f1(θ)*b*yn+f2(θ)*b*f/ym。其中，θ為光線照射至太陽能電池表面的角度。又由于通常條件下每條柵線的寬高比大于1.5，即a≥1.5b。因此，根據(jù)已知的預設總體電阻即可計算得到每條柵線的寬度a和高度b。從而再根據(jù)計算得到的每條柵線的寬度和高度，具體設計柵極圖案中的每條柵線。

其通過對柵極圖案中的柵線進行進一步的優(yōu)化，避免了太陽能電池長期使 用時可能產(chǎn)生的柵線斷柵或柵線層擴散進入eva等不良現(xiàn)象，提高了太陽能電池片的可靠性。

當通過上述任一種方式生成柵極圖案后，即可進行柵極制備的步驟。即步驟s400，根據(jù)柵極圖案，在太陽能電池待制備柵極的表面制備相應的柵極。其中，根據(jù)柵極圖案進行柵極的制備時，可采用多種移動制備柵極的工藝。如，噴墨式打印工藝。通過采用噴墨式打印工藝，將最終生成的柵極圖案直接輸送至噴墨式打印設備即可進行柵極的噴墨打印。操作簡單，易于實現(xiàn)。

參見圖2，為采用本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備方法的一具體實施例所制備的柵極圖案的示意圖。其中，圖2中所示的平行線即為在太陽能電池待制備柵極的表面所設置的柵極圖案中的平行柵線，垂直線則為柵極圖案中設置的垂直柵線。由此可明顯看出，采用本發(fā)明的柵極制備方法所最終制備出的柵極圖案不再是傳統(tǒng)的均勻對稱結構，而是根據(jù)實際的太陽能電池片待制備柵極的表面的少子壽命分布情況進行了相適應的柵線排布設置。其中，在分割區(qū)域較大間隔的平行柵線間還增加了垂直柵線進行補償，以提高載流子收集能力。因此其實現(xiàn)了電池片中的低少子壽命區(qū)域的載流子收集，并在保證柵極可靠性的前提下還降低了電池片中的高少子壽命區(qū)域的柵線數(shù)量，從而降低了制備柵極所需的銀漿消耗成本。

相應的，本發(fā)明還提供了一種太陽能電池的柵極制備系統(tǒng)，由于本發(fā)明提供的太陽能電池的柵極制備系統(tǒng)的工作原理與本發(fā)明提供的柵極制備方法的原理相同或相似，因此重復之處不再贅述。

參見圖3，作為本發(fā)明的太陽能電池的柵極制備系統(tǒng)100的一具體實施例，其包括少子壽命分布參數(shù)獲取模塊110、擴散長度分布參數(shù)獲取模塊120、柵極圖案生成模塊130和柵極制備模塊140。其中，少子壽命分布參數(shù)獲取模塊110，被配置為標定太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命，獲取少子壽命分布參數(shù)。擴散長度分布參數(shù)獲取模塊120，被配置為根據(jù)少子壽命分布參數(shù)及太陽能電池的載流子遷移率，將少子壽命分布參數(shù)轉換為擴散長度分布參數(shù)。柵極圖案生成模塊130，被配置為根據(jù)擴散長度分布參數(shù)，對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分，并生成與擴散長度分布參數(shù)相對應的柵極圖案。柵極制備模塊140， 被配置為根據(jù)柵極圖案，在太陽能電池待制備柵極的表面制備相應的柵極。

其中，少子壽命分布參數(shù)獲取模塊110包括光致發(fā)光檢測設備。光致發(fā)光檢測設備，被配置為標定太陽能電池的發(fā)光強度與少子壽命時，采用光致發(fā)光檢測技術檢測太陽能電池進行標定。

進一步的，柵極圖案生成模塊130包括數(shù)值離散單元、區(qū)域劃分單元和柵線設置單元(圖中未示出)。數(shù)值離散單元，被配置為對擴散長度分布參數(shù)進行數(shù)值離散化，獲取多個預設區(qū)間的擴散長度。區(qū)域劃分單元，被配置為根據(jù)多個預設區(qū)間，采用網(wǎng)格劃分對太陽能電池待制備柵極的表面進行區(qū)域劃分。柵線設置單元，被配置為檢測每個預設區(qū)間的擴散長度；當擴散長度小于預設最小值時，其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域不設置柵線；當擴散長度大于預設最小值，且小于預設最大值時，其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域按照第一預設間隔設置多條柵線；當擴散長度大于預設最大值時，其對應的太陽能電池待制備柵極的表面的區(qū)域按照第二預設間隔設置多條柵線。

此處，應當說明的是，預設最小值小于預設最大值。并且，第二預設間隔大于或等于第一預設間隔。

更進一步的，柵極圖案生成模塊130還包括第一計算單元和第一設置單元(圖中未示出)。第一計算單元，被配置為根據(jù)所設置的柵線的數(shù)量、柵線遮光面積以及預設的柵線的總體電阻，計算得到每條柵線的寬度和高度。第一設置單元，被配置為根據(jù)計算得到的每條柵線的寬度和高度，對太陽能電池待制備柵極的表面上所設置的柵線的寬度和高度進行設置。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。