本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù):
晶硅太陽(yáng)能電池是一種有效吸收太陽(yáng)輻射能,利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件,當(dāng)太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)上,形成新的空穴-電子對(duì),在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下,空穴由N區(qū)流向P區(qū),電子由P區(qū)流向N區(qū),接通電路后就形成電流。
傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)能電池基本上只采用正面鈍化技術(shù),在硅片正面用PECVD的方式沉積一層氮化硅,降低少子在前表面的復(fù)合速率,可以大幅度提升晶硅電池的開路電壓和短路電流,從而提升晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
隨著對(duì)晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率的要求越來(lái)越高,人們開始研究背鈍化太陽(yáng)電池技術(shù)。背鈍化電池工藝復(fù)雜,光電轉(zhuǎn)換效率高,但是與常規(guī)電池一樣,仍然存在電池的彎曲度過(guò)大的問(wèn)題。彎曲度過(guò)大,會(huì)影響下游客戶將電池封裝成組件的成品率,影響組件的品質(zhì)。
在生產(chǎn)過(guò)程中,背鈍化電池會(huì)要求相匹配的鋁漿以鋁漿濕重等工藝參數(shù)的頻繁調(diào)節(jié),工藝窗口小,影響大規(guī)模生產(chǎn)以及電池的光電轉(zhuǎn)換效率。而對(duì)于PERC太陽(yáng)能電池,鋁漿和相應(yīng)的印刷燒結(jié)工藝又是影響光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵輔料,因此需要從其他環(huán)節(jié)解決電池的彎曲度問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池,該太陽(yáng)能電池通過(guò)在鋁背場(chǎng)上設(shè)置多個(gè)鏤空孔,改善硅片的應(yīng)力分布,降低鋁背場(chǎng)的重量,減少電池彎曲度,降低碎片率,提高PERC太陽(yáng)能電池的品質(zhì)。
本實(shí)用新型的這一目的通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池,包括自下而上依次設(shè)置的背銀電極、鋁背場(chǎng)、背面氮化硅膜、背面氧化鋁膜、P型硅、N型硅、正面氮化硅膜和正銀電極,所述太陽(yáng)能電池在背面還開設(shè)有開通所述背面氮化硅膜、背面氧化鋁膜后直至P型硅的多條激光開槽區(qū),多條激光開槽區(qū)平行設(shè)置,每個(gè)激光開槽區(qū)內(nèi)均填充有背鋁條,所述背鋁條與所述的鋁背場(chǎng)采用鋁漿料一體印刷成型,鋁背場(chǎng)通過(guò)背鋁條與P型硅相連,其特征在于:所述鋁背場(chǎng)具有多條鏤空帶,多條鏤空帶也平行設(shè)置,并且與激光開槽區(qū)相平行,多條鏤空帶與多條激光開槽區(qū)呈交替間隔狀分布,每一條鏤空帶均沿著與激光開槽區(qū)平行的方向間隔開設(shè)有一排鏤空孔。
太陽(yáng)能電池中的全鋁背場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電池彎曲度過(guò)大,彎曲度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的下游客戶封裝成組件時(shí)的碎片率過(guò)高,影響組件的成品率和品質(zhì),,同時(shí)增加電池碎片率,無(wú)法保證PERC太陽(yáng)能電池的品質(zhì)。本實(shí)用新型太陽(yáng)能電池中的鋁背場(chǎng)采用設(shè)有多個(gè)鏤空孔的局部鋁背場(chǎng),改善硅片的應(yīng)力分布,降低鋁背場(chǎng)的重量,減少電池彎曲度,同時(shí)降低電池的碎片率,提高后續(xù)電池封裝成組件的成品率和組件的品質(zhì)。。
本實(shí)用新型中,所述鏤空孔為圓形或三角形或四邊形或五邊形或六邊形。
作為優(yōu)選實(shí)施例,所述鏤空孔為圓形,直徑為0.5~5mm。所述鏤空孔為正三角形或正四邊形或正五邊形或正六邊形,邊長(zhǎng)為0.5~5mm。
每一排的鏤空孔均等間距設(shè)置,相鄰兩個(gè)鏤空孔之間的間距為0.5~3mm
本實(shí)用新型中,所述激光開槽區(qū)的寬度為20~100微米。
所述背面氮化硅膜的厚度為80~300微米。
所述背面氧化鋁膜的厚度為2~30nm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的太陽(yáng)能電池能夠降低電池彎曲度,同時(shí)降低電池的碎片率,設(shè)備投入成本低,工藝簡(jiǎn)單,且與目前生產(chǎn)線兼容性好。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池的整體結(jié)構(gòu)截面圖;
圖2是本實(shí)用新型具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池中鋁背場(chǎng)的平面圖,顯示鏤空帶、鏤空孔與激光開槽區(qū)的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1、背銀電極,2、鋁背場(chǎng),
3、背面氮化硅膜,4、背面氧化鋁膜,5、P型硅,6、N型硅,
7、正面氮化硅膜,8、正銀電極,9、激光開槽區(qū);10、背鋁條;11、鏤空帶;12、鏤空孔。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
如圖1、圖2所示的具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池,包括自下而上依次設(shè)置的背銀電極1、鋁背場(chǎng)2、背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4、P型硅5、N型硅6、正面氮化硅膜7和正銀電極8,正銀電極8由材料為銀的正銀主柵電極81和材料為鋁的正鋁副柵電極82組成,正鋁副柵電極82與正銀主柵電極81相垂直,背銀電極1由材料為銀的背銀主柵電極11和材料為鋁的背鋁副柵電極12組成,背鋁副柵電極12和背銀主柵電極11相垂直。
太陽(yáng)能電池在背面還開設(shè)有開通背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4后直至P型硅5的多條激光開槽區(qū)9,多條激光開槽區(qū)9的結(jié)構(gòu)相同,多條激光開槽區(qū)9平行設(shè)置,每個(gè)激光開槽區(qū)9內(nèi)均填充有背鋁條10,背鋁條10與鋁背場(chǎng)2采用鋁漿料一體印刷成型,鋁背場(chǎng)2通過(guò)背鋁條10與P型硅5相連,該鋁背場(chǎng)2具有多條鏤空帶11,多條鏤空帶11也平行設(shè)置,并且與激光開槽區(qū)9相平行,多條鏤空帶11與多條激光開槽區(qū)9呈交替間隔狀分布,每一條鏤空帶11均沿著與激光開槽區(qū)9平行的方向間隔開設(shè)有一排鏤空孔12。
本實(shí)用新型太陽(yáng)能電池中的鋁背場(chǎng)2采用設(shè)有鏤空孔12的局部鋁背場(chǎng)2,改善硅片的應(yīng)力分布,降低了鋁背場(chǎng)2的重量,減少電池彎曲度,同時(shí)降低電池的碎片率,提高PERC太陽(yáng)能電池的品質(zhì),保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
本實(shí)施例的背面氧化鋁膜4的材質(zhì)為三氧化二鋁(Al2O3),背面氮化硅膜3和正面氮化硅膜7的材質(zhì)相同,均為氮化硅(Si3N4)。
本實(shí)施例中,鏤空孔12為邊長(zhǎng)為3mm的正方形孔,每一排的鏤空孔12均等間距設(shè)置,相鄰兩個(gè)鏤空孔12之間的間距為2mm,激光開槽區(qū)9的寬度為20微米,背面氮化硅膜3的厚度為150微米,背面氧化鋁膜4的厚度為8nm。
作為本實(shí)施例的變換,多條激光開槽區(qū)9的也可以為尺寸不同的槽。鏤空孔12可以為圓形或三角形或四邊形或五邊形或六邊形或八邊形等,優(yōu)選直徑為0.5~5mm的圓形,或者邊長(zhǎng)為0.5~5mm的正三角形或正四邊形或正五邊形或正六邊形或正八邊形,相鄰兩個(gè)鏤空孔之間的間距可以在0.5~3mm范圍內(nèi)取值。
上述具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池的制備方法,包括如下步驟:
(1)在硅片正面和背面形成絨面,硅片為P型硅5;
(2)在硅片正面進(jìn)行擴(kuò)散形成N型硅6,即N型發(fā)射極;
(3)去除硅片周邊的PN結(jié)和擴(kuò)散過(guò)程形成的正面磷硅玻璃;
(4)對(duì)硅片背面進(jìn)行拋光;
(5)在硅片背面依次沉積背面氧化鋁膜4和背面氮化硅膜3;
(6)在N型硅6的正面沉積正面氮化硅膜7;
(7)對(duì)硅片背面進(jìn)行激光開槽,開通背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4后直至硅片,形成多條激光開槽區(qū)9;
(8)在硅片背面印刷背電極漿料,烘干;
(9)在硅片背面采用絲網(wǎng)印刷鋁漿料,形成鋁背場(chǎng)2,形成鋁背場(chǎng)2,該鋁背場(chǎng)2具有多條鏤空帶11,多條鏤空帶11與多條激光開槽區(qū)9呈交替間隔狀分布,每一條鏤空帶11均沿著與激光開槽區(qū)平行的方向間隔開設(shè)有一排鏤空孔12,在印刷鋁背場(chǎng)2的同時(shí)在激光開槽區(qū)9內(nèi)印刷鋁漿料,形成背鋁條10,背鋁條10與鋁背場(chǎng)2一體印刷成型,印刷后進(jìn)行烘干;
(10)在正面氮化硅膜7的正面印刷正電極漿料,烘干;
(11)對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極1、鋁背場(chǎng)2和正銀電極8;
(12)對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火處理,形成太陽(yáng)能電池。
本實(shí)施例上述步驟(5)和步驟(6)的順序也可以顛倒,即先進(jìn)行步驟(6),然后進(jìn)行步驟(5)。
實(shí)施例二
本實(shí)用新型具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池的實(shí)施例二和實(shí)施例一不同之處在于,實(shí)施例二中,鏤空孔12為直徑為3mm的圓孔,激光開槽區(qū)9的寬度為40微米,背面氮化硅膜3的厚度為200微米,背面氧化鋁膜4的厚度為8nm。
實(shí)施例三
本實(shí)用新型具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池的實(shí)施例三和實(shí)施例一不同之處在于,實(shí)施例三中,激光開槽區(qū)9的寬度為60微米,背面氮化硅膜3的厚度為250微米,背面氧化鋁膜4的厚度為16nm。
實(shí)施例四
本實(shí)用新型具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池的實(shí)施例四和實(shí)施例一不同之處在于,實(shí)施例四中,激光開槽區(qū)9的寬度為80微米,背面氮化硅膜3的厚度為300微米,背面氧化鋁膜4的厚度為22nm。
實(shí)施例五
本實(shí)用新型具有鏤空孔的PERC太陽(yáng)能電池的實(shí)施例五和實(shí)施例一不同之處在于,實(shí)施例五中,激光開槽區(qū)9的寬度為100微米,背面氮化硅膜3的厚度為80微米,背面氧化鋁膜4的厚度為30nm。
本實(shí)用新型的上述實(shí)施例并不是對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定,本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此,凡此種種根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容,按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段,在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下,對(duì)本實(shí)用新型上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更,均應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。