一種局部背表面場n型太陽能電池及其組件和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種局部背表面場N型太陽能電池及其組件和系統(tǒng)。本實用新型的一種局部背表面場N型太陽能電池，N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的p+摻雜區(qū)域和正表面鈍化減反膜；N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部n+重摻雜區(qū)域和背表面鈍化膜；N型晶體硅基體還包括設(shè)置在背表面的背面電極，背面電極包括背面主柵和背面副柵，背面副柵與局部n+重摻雜區(qū)域連接，正面電極包括與p+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲。其有益效果是：由于背面副柵僅和局部n+重摻雜區(qū)域接觸，所以接觸電阻低；其他區(qū)域為非摻雜區(qū)域，所以俄歇復合低；通過設(shè)置金屬絲來形成正面副柵，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
【專利說明】
一種局部背表面場N型太陽能電池及其組件和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種局部背表面場N型太陽能電池及其組件和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導體器件。目前，業(yè)界的主流產(chǎn)品為P型晶硅太陽能電池。該電池工藝簡單，但是具有光致衰減效應(yīng)，即電池的效率會隨著時間的增加而逐漸衰減，這主要是由于摻入P型硅襯底中的硼原子與襯底中的氧原子相結(jié)合產(chǎn)生硼氧對的結(jié)果。研究表明，硼氧對起著載流子陷阱作用，使少數(shù)載流子壽命降低，從而導致了電池光電轉(zhuǎn)換效率的衰減。相對于P型晶硅電池，N型晶硅電池具有光致衰減小、耐金屬雜質(zhì)污染性能好、少數(shù)載流子擴散長度長等優(yōu)點，并且由于N型晶體硅太陽能電池的正負電極都可以制作成常規(guī)的H型柵線電極結(jié)構(gòu)，因此該電池不僅正面可以吸收光，其背表面也能吸收反射和散射光從而產(chǎn)生額外的電力。
[0003]常見的N型晶體硅太陽能電池為p+/n/n+結(jié)構(gòu)，其中電池正表面為ρ+型摻雜，背表面為η+型摻雜。為了降低背面電極和η+摻雜區(qū)域之間的接觸電阻，所以希望η+層為重摻雜。為了提高電池的開路電壓和短路電流，我們需要減少重摻雜帶來高俄歇復合，這時又希望η+層為輕摻雜?，F(xiàn)有技術(shù)無法很好地解決由背表面η+型摻雜層帶來的填充因子與開路電壓短路電流之間的矛盾。另外，正表面的P+摻雜區(qū)域一般采用摻鋁銀漿制作電極，摻鋁銀漿的價格一般較為昂貴，這導致含銀漿料在電池制造成本中的占比居高不下。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種局部背表面場N型太陽能電池及其組件和系統(tǒng)。本實用新型提供的局部背表面場N型太陽能電池可以較好地解決由背表面η+型摻雜層帶來的填充因子與開路電壓短路電流之間的矛盾。通過設(shè)置金屬絲來形成正面副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0005]本實用新型提供的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法，其技術(shù)方案是:
[0006]—種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)、對N型晶體硅基體進行摻雜處理，然后在N型晶體硅基體的正表面和背表面制備阻擋層，背面阻擋層的厚度小于正面阻擋層的厚度；
[0008](2)、在步驟(I)處理后的N型晶體硅基體的背表面印刷耐酸漿料并烘干形成副柵狀圖案的掩膜；
[0009](3)、將步驟(2)處理后的N型晶體硅基體浸入酸性溶液中去除未被掩膜覆蓋區(qū)域的背面阻擋層，但正面的阻擋層要求不被酸性溶液去除，但厚度會相應(yīng)減??；
[0010](4)、將步驟(3)處理后的N型晶體硅基體浸入堿性溶液中去除掩膜，堿性溶液同時去除未被掩膜覆蓋的η+重摻雜區(qū)域，保留被掩膜覆蓋的η+重摻雜區(qū)域，從而形成局部η+重摻雜的背表面；
[0011 ] (5)、再次將N型晶體硅基體浸入酸性溶液中去除正表面和背表面殘余的阻擋層；
[0012](6)、在步驟(5)處理后的N型晶體硅基體的正表面制備鈍化減反膜并在背表面制備鈍化膜，然后在N型晶體硅基體的背表面使用金屬漿料印刷背面電極，背面電極的背面副柵與局部η+重摻雜區(qū)域連接;在N型晶體硅基體的正表面使用金屬絲制備與所述ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的正面電極，燒結(jié)后完成局部背面場N型太陽能電池的制備。
[0013]其中，步驟(6)中，制備正面電極的方法是:將沾附有摻鋁銀漿的金屬絲貼附在N型晶體硅基體的正表面，經(jīng)烘干、燒結(jié)后，金屬絲與ρ+摻雜區(qū)域形成歐姆接觸。
[0014]其中，步驟(6)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵;然后在分段副柵上鋪設(shè)金屬絲，燒結(jié)后的分段副柵、金屬絲和P+摻雜區(qū)域三者之間形成歐姆接觸。
[0015]其中，步驟(6)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵，然后進行燒結(jié)處理;在燒結(jié)后的N型晶體硅基體的分段副柵上印刷熱敏導電層;然后在熱敏導電層上鋪設(shè)鍍有熱敏導電材料的金屬絲，將鋪設(shè)好鍍有熱敏導電材料的金屬絲的N型晶體硅基體進行加熱，使得鍍有熱敏導電材料的金屬絲、熱敏導電層、ρ+摻雜區(qū)域和分段副柵四者之間形成歐姆接觸。
[0016]其中，所述熱敏導電層是錫膏導電層，所述鍍有熱敏導電材料的金屬絲為錫包銅絲、銀包銅絲、錫包鋁絲或錫包鋼絲中的任一種;所述錫膏含有錫、錫鉛合金、錫鉍合金或錫鉛銀合金中的任一種。
[0017]其中，對N型晶體硅基體進行加熱的方式是采用紅外加熱的方式，加熱的回流峰值溫度為183-250攝氏度。
[0018]其中，步驟(I)中對N型晶體硅基體進行摻雜處理的方法包括以下步驟:
[0019]S1、選擇N型晶體硅基體，并對N型晶體硅基體的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體的電阻率為0.5?15Ω.cm；
[0020]S2、將步驟SI處理后的N型晶體硅基體放入工業(yè)用擴散爐中對制絨面進行硼擴散形成正表面的P+摻雜區(qū)域，硼源采用三溴化硼，擴散溫度為900-1000°C，時間為60-180分鐘;硼擴散后的方阻值為40-100 Ω /sqr;
[0021 ] S3、將硼擴散后的N型晶體硅基體放入刻蝕清洗機中，去除背表面的硼擴散層和正表面的硼硅玻璃層；
[0022]S4、使用離子注入機在步驟S3處理后的N型晶體硅基體背表面注入磷并進行退火處理形成背表面的η+重摻雜區(qū)域，η+重摻雜區(qū)域的方阻值為10-40 Ω/sqr;退火的峰值溫度為700?950 °C，退火時間為30?200min，環(huán)境氣源為N2和O2。
[0023]其中，所述阻擋層是S12層或SiNx層，正面阻擋層的厚度為200-300nm，背面阻擋層厚度為50_100nmo
[0024]其中，步驟(2)中副柵狀圖案的掩膜的寬為20-100um，互相平行，間距為l-2mm。
[0025]其中，步驟(3)中的酸性溶液為5-20%的HF溶液中，N型晶體硅基體浸入5_20%HF溶液中的時間為0.5-5分鐘，取出N型晶體硅基體后用去離子水清洗。
[0026]其中，步驟(4)中的所述堿性溶液是10?30%的KOH溶液、10?30%的NaOH溶液、10?30 %的四甲基氫氧化銨溶液或者10?30 %的乙二胺溶液;堿性溶液的溫度為50-90 °C，N型晶體硅基體浸入堿性溶液中的反應(yīng)時間為0.5-5分鐘，取出N型晶體硅基體后用去離子水清洗。
[0027]其中，步驟(5)中的酸性溶液是5-20%的HF溶液中，N型晶體硅基體浸入5_20%HF溶液中的時間為2-5分鐘，取出N型晶體硅基體后用去離子水清洗。
[0028]其中，步驟(6)中，在N型晶體硅基體的背表面制備背面電極的方法是:在N型晶體硅基體的背表面使用銀漿印刷H型柵線的背面電極并進行烘干，其中背面主柵寬0.5-3mm，等間距設(shè)置3-6根，背面副柵寬20-100umo
[0029]本實用新型提供的一種局部背表面場N型太陽能電池，包括N型晶體硅基體，所述N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的p+摻雜區(qū)域和正表面鈍化減反膜;所述N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部n+重摻雜區(qū)域和背表面鈍化膜;所述N型晶體硅基體還包括設(shè)置在背表面的背面電極，所述背面電極包括背面主柵和背面副柵，所述背面副柵與所述局部η+重摻雜區(qū)域連接，所述正面電極包括與所述ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲;所述背面主柵的長與寬的比值小于或者等于600。
[0030]其中，所述金屬絲通過銀招合金材料與所述ρ+摻雜區(qū)域電連接。
[0031]其中，所述正面電極包括分段副柵，所述金屬絲通過分段副柵與所述ρ+摻雜區(qū)域電連接。
[0032]其中，所述正面電極包括分段副柵和設(shè)置在分段副柵上熱敏導電層，所述分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接;所述金屬絲與所述熱敏導電層電連接。
[0033]其中，所述分段副柵是銀鋁合金分段副柵;所述熱敏導電層是錫膏導電層，所述金屬絲是鍍有熱敏導電材料的金屬絲。
[0034]本實用新型還提供了一種局部背表面場N型太陽能電池組件，包括由上至下依次設(shè)置的前層材料、封裝材料、局部背表面場N型太陽能電池、封裝材料、背層材料，所述局部背表面場N型太陽能電池是上述的一種局部背表面場N型太陽能電池。
[0035]本實用新型還提供了一種局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)，包括一個以上串聯(lián)的局部背表面場N型太陽能電池組件，所述局部背表面場N型太陽能電池組件是上述的一種局部背表面場N型太陽能電池組件。
[0036]本實用新型的實施包括以下技術(shù)效果:
[0037]本實用新型的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在:1、本實用新型通過設(shè)置阻擋層、耐酸漿料掩膜、酸液腐蝕和堿液腐蝕等一系列操作處理后，可以在N型晶體硅的背面形成局部η+重摻雜區(qū)域，后續(xù)金屬化時，副柵金屬漿料僅接觸局部η+重摻雜區(qū)域。由于副柵僅和局部η+重摻雜區(qū)域接觸，所以接觸電阻低、填充因子高；同時，不和副柵接觸的區(qū)域為非摻雜區(qū)域，所以俄歇復合低、開路電壓高。而采用現(xiàn)有技術(shù)，如果背面的局部η+摻雜摻雜層為重摻雜，雖然接觸電阻低但是開路電壓也低；如果背面的η+摻雜區(qū)域為輕摻雜，雖然開路電壓高但是接觸電阻高填充因子差。由此可見，按照上述方法制備的η型太陽能電池可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的開路電壓和填充因子的矛盾，故而具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。2、正表面ρ+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設(shè)置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
【附圖說明】
[0038]圖1為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟一后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0039]圖2為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟四后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0040]圖3為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟五后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0041]圖4為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟六后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0042]圖5為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟七后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0043]圖6為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟八后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0044]圖7為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟九后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0045]圖8為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0046]圖9為本實用新型實施例的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十一后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0047]圖10為本實用新型實施例1的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (a)后的粘附有銀漿的金屬絲示意圖。
[0048]圖11為本實用新型實施例1的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0049]圖12為本實用新型實施例2的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (a)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0050]圖13為本實用新型實施例2的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0051]圖14為本實用新型實施例3的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (a)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0052]圖15為本實用新型實施例3的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0053]圖16為本實用新型實施例3的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二 (C)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0054]圖17為本實用新型實施例2和實施例3的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二中非連續(xù)的線條狀分段副柵示意圖。
[0055]圖18為本實用新型實施例2和實施例3的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二中非連續(xù)的圓點狀分段副柵示意圖。
[0056]圖19為本實用新型實施例2和實施例3的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法步驟十二中錯位排列的非連續(xù)的圓點狀分段副柵示意圖。
【具體實施方式】
[0057]下面將結(jié)合實施例以及附圖對本實用新型加以詳細說明，需要指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本實用新型的理解，而對其不起任何限定作用。
[0058]參見圖9?圖19所不，本實施例提供的一種局部背表面場N型太陽能電池，包括N型晶體硅基體10，N型晶體硅基體10的正表面包括依次從內(nèi)到外的ρ+摻雜區(qū)域12和正表面鈍化減反膜14;N型晶體硅基體10的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部η+重摻雜區(qū)域161和背表面鈍化膜18;Ν型晶體硅基體10還包括設(shè)置在背表面的背面電極，背面電極包括背面主柵22和背面副柵28，背面副柵28與局部η+重摻雜區(qū)域161連接，正面電極包括與ρ+摻雜區(qū)域12歐姆接觸的金屬絲26;背面主柵的長與寬的比值小于或者等于600，優(yōu)選156，還可以選擇100、200、312、400或600。上述的局部背表面場N型太陽能電池，由于背面副柵僅和局部η+重摻雜區(qū)域161接觸，所以接觸電阻低、填充因子高；同時，不和背面副柵接觸的區(qū)域為非摻雜區(qū)域，所以俄歇復合低、開路電壓高。而采用現(xiàn)有技術(shù)，如果背面的局部η+摻雜區(qū)域為重摻雜，雖然接觸電阻低但是開路電壓也低;如果背面的η+摻雜區(qū)域為輕摻雜，雖然開路電壓高但是接觸電阻高填充因子差。由此可見，本實施例的N型太陽能電池可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的開路電壓和填充因子的矛盾，故而具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。正表面P+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設(shè)置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0059]本實施例中，金屬絲與ρ+摻雜區(qū)域的連接方式為金屬絲通過銀招合金材料與ρ+摻雜區(qū)域12電連接;或者正面電極包括分段副柵27，金屬絲通過分段副柵27與ρ+摻雜區(qū)域12電連接;或者正面電極包括分段副柵27和設(shè)置在分段副柵27上熱敏導電層，分段副柵與ρ+摻雜區(qū)域12電連接;金屬絲26與熱敏導電層電連接。分段副柵27是銀鋁合金分段副柵;熱敏導電層是錫膏導電層29，金屬絲是鍍有熱敏導電材料的金屬絲。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。分段副柵可以是由非連續(xù)的圓點組成，圓點直徑為30-300微米。分段副柵的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(如圖18)、非連續(xù)的線條(如圖17)或者錯位排列的非連續(xù)的圓點(如圖19)。金屬絲為銅絲、錫包銅絲、銀包銅絲、錫包鋁絲或錫包鋼絲中的一種。鈍化減反膜14是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，鈍化膜18是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜;鈍化減反膜14的厚度為70?IlOnm;鈍化膜18的厚度為不低于20nm。背面主柵22是銀背面主柵，背面副柵28是銀背面副柵。
[0060]下述以三個實施例來詳述本實用新型的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法:
[0061 ] 實施例1
[0062]參見圖1至圖11所示，本實施例提供的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0063 ] (I)、選擇156mm* 156mm的N型晶體硅基體1，并對N型晶體硅基體1的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體10的電阻率為0.5?15Ω ?。111，優(yōu)選1?50.cm;N型晶體硅基體10的厚度為50?300μπι，優(yōu)選80?200μπι;完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0064](2)、將步驟(I)處理后的N型晶體硅基體10放入工業(yè)用擴散爐中對制絨面進行硼擴散形成正表面的P+摻雜區(qū)域12，硼源采用三溴化硼，擴散溫度為900-100(TC，時間為60-180分鐘。硼擴散后的方阻值為40-100 Ω/sqr，優(yōu)選50-70 Ω/sqr。
[0065](3)、將硼擴散后的N型晶體硅基體10放入刻蝕清洗機中，去除背表面的硼擴散層和正表面的硼硅玻璃層。
[0066](4)、使用離子注入機在步驟(3)處理后的N型晶體硅基體10背表面注入磷并進行退火處理形成背表面的η+重摻雜區(qū)域16，n+重摻雜區(qū)域16的方阻為10-40 Ω/sqr。退火的峰值溫度為700?950°C，優(yōu)選為850?900°C，退火時間為30?200min，優(yōu)選為60?200min，環(huán)境氣源優(yōu)選為他和02。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0067](5)、在步驟(4)處理后的N型晶體硅基體10正表面和背表面上生長阻擋層。阻擋層可以為S12層或SiNx層，本實施例采用S12層作為具體的示例。具體方法為，將N型晶體硅基體10放入PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)設(shè)備中，在正表面生長厚度為200-300nm的S12層13，在背表面生長厚度為50-100nm的S12層17。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0068](6)、在步驟(5)處理后的N型晶體硅基體10的背表面印刷耐酸漿料40并烘干形成掩膜。其過墨后的圖案為副柵線結(jié)構(gòu)，副柵線線寬50-200um，長154mm，互相平行，間距為1-2mm，優(yōu)選1.55mm，共設(shè)置100根。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0069](7)、將步驟(6)處理后的N型晶體硅基體1浸入5-20 % HF溶液中，0.5-5分鐘后取出用去離子水清洗干凈。此時背表面未被掩膜覆蓋區(qū)域的S12被HF去除干凈，而正表面仍有大部分S12沒有被去除。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0070 ] (8)、將步驟(7)處理后的N型晶體硅基體1浸入1?30 %重量百分比的堿液中，工作溫度為50-90°C，反應(yīng)0.5-5分鐘取出用去離子水清洗干凈。此時背表面未被掩膜覆蓋區(qū)域因為沒有S12的保護將和堿液發(fā)生反應(yīng)，這些區(qū)域的η+重摻雜區(qū)域被去除。同時殘余的掩膜也將被堿液去除干凈。而被掩膜覆蓋的區(qū)域則為局部η+重摻雜區(qū)域161;注意在本步驟中，正表面的P+摻雜區(qū)域12和背表面的副柵狀局部η+重摻雜區(qū)域161由于表面覆蓋有S12膜，并不會和堿液發(fā)生反應(yīng)。堿液可以為K0H、Na0H、四甲基氫氧化銨或乙二胺溶液。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖6所示。
[0071](9)、將步驟(8)處理后的N型晶體硅基體10浸入5-20%HF溶液中，2-5分鐘后取出用去離子水清洗干凈。此時正表面和背表面殘余的S12層均被去除干凈。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖7所示。
[0072](10)、在步驟(9)處理后的N型晶體硅基體10的正表面和背表面設(shè)置鈍化減反膜14及鈍化膜18，其中正表面的鈍化減反膜14是Si02、SiNx和Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，背表面的鈍化膜18是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜。正表面鈍化減反膜14的厚度為70?IlOnm;背表面鈍化膜18的厚度為不低于20nm。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖8所示。
[0073](11)、在N型晶體硅基體10的背表面使用銀漿印刷電極并進行烘干，其電極圖案為H型柵線，其中背面主柵22線寬0.5-3mm，長154mm，等間距設(shè)置3-6根，背面副柵28線寬20-1 OOum，長154mm，互相平行，間距為1.55mm，共設(shè)置100根。務(wù)必使印刷后的背面副柵28落在局部η+重摻雜區(qū)域161內(nèi)。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖9所示。
[0074](12)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個步驟:
[0075](a)如圖10所示，將可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿24粘附在金屬絲26的一側(cè)，粘附在金屬絲26上的摻鋁銀漿24可以非連續(xù)地沾附在金屬絲上，亦可以連續(xù)地沾附在金屬絲上；金屬絲26的截面形狀可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以是方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲。
[0076](b)、如圖11所示，將多條沾附有摻鋁銀漿24的金屬絲26等間距平行貼附在N型晶體硅基體1的正表面并烘干，金屬絲26之間的間距為1-3mm ；
[0077](c)、將步驟(b)后的N型晶體硅基體10置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)的峰值溫度不高于900°C。至此，完成局部η+的N型電池的制備。
[0078]實施例2
[0079]參見圖1至圖9、圖12和圖13及圖17至圖19所示，本實施例中的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0080]步驟(I)?(11)與實施例1相同，此處不再贅述。
[0081](12)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個步驟:
[0082](a)如圖12所示，使用可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿在N型晶體硅基體10的正表面印刷分段副柵27。分段副柵27的長度小于或等于電池片的邊長，本實施例為154mm，優(yōu)選分段副柵互相平行。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。本實施例中，分段副柵27由非連續(xù)的圓點組成，圓點直徑為30-300微米。本實施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(如圖18)、非連續(xù)的線條(如圖17)或者錯位排列的非連續(xù)的圓點(如圖19)。
[0083](b)、如圖13所示，在分段副柵27上一一對應(yīng)地鋪設(shè)金屬絲26形成連續(xù)的副柵線。金屬絲26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲，長度為154mm，直徑為40-80微米。鋪設(shè)時務(wù)必使金屬絲26接觸分段副柵27上的摻鋁銀漿層。
[0084](c)、將步驟(b)后的N型晶體硅基體10置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)的溫度不高于900°C。至此，完成局部η+的N型電池的制備。
[0085]實施例3
[0086]參見圖1至圖9、圖14至圖16及圖17至圖19所不，本實施例中的一種局部背表面場N型太陽能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0087]步驟(I)?(11)與實施例1相同，此處不再贅述。
[0088](12)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個步驟:
[0089](a)如圖14所示，使用可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿在N型晶體硅基體10的正表面印刷分段副柵27并進行燒結(jié)。分段副柵27的長度小于或等于電池片的邊長，本實施例為154mm，優(yōu)選分段副柵互相平行。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。分段副柵27還也可以由非連續(xù)的圓點組成，圓點直徑30-300微米。燒結(jié)的溫度不高于900°C。本實施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(如圖18)、非連續(xù)的線條(如圖17)或者錯位排列的非連續(xù)的圓點(如圖19)。
[0090](b)、如圖15所示，將步驟(a)處理后的N型晶體硅基體10置于印刷機，使用錫膏印刷錫膏導電層29。錫膏導電層29的過墨圖案可以為非連續(xù)的線條，每段線條長40-300微米，寬40-300微米。錫膏導電層29的過墨圖案還也可以為非連續(xù)的圓點，圓點直徑40-300微米。印刷時務(wù)必使過墨后的錫膏導電層29位于分段副柵27上。
[0091](c)、如圖16所示，在錫膏導電層29上一一對應(yīng)地鋪設(shè)金屬絲26形成連續(xù)的副柵線。金屬絲26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲，長度為154mm，直徑為40-80微米。鋪設(shè)時務(wù)必使金屬絲26接觸錫膏導電層29。
[0092](d)、對步驟(C)后的N型晶體硅基體10進行加熱，使得金屬絲26、錫膏導電層29和分段副柵27三者形成歐姆接觸。加熱方式采用紅外加熱，回流峰值溫度為183-250度。至此，完成局部η+的N型電池的制備。
[0093]本實施例通過設(shè)置阻擋層、耐酸漿料掩膜、酸液腐蝕和堿液腐蝕等一系列操作處理后，可以在N型晶體硅的背面形成局部η+重摻雜區(qū)域，后續(xù)金屬化時，副柵金屬漿料僅接觸局部η+重摻雜區(qū)域。由于副柵僅和局部η+重摻雜區(qū)域接觸，所以接觸電阻低、填充因子高；同時，不和副柵接觸的區(qū)域為非摻雜區(qū)域，所以俄歇復合低、開路電壓高。而采用現(xiàn)有技術(shù)，如果背面的局部η+摻雜區(qū)域為重摻雜，雖然接觸電阻低但是開路電壓也低;如果背面的η+摻雜區(qū)域為輕摻雜，雖然開路電壓高但是接觸電阻高填充因子差。由此可見，按照上述方法制備的η型太陽能電池可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的開路電壓和填充因子的矛盾，故而具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。2、正表面P+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設(shè)置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0094]本實施例還提供了一種局部背表面場N型太陽能電池組件，包括由上至下連接的前層材料、封裝材料、局部背表面場N型太陽能電池、封裝材料、背層材料，局部背表面場N型太陽能電池是上述的一種局部背表面場N型太陽能電池。本實施例的局部背表面場N型太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)及工作原理使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)，且本實用新型提供的局部背表面場N型太陽能電池組件的改進僅涉及上述的局部背表面場N型太陽能電池，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對局部背表面場N型太陽能電池及其制備方法進行詳述，對局部背表面場N型太陽能電池組件的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上，即可實現(xiàn)本實用新型的局部背表面場N型太陽能電池組件。
[0095]本實施例還提供了一種局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)，包括一個或多于一個串聯(lián)的局部背表面場N型太陽能電池組件，局部背表面場N型太陽能電池組件是上述的一種局部背表面場N型太陽能電池組件。本實施例的局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)，且本實用新型提供的局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)的改進僅涉及上述的局部背表面場N型太陽能電池，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對局部背表面場N型太陽能電池及其制備方法進行詳述，對局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上，即可實現(xiàn)本實用新型的局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)。
[0096]最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種局部背表面場N型太陽能電池，包括N型晶體硅基體，所述N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的P+摻雜區(qū)域和正表面鈍化減反膜;所述N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部η+重摻雜區(qū)域和背表面鈍化膜;其特征在于:所述N型晶體硅基體還包括設(shè)置在背表面的背面電極，所述背面電極包括背面主柵和背面副柵，所述背面副柵與所述局部η+重摻雜區(qū)域連接，正面電極包括與所述ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲;所述背面主柵的長與寬的比值小于或者等于600。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述金屬絲通過銀鋁合金材料與所述P+摻雜區(qū)域電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述正面電極包括分段副柵，所述金屬絲通過分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述正面電極包括分段副柵和設(shè)置在分段副柵上熱敏導電層，所述分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接;所述金屬絲與所述熱敏導電層電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述分段副柵是銀鋁合金分段副柵;所述熱敏導電層是錫膏導電層，所述金屬絲是鍍有熱敏導電材料的金屬絲。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述金屬絲為銅絲、錫包銅絲、銀包銅絲、錫包鋁絲或錫包鋼絲中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述鈍化減反膜是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種，所述鈍化減反膜的厚度為70?llOnm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背表面場N型太陽能電池，其特征在于:所述鈍化膜是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜，所述鈍化膜的厚度為不低于20nm。9.一種局部背表面場N型太陽能電池組件，包括由上至下依次設(shè)置的前層材料、封裝材料、局部背表面場N型太陽能電池、封裝材料、背層材料，其特征在于:所述局部背表面場N型太陽能電池是權(quán)利要求1-8任一所述的一種局部背表面場N型太陽能電池。10.—種局部背表面場N型太陽能電池系統(tǒng)，包括一個以上串聯(lián)的局部背表面場N型太陽能電池組件，其特征在于:所述局部背表面場N型太陽能電池組件是權(quán)利要求9所述的一種局部背表面場N型太陽能電池組件。
【文檔編號】H01L31/0224GK205657064SQ201620358852
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月26日 公開號201620358852.2, CN 201620358852, CN 205657064 U, CN 205657064U, CN-U-205657064, CN201620358852, CN201620358852.2, CN205657064 U, CN205657064U
【發(fā)明人】林建偉, 孫玉海, 劉志鋒, 季根華, 張育政
【申請人】泰州中來光電科技有限公司