專(zhuān)利名稱(chēng)：一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，屬于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽(yáng)能無(wú)疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。因此，晶體硅太陽(yáng)能電池得到了世界各國(guó)的重視，目前也已經(jīng)取得了極大的發(fā)展。為了獲取更多的電能，提高光電轉(zhuǎn)換效率是器件研究者與制造者不懈追求的目標(biāo)。提聞轉(zhuǎn)換效率的基本途徑，包括提聞光源的利用率以及減少電能的傳輸損耗。[0003]常規(guī)的太陽(yáng)電池片通常通過(guò)正面制絨形成織構(gòu)，減少正面電極的遮光比例，以及沉積減反射膜以達(dá)到減少入射光反射的目的。而使用合適電阻率的硅片為原料，合理的正面電極設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)恼鏀U(kuò)散方塊電阻，以及適配的正面銀漿是減少電能傳輸損耗的方法。[0004]在常規(guī)電池基礎(chǔ)上，有一種電池的背面結(jié)構(gòu)，是在硅片背面鍍一層或者多層鈍化介質(zhì)膜，鍍膜后對(duì)鈍化介質(zhì)膜層的局部進(jìn)行開(kāi)口，再印刷鋁漿層，使鋁電極與襯底僅形成局部接觸。相比于常規(guī)電池的鋁電極與硅襯底直接接觸，這種結(jié)構(gòu)利用鈍化膜層減少背表面的復(fù)合，可以明顯提高電池的開(kāi)路電壓和短路電流；同時(shí)由于局部電極接觸區(qū)域是整面的均勻分布，僅小幅增加接觸電阻。[0005]現(xiàn)有的背面電極開(kāi)口一般為平行的直線(xiàn)或者規(guī)則排列的點(diǎn)陣。對(duì)于平行直線(xiàn)的結(jié)構(gòu)而言，其背面開(kāi)口所占的面積較大，降低了背表面的有效鈍化面積，影響了開(kāi)路電壓和短路電流。對(duì)于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)而言，由于鋁和硅形成合金時(shí)的柯肯道爾效應(yīng)，對(duì)于合金使用鋁漿和燒結(jié)條件有·極為苛刻的要求，稍有偏差也會(huì)更明顯的降低開(kāi)壓和電流(鋁硅在局部形成合金時(shí)的柯肯道爾效應(yīng)描述為在合金化溫度最高點(diǎn)(70(Γ900度)，液態(tài)的鋁向固態(tài)的硅擴(kuò)散，而固態(tài)的硅也向液態(tài)的鋁擴(kuò)散，由于液態(tài)的鋁中硅的固溶度遠(yuǎn)大于固態(tài)的硅中鋁的固溶度，在快速冷卻時(shí)，擴(kuò)散到鋁中的硅留在鋁層中，而在開(kāi)口處由于硅的大量消耗形成一個(gè)空洞，這個(gè)空洞會(huì)影響背面電極的接觸，增大背面的復(fù)合，大幅減少開(kāi)路電壓與短路電流)。 因此，設(shè)計(jì)合理的背面結(jié)構(gòu)，以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)硅片的背面鈍化并提高電池片的效率，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型目的是提供一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)。[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于硅片背面的鈍化介質(zhì)膜層和鋁漿層；所述鈍化介質(zhì)膜層上設(shè)有開(kāi)口，所述鋁漿層通過(guò)開(kāi)口與硅片背面形成局部接觸；所述開(kāi)口包括至少I(mǎi)種線(xiàn)段開(kāi)口，每一種線(xiàn)段開(kāi)口包括至少2條線(xiàn)段開(kāi)口；[0008]所述線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為O. 3飛毫米，其寬度為2(Γ100微米；所述線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的廣4%;[0009]所述各個(gè)線(xiàn)段開(kāi)口均布于硅片背面。[0010]上文中，所述開(kāi)口可以采用化學(xué)腐蝕或激光燒蝕的方式完成。化學(xué)腐蝕可以由訂制絲網(wǎng)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷腐蝕漿料完成；激光燒蝕可以由激光系統(tǒng)完成特定背面開(kāi)口圖案的激光加工。[0011]所述線(xiàn)段開(kāi)口是指一種類(lèi)似于線(xiàn)段結(jié)構(gòu)的開(kāi)口，以區(qū)別于點(diǎn)陣的點(diǎn)狀開(kāi)口 ；這類(lèi)線(xiàn)段開(kāi)口可以是常規(guī)的矩形線(xiàn)段，也可以是一些弧形線(xiàn)段或曲形線(xiàn)段等。[0012]所述每一種線(xiàn)段開(kāi) 口包括至少2條線(xiàn)段開(kāi)口，實(shí)際上包括復(fù)數(shù)條開(kāi)口，并均布于硅片背面。各個(gè)線(xiàn)段開(kāi)口的大小可以相同或不同，優(yōu)選相同，以便于制備。[0013]所述鈍化介質(zhì)膜層可以是單層或多層介質(zhì)膜，在開(kāi)口處，背面電場(chǎng)材料(即鋁漿層)在燒結(jié)后與硅襯底形成接觸，背面電極與背面電場(chǎng)導(dǎo)通形成電連接。[0014]優(yōu)選的，所述線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為O. 5^1. 5毫米，其寬度為35 50微米；線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的2 3%。[0015]優(yōu)選的，所述開(kāi)口包括I種線(xiàn)段開(kāi)口，所述線(xiàn)段開(kāi)口呈矩形，其均勻排布于硅片背面，構(gòu)成三角形、四邊形或六邊形的結(jié)構(gòu)。[0016]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是[0017]I、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)得到了一種新的晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有的直線(xiàn)結(jié)構(gòu)，其開(kāi)口所占的總面積更小，獲得了更大的背鈍化面積，增加了電池片的開(kāi)路電壓和短路電流；相比點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，可以避免由于柯肯道爾效應(yīng)而造成的空洞帶來(lái)的不利影響，同時(shí)增大鋁漿的選擇范圍以及減小燒結(jié)工藝整合的難度。[0018]2.本實(shí)用新型的背面結(jié)構(gòu)通過(guò)合理化的線(xiàn)段開(kāi)口的設(shè)置和排列，減少了由于接觸面積的減小而帶來(lái)的接觸電阻增加，可以明顯提升電池片的開(kāi)路電壓與短路電流，綜合效率提升接近O. 2%。[0019]3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制備，適用性強(qiáng)。


[0020]圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖3是本實(shí)用新型對(duì)比例一的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]其中1、硅片；2、鈍化介質(zhì)膜層；3、鋁漿層；4、開(kāi)口。
具體實(shí)施方式
[0024]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述[0025]實(shí)施例一[0026]參見(jiàn)圖I所示，一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于硅片I背面的鈍化介質(zhì)膜層2和鋁漿層3 ;所述鈍化介質(zhì)膜層上設(shè)有開(kāi)口 4，所述鋁漿層通過(guò)開(kāi)口與硅片背面形成局部接觸；圖中，硅片為黑色，鈍化介質(zhì)膜膜層為灰色，鋁漿層為透明；[0027]所述開(kāi)口包括I種線(xiàn)段開(kāi)口，該線(xiàn)段開(kāi)口包括復(fù)數(shù)條線(xiàn)段開(kāi)口 ；[0028]所述線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為I毫米，其寬度為50微米；所述線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的2. 3% ;所述各個(gè)線(xiàn)段開(kāi)口均布于硅片背面。[0029]所述線(xiàn)段開(kāi)口中心對(duì)稱(chēng)并且相互垂直，四根短線(xiàn)為一個(gè)小單元，單元面積3毫米X3毫米，該小單元經(jīng)過(guò)平面陣列后形成整個(gè)背面開(kāi)口的圖案。[0030]所述開(kāi)口可以采用激光燒蝕的方式完成。[0031]實(shí)施例二[0032]參見(jiàn)圖2所示，一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于硅片I背面的鈍化介質(zhì)膜層2和鋁漿層3 ;所述鈍化介質(zhì)膜層上設(shè)有開(kāi)口 4，所述鋁漿層通過(guò)開(kāi)口與硅片背面形成局部接觸；[0033]所述開(kāi)口包 括I種線(xiàn)段開(kāi)口，該線(xiàn)段開(kāi)口包括復(fù)數(shù)條線(xiàn)段開(kāi)口 ；[0034]所述線(xiàn)段 開(kāi)口的長(zhǎng)度為I毫米，其寬度為50微米；所述線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的I. 7% ;所述各個(gè)線(xiàn)段開(kāi)口均布于硅片背面。[0035]上述線(xiàn)段開(kāi)口中心對(duì)稱(chēng)并且相互之間呈60度排布，其基本結(jié)構(gòu)為正六邊形以及正六邊形頂點(diǎn)與中心點(diǎn)的連線(xiàn)，正六邊形的邊或者連線(xiàn)的長(zhǎng)度為3毫米，線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為I毫米，是正六邊形的邊長(zhǎng)中間段的三分之一，該小單元經(jīng)過(guò)中心對(duì)成后形成整個(gè)硅片背面的開(kāi)口圖案。[0036]對(duì)比例一[0037]如圖3所示，一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，背面結(jié)構(gòu)為硅襯底，鈍化介質(zhì)膜層，背電極材料(即鋁漿層)逐層組成；其中，鈍化介質(zhì)膜層為單層或者多層局部開(kāi)口的鈍化膜，其上的開(kāi)口為平行的直線(xiàn)，在開(kāi)口處，背電極材料在燒結(jié)后與硅襯底形成接觸。[0038]上述技術(shù)方案是一種常用的背面結(jié)構(gòu)，平行線(xiàn)狀圖形的線(xiàn)寬為50微米，線(xiàn)間距為I.O毫米，開(kāi)口比例為4. 5%，在此比例下，可以獲得一個(gè)最優(yōu)化的效率值。[0039]使用上述實(shí)施例一、實(shí)施例二與對(duì)比例一相比，所得太陽(yáng)能電池的效率如下表I所示[0040]1I開(kāi)路電壓I短路電流密度I填充因子I轉(zhuǎn)換效率I
權(quán)利要求1.一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于硅片(I)背面的鈍化介質(zhì)膜層(2)和鋁漿層(3);所述鈍化介質(zhì)膜層上設(shè)有開(kāi)口(4)，所述鋁漿層通過(guò)開(kāi)口與硅片背面形成局部接觸；其特征在于所述開(kāi)口包括至少I(mǎi)種線(xiàn)段開(kāi)口，每一種線(xiàn)段開(kāi)口包括至少2條線(xiàn)段開(kāi)口 ；所述線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為O. 3飛毫米，其寬度為2(Γ100微米；所述線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的廣4% ；所述各個(gè)線(xiàn)段開(kāi)口均布于硅片背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為O. 5^1. 5毫米，其寬度為35 50微米；線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的2 3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述開(kāi)口包括 I種線(xiàn)段開(kāi)口，所述線(xiàn)段開(kāi)口呈矩形，其均勻排布于硅片背面，構(gòu)成三角形、四邊形或六邊形的結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于硅片背面的鈍化介質(zhì)膜層和鋁漿層；所述鈍化介質(zhì)膜層上設(shè)有開(kāi)口，所述鋁漿層通過(guò)開(kāi)口與硅片背面形成局部接觸；所述開(kāi)口包括至少1種線(xiàn)段開(kāi)口，每一種線(xiàn)段開(kāi)口包括至少2條線(xiàn)段開(kāi)口；所述線(xiàn)段開(kāi)口的長(zhǎng)度為0.3~5毫米，其寬度為20~100微米；所述線(xiàn)段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的1~4%；所述各個(gè)線(xiàn)段開(kāi)口均布于硅片背面。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)得到了一種新的晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，其開(kāi)口所占的總面積更小，獲得了更大的背鈍化面積，增加了電池片的開(kāi)路電壓和短路電流；同時(shí)增大鋁漿的選擇范圍以及減小燒結(jié)工藝整合的難度。
文檔編號(hào)H01L31/0216GK202796971SQ201220409470
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者孟夏杰, 王栩生, 章靈軍 申請(qǐng)人:蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司, 阿特斯(中國(guó))投資有限公司