一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，該晶體硅電池居中設(shè)置4條主柵線及與主柵線相垂直設(shè)置的副柵線，主柵線相互平行，為實心直線結(jié)構(gòu)或分段的鏤空部分及非鏤空部分組成的直線結(jié)構(gòu)，主柵線的末端設(shè)置尖頭或平頭電極，副柵線設(shè)有80-140條，相互平行設(shè)置并均與所述的主柵線相垂直。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將四主柵電池主柵的寬度可設(shè)計為三主柵電池的3/4，可以降低正面漿料的耗用，并且還可以提升轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】—種四主柵正電極太陽能晶體硅電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能晶體硅電池，尤其是涉及一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)發(fā)展以及人類活動的日趨活躍，人類對能源的消耗日趨增大，而地下非可再生的礦物能源日趨短缺，能源供需矛盾日益激化，能源問題已成為影響人類生存和發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。與風(fēng)力發(fā)電、海洋發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等許多可再生能源相比，太陽能光伏發(fā)電具有清潔性、安全性、廣泛性、無噪聲、無污染、能量隨處可得、無需消耗燃料、無機(jī)械轉(zhuǎn)動部件、維護(hù)簡便、可以無人值守、建設(shè)周期短、規(guī)模大小隨意、可以方便地與建筑物相結(jié)合等諸多無可比擬的優(yōu)點。太陽能電池是利用光生伏特效應(yīng)將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，然后組裝成不同電壓、電流和功率的裝置，從而使人們獲得新能源。太陽能電池被廣泛地用于空間技術(shù)、兵站、航標(biāo)、家電及其他缺電無電的邊遠(yuǎn)地區(qū)，其中晶體硅電池片由于成本低廉成為主流的商業(yè)化產(chǎn)品。
[0003]硅基太陽能電池單體的主要制造工藝主要包括化學(xué)預(yù)清洗和表面織構(gòu)化、擴(kuò)散制結(jié)、刻蝕磷硅玻璃或者硼硅玻璃、沉積減反射膜、制作電極和燒結(jié)。在整個太陽能電池制作過程中太陽能電池結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計、太陽能電池材料的外延生長和電池的后工藝制作是太陽能電池制作的三個最基本環(huán)節(jié)。電池的正面都制作有用于收集載流子的金屬電極，上電極一般為純的金屬銀，下電極為金屬鋁或者鋁與銀的合金，此外背面還制作有能提高電池轉(zhuǎn)化效率的鋁背場。太陽能電池正、背面電極的印刷和燒制工序作為太陽能電池單體制作的最后一道工序，其材料的選擇和條件的控制將直接影響著整個太陽能電池的各項性能。太陽能電池的正面電極是與PN結(jié)兩端形成緊密歐姆接觸的導(dǎo)電材料，它承擔(dān)著收集硅片中的載流子并將其輸送至外部電路的責(zé)任。在制備太陽能電池的正面電極及選擇材料時，一般要滿足下列要求:
[0004]①能與硅形成牢固的接觸；
[0005]②接觸電阻比較小，應(yīng)是一種歐姆接觸；
[0006]③電極本身的體電阻要小，有優(yōu)良的導(dǎo)電性；
[0007]④電極對硅基片的遮擋面積小，一般小于8% ；
[0008]⑤收集效率高；
[0009]⑥可焊性強(qiáng)；
[0010]目前，制造正面電極的方法主要有真空蒸鍍、化學(xué)鍍鎳、銀漿印刷燒結(jié)、噴墨印刷等?，F(xiàn)階段業(yè)內(nèi)太陽能晶體硅電池片正電極圖形采用的設(shè)計由三條主柵和多條與之垂直的副柵線，主柵之間互相平行，副柵線之間也兩兩平行。隨著PN結(jié)制作工藝的變革，傳統(tǒng)熱擴(kuò)散工藝和新型的離子注入工藝均可以制備優(yōu)良的低表面濃度淺結(jié)，若繼續(xù)采用上述兩柵和三柵正電極設(shè)計電池片的接觸電阻就很難進(jìn)一步，串聯(lián)電阻和功率損失會增加，從而影響電池片轉(zhuǎn)換效率的提升，需要采用多主柵如四主柵圖形來優(yōu)化設(shè)計電極構(gòu)造來保持良好的歐姆接觸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可以降低正面漿料的耗用、提升轉(zhuǎn)換效率的四主柵正電極太陽能晶體硅電池。
[0012]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0013]一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，該晶體硅電池居中設(shè)置4條主柵線及與主柵線相垂直設(shè)置的副柵線，
[0014]所述的主柵線相互平行，為實心直線結(jié)構(gòu)或分段的鏤空部分及非鏤空部分組成的直線結(jié)構(gòu)，主柵線的末端設(shè)置尖頭或平頭電極，
[0015]所述的副柵線設(shè)有80-140條，相互平行設(shè)置并均與所述的主柵線相垂直。
[0016]所述的太陽能晶體硅電池為單晶硅太陽能電池片或多晶硅太陽能電池片。
[0017]所述的太陽能晶體硅電池的邊長為152_155mm。
[0018]所述的主柵線之間的間距為38_40mm。
[0019]所述的實心直線結(jié)構(gòu)的主柵線的寬度為0.5-1.5mm。
[0020]所述的鏤空部分的長度為l_15mm，寬度為0.1-1.0mm,所述的非鏤空部分的長度為寬度為 0.5-1.5mm。
[0021]所述的副柵線的寬度為20-80 μ m。
[0022]所述的太陽能晶體硅電池的外側(cè)四周設(shè)置有邊框。
[0023]所述的太陽能晶體硅電池的外側(cè)四周未設(shè)置邊框。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0025]一、四主柵電池主柵的寬度可設(shè)計為三主柵電池的3/4，每根副柵線的總長度保持不變，但主柵之間的三段副柵長度為三柵電池片的3/4，柵線造成的功率損失可以減少9/16。副柵線寬度也可以可以較三主柵電池片制作的更細(xì)微而不帶來其他電性損失而影響電池片效率，可以降低正面漿料的耗用。
[0026]二、四主柵電池主柵的寬度減小后通過每根主柵的電流為三主柵電池的3/4，由主柵導(dǎo)致的功率損失也降到3/4。由于電池片用焊條串并聯(lián)做成組件后，電流主要通過焊帶來導(dǎo)通，主柵的串聯(lián)電阻不是影響電池片電性能的主要因素，四主柵電池的主柵線寬度可以進(jìn)一步減小，可以顯著降低漿料耗用。
[0027]三、由于柵線是和發(fā)射極直接接觸，載流子符合速率較其他區(qū)域要快，四主柵電池減少了主柵和副柵電池片的太陽光遮擋面積，一方面增加受光面積減小了光學(xué)損失，一方面減小了載流子復(fù)合可以降低電學(xué)損失，提高電池片的開路電壓和短路電流。主柵寬度為1.0mm的四主柵電池片可提高電流0.3%、提升轉(zhuǎn)換效率0.06%，若寬度進(jìn)一步減小為
0.75_可提高電流1.03%、提升轉(zhuǎn)換效率0.2%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中，I為邊框、2為非鏤空部分、3為鏤空部分、4為副柵線、5為主柵線。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]實施例
[0032]一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該晶體硅電池居中設(shè)置四條主柵線5及與主柵線5相垂直設(shè)置的副柵線4。四條主柵線5之間相互平行，可以采用實心直線結(jié)構(gòu)或分段的鏤空部分及非鏤空部分組成的直線結(jié)構(gòu)，主柵線5的末端設(shè)置尖頭或平頭電極。在本實施例中，主柵線5采用分段的鏤空部分3及非鏤空部分4組成的直線結(jié)構(gòu)，由于采用四條主柵線的結(jié)構(gòu)，邊長為156mm的單晶或多晶硅電池片的邊長變成152-155mm。主柵線5之間的間距為38_40mm，本實施例中間距為38.5mm。鏤空部分3的長度為l-15mm，寬度為0.1-1.0mm,非鏤空部分2的長度為2_15mm，寬度為0.5-1.5mm。副柵線4設(shè)有80-140條，相互平行設(shè)置的寬度為20-80 μ m。另外，在太陽能晶體硅電池的外側(cè)四周可以采用有邊框或無邊框的設(shè)計，本實施例中，在太陽能晶體硅電池的外側(cè)四周設(shè)置有邊框I。
[0033]制作時對P或者N型硅片表面進(jìn)行清洗和織構(gòu)化(刻蝕量2?6 μ m)、用熱擴(kuò)散或離子注入工藝對其一面進(jìn)行磷或硼元素?fù)诫s形成PN(方阻為50?200ohm/Sq)、在電池片前表面繼續(xù)沉積一層鈍化膜和減反膜(SiNx厚度50?120nm)、印刷背電極和背場以及正電極后燒結(jié)、測試分選。上述工藝中針對PN結(jié)還可以額外做背鈍化和選擇性摻雜處理等以提高電池片轉(zhuǎn)換效率。正電極制作可采用絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷、真空蒸鍍、電鍍、噴墨印刷等金屬化工藝。
【權(quán)利要求】
1.一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，該晶體硅電池居中設(shè)置4條主柵線及與主柵線相垂直設(shè)置的副柵線， 所述的主柵線相互平行，為實心直線結(jié)構(gòu)或分段的鏤空部分及非鏤空部分組成的直線結(jié)構(gòu)，主柵線的末端設(shè)置尖頭或平頭電極， 所述的副柵線設(shè)有80-140條，相互平行設(shè)置并均與所述的主柵線相垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的太陽能晶體硅電池為單晶硅太陽能電池片或多晶硅太陽能電池片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的太陽能晶體娃電池的邊長為152_155mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的主柵線之間的間距為38-40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的實心直線結(jié)構(gòu)的主柵線的寬度為0.5-1.5_。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的鏤空部分的長度為l_15mm，寬度為0.1-1.0mm，所述的非鏤空部分的長度為2_15mm，寬度為 0.5-1.Smnin
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的副柵線的寬度為20-80 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的太陽能晶體硅電池的外側(cè)四周設(shè)置有邊框。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四主柵正電極太陽能晶體硅電池，其特征在于，所述的太陽能晶體硅電池的外側(cè)四周未設(shè)置邊框。
【文檔編號】H01L31/0224GK104282772SQ201310294413
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】周利榮, 胡劍豪, 尹振忠, 劉穆清 申請人:上海神舟新能源發(fā)展有限公司