本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù):
自1954年第一塊太陽能電池在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生以來,晶體硅太陽能電池得到了廣泛的應(yīng)用,轉(zhuǎn)換效率不斷提升,生產(chǎn)成本持續(xù)下降。目前,晶體硅太陽能電池占太陽能電池全球市場(chǎng)總額的80%以上,晶體硅電池片的產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率目前已突破20%,全球年新增裝機(jī)容量約50GW且增速明顯,與火力發(fā)電的度電成本不斷縮小,在未來幾年有望與之持平。晶體硅太陽能電池作為一種清潔能源在改變能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境壓力等方面的重要作用日益凸顯。
按基材的摻雜類型,晶體硅太陽能電池分為P型晶體硅太陽能電池和N型晶體硅太陽能電池。與P型晶體硅太陽能電池相比,N型晶體硅太陽能電池具有更高的轉(zhuǎn)換效率和雜質(zhì)容忍度,且基本上無光致衰減。由于N型晶體硅比P型晶體硅具有更長(zhǎng)的少子壽命,所以N型晶硅電池通??梢宰龀呻p面受光型電池以增加電池的輸出功率,增加值一般在20%以上。
N型晶體硅雙面太陽能電池要想提升競(jìng)爭(zhēng)力、獲得更大的發(fā)展與應(yīng)用,必須進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)降低生產(chǎn)成本,尤其是要降低占電池生產(chǎn)成本約15%的銀電極的成本。目前N型晶體硅雙面太陽能電池的正面與背面電極多采用銀漿絲網(wǎng)印刷的方式形成近百條細(xì)柵和若干條主柵,此工序使用的物料成本昂貴,且銀電極會(huì)造成電池片表面5%~7%的面積形成對(duì)光的遮擋,同時(shí)導(dǎo)致電阻損耗與復(fù)合損耗,使N型雙面太陽能電池在效率優(yōu)勢(shì)上未能充分體現(xiàn)。
如何在減少遮光面積與保持良好的導(dǎo)電性之間進(jìn)行平衡,是目前N型晶硅雙面太陽能電池電極研究的一個(gè)熱點(diǎn)。得益于漿料技術(shù)與印刷技術(shù)的進(jìn)步,電極細(xì)柵的寬度不斷減小,根據(jù) SEMI預(yù)測(cè),到2020年細(xì)柵的寬度將進(jìn)一步減小至35微米以下,同時(shí)主柵將采用多主柵及無主柵。近年來有人采用二次疊印的方式提高了細(xì)柵線的高寬比,電極的導(dǎo)電性能也有所改善,但該方法會(huì)增加銀漿的使用量。也有人采用光刻電鍍、LIP、噴墨等電極制作方法,雖然能夠制作出相對(duì)較細(xì)的細(xì)柵線,但同時(shí)也大幅增加了工藝的復(fù)雜度,所以并不適于N型晶硅電池的工業(yè)化生產(chǎn)。還有人將金屬細(xì)絲通過導(dǎo)電粘結(jié)體與硅片基體或者局部金屬電極結(jié)合在一起,以替代傳統(tǒng)的細(xì)柵線,但這些電極制作方法并沒有在N型晶硅雙面太陽能電池的電極中得到應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供了一種N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制備方法,采用細(xì)金屬導(dǎo)線將正面與背面的局部金屬電極連接起來形成電池的正、負(fù)電極。電池的結(jié)構(gòu)使金屬與硅基體的接觸面積減小,復(fù)合損耗降低,顯著降低了柵線的光遮擋面積,進(jìn)而提高了電池的轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)通過減少銀漿用量降低了生產(chǎn)成本。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu),其特征在于,從上而下依次包括:正面金屬導(dǎo)線、正面局部接觸金屬電極、正面減反射膜、正面鈍化膜、P型摻雜層、N型晶硅基體、N+區(qū)、背面鈍化膜、背面局部接金屬電極和背面金屬導(dǎo)線;
正面金屬導(dǎo)線通過正面導(dǎo)電結(jié)合材料與正面局部接觸金屬電極連接形成局部懸空結(jié)構(gòu)作為電池正面電極的導(dǎo)電組合體,并通過設(shè)置與正面金屬導(dǎo)線連接的正面主柵線或正電極引線將正面匯集的電流導(dǎo)出;
背面金屬導(dǎo)線通過背面導(dǎo)電結(jié)合材料與背面局部接觸金屬電極連接形成局部懸空結(jié)構(gòu)作為電池背面電極的導(dǎo)電組合體,并通過設(shè)置與背面金屬導(dǎo)線連接的背面主柵線或負(fù)電極引線將背面匯集的電流導(dǎo)出。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),正面局部接觸金屬電極以規(guī)則圖案排布在N型晶體硅片正面的減反射膜上,正面局部接觸金屬電極穿透N型晶體硅片正面的減反射膜及鈍化膜與P型摻雜層形成歐姆接觸,
背面局部接觸金屬電極以規(guī)則圖案排布在N型晶體硅片背面的鈍化膜上,背面局部接觸金屬電極穿透N型晶體硅片背面的鈍化膜與N+區(qū)形成歐姆接觸。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),規(guī)則圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:直線、線段、虛線段、弧線或柵線狀;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、矩形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述一維幾何圖形的線寬為30~200um,長(zhǎng)度為0.05~160mm;同一行中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.25~2.5mm,同一列中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5~3mm;
所述二維幾何圖形的尺寸為30~200um,同一行中相鄰兩個(gè)圖形的間距為0.5~2mm,同一列中相鄰兩個(gè)圖形的間距為0.5~3mm。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的正面金屬導(dǎo)線和背面金屬導(dǎo)線均為銅線、銀線、鍍銀銅線、鍍鎳銅線、鍍錫銅線或合金線,直徑為20~100um;所述的正面導(dǎo)電結(jié)合材料和背面導(dǎo)電結(jié)合材料均為錫膏、含錫合金、導(dǎo)電膠或?qū)щ姳∧ぁ?/p>
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),正面鈍化膜為氧化鋁薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成,正面鈍化膜的整體厚度為1~50nm;
正面減反射膜為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成,減反射膜整體厚度為50~100nm;
背面鈍化膜為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成,背面鈍化膜整體厚度為20~150nm。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),N型雙面電池的表面采用陷光織構(gòu),陷光織構(gòu)為金字塔、倒金字塔、納米/微米多孔結(jié)構(gòu);N型晶體硅片為N型單晶硅片或N型多晶硅片,其厚度為100~200um。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),與正面局部接觸金屬電極接觸的P型摻雜層為均勻摻雜層或選擇性摻雜層,均勻摻雜層的方阻為50~100Ω/□;選擇性摻雜層中,淺摻區(qū)域方阻為50~150Ω/□,重?fù)絽^(qū)方阻為10~50Ω/□;正面局部接觸金屬電極分布在重?fù)絽^(qū)域分布的圖形之內(nèi);
與背面局部接觸金屬電極接觸的N+區(qū)為均勻摻雜層或選擇性摻雜層,均勻摻雜層的方阻為20~100Ω/□;選擇性摻雜層中,淺摻區(qū)域方阻為50~150Ω/□,重?fù)絽^(qū)方阻為10~50Ω/□,背面局部接觸金屬電極分布在背面的重?fù)诫s區(qū)域分布的圖形之內(nèi)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),當(dāng)設(shè)置正面主柵線和背面主柵線時(shí),正面主柵線和背面主柵線分別與正面金屬導(dǎo)線和背面金屬導(dǎo)線交錯(cuò)設(shè)置,所有的正面金屬導(dǎo)線均通過正面導(dǎo)電結(jié)合材料與正面主柵線連接形成局部懸空結(jié)構(gòu);所有的背面金屬導(dǎo)線均通過背面導(dǎo)電結(jié)合材料與背面主柵線連接形成局部懸空結(jié)構(gòu);
當(dāng)設(shè)置正電極引線和負(fù)電極引線時(shí),正電極引線和負(fù)電極引線分別連接所有正面金屬導(dǎo)線、所有背面金屬導(dǎo)線,且正電極引線和負(fù)電極引線相對(duì)布置。
一種N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備方法,包括如下步驟:
(1)將N型晶體硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理;
(2)在N型晶體硅片的正面采用低壓擴(kuò)散、常壓擴(kuò)散、離子注入、激光摻雜或雜質(zhì)漿料涂敷協(xié)同熱處理的方法形成P型摻雜層,P型摻雜層為均勻性摻雜或選擇性摻雜;
(3)在N型晶體硅片的背面采用常壓擴(kuò)散、低壓擴(kuò)散、離子注入、涂敷磷漿協(xié)同熱處理或摻雜介質(zhì)膜協(xié)同熱處理的方法形成N+區(qū);
(4)對(duì)摻雜處理后的硅片進(jìn)行化學(xué)清洗;
(5)在P型摻雜層表面上依次沉積正面鈍化膜和正面減反射膜;在N+區(qū)上沉積背面鈍化膜;
(6)在正面減反射膜上采用絲網(wǎng)印刷、噴墨、3D打印、激光轉(zhuǎn)印、化學(xué)腐蝕協(xié)同氣相沉積、光誘導(dǎo)鍍或電鍍的方法制作陣列分布的正面局部接觸金屬電極;
(7)在背面鈍化膜上采用絲網(wǎng)印刷、噴墨、3D打印、激光轉(zhuǎn)印、化學(xué)腐蝕協(xié)同氣相沉積、光誘導(dǎo)鍍或電鍍的方法制作陣列分布的背面局部接觸金屬電極;
(8)進(jìn)行烘干處理;
(9)進(jìn)行熱處理,正面局部接觸金屬電極穿透正面減反射膜及正面鈍化膜與P型摻雜層形成良好的歐姆接觸;背面局部接觸金屬電極穿透背面鈍化膜與N+區(qū)形成歐姆接觸;
(10)在正面局部接觸金屬電極和背面局部接觸金屬電極上制作導(dǎo)電結(jié)合材料;
(11)將正面金屬導(dǎo)線和背面金屬導(dǎo)線分別沿正、背面局部接觸金屬電極的行方向拉拔并緊貼在導(dǎo)電結(jié)合材料之上;
(12)進(jìn)行熱處理,使正、背面的金屬導(dǎo)線通過導(dǎo)電結(jié)合材料與局部接觸金屬電極結(jié)合在一起,形成N型晶體硅雙面太陽能電池的正、負(fù)電極。
本發(fā)明的N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為:第一、正面、背面電極采用局部懸空細(xì)柵線,局部懸空細(xì)柵線由細(xì)金屬導(dǎo)線通過導(dǎo)電結(jié)合材料與局部金屬電極連接構(gòu)成,細(xì)金屬導(dǎo)線尤其是細(xì)銅線,替代了正面與背面電極上的部分銀,降低了N型晶硅雙面電池銀電極使用量,從而降低了N型晶硅雙面電池的制造成本;第二、電池正面與背面的細(xì)金屬導(dǎo)線具有更高的柵線高寬比,且為局部懸空結(jié)構(gòu),這可以使金屬與硅基體的接觸面積減小,復(fù)合損耗降低,由于光線的多次反射,懸空區(qū)域的硅表面也可以作為受光面,顯著降低了柵線的光遮擋面積,進(jìn)而提高了電池的轉(zhuǎn)換效率;第三、本專利所述的電池制作方法簡(jiǎn)單、可靠,適于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的制備方法,按照電池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行由內(nèi)向外的方式進(jìn)行,本部分可以采用多種方式 制作,工藝簡(jiǎn)單,可操作性強(qiáng)。本發(fā)明所述的N型雙面電池電極制作方法簡(jiǎn)單、可靠,適于工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說明
圖1是正面、背面為選擇性摻雜的N型雙面電池沿細(xì)柵線(金屬導(dǎo)線)方向的局部剖面示意圖。
圖2是正面均勻摻雜、背面選擇性摻雜的N型雙面電池沿主柵線方向的局部剖面示意圖。
圖3是正面、背面為均勻摻雜的N型雙面電池沿細(xì)柵線方向的局部剖面示意圖。
圖4是正面選擇性摻雜、背面均勻摻雜的N型雙面電池沿主柵線方向的局部剖面示意圖。
圖5是有主柵正面或背面電極的局部平面示意圖一。
圖6是無主柵正面或背面電極的局部平面示意圖二。
圖中,1為正面減反射膜,2為正面鈍化膜,3為P型晶硅層(均勻或選擇性重?fù)诫s),4為N型晶硅基體,5為N+區(qū)(均勻或選擇性重?fù)诫s),6為背面鈍化膜,7為正電極引線,8為正面金屬導(dǎo)線,9為正面主柵線,10正面粘導(dǎo)電結(jié)合材料,11為正面局部接觸金屬電極,12為背面金屬導(dǎo)線,13為背面主柵,14為背面導(dǎo)電結(jié)合材料,15為背面局部接觸金屬電極,16為負(fù)電極引線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1至圖4所示,本發(fā)明一種N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu),電池結(jié)構(gòu)從上而下包括:正面金屬導(dǎo)線8、正面局部接觸金屬電極11、正面減反射膜1、正面鈍化膜2、P型摻雜層3、N型晶硅基體4、N+區(qū)5、背面鈍化膜6、背面局部接觸金屬電極15和背面金屬導(dǎo)線12。其中,電池的正面與背面電極由主柵線和局部懸空細(xì)柵線構(gòu)成,也可以完全由局部懸空細(xì)柵線構(gòu)成。局部懸空細(xì)柵線由局部接觸金屬電極和細(xì)金屬導(dǎo)線構(gòu)成,局部金屬電極以一維圖形、二 維圖形或一維和二維組合圖形陣列分布在N型電池的正、背面,并與硅基體(可以是一般摻雜,也可以是重?fù)诫s)形成良好的歐姆接觸。細(xì)金屬導(dǎo)線(銅線、銀線、鍍銀銅線、鍍鎳銅線、鍍錫銅線或合金線)通過導(dǎo)電結(jié)合材料與局部接觸金屬電極結(jié)合在一起,形成一個(gè)可替代電池細(xì)柵線的導(dǎo)電組合體。主柵線或電極引線將電池正面和背面匯集的電流導(dǎo)出。
具體地,正面電極由正面主柵線9和正面局部懸空細(xì)柵線垂直相交構(gòu)成,或全部由正面局部懸空細(xì)柵線構(gòu)成。其中正面局部懸空細(xì)柵線由正面局部接觸金屬電極11和正面細(xì)金屬導(dǎo)線8構(gòu)成,正面局部接觸金屬電極11以一維圖形、二維圖形或一維和二維組合圖形陣列分布在N型電池的正面,正面局部接觸金屬電極11穿透正面減反射膜1及正面鈍化膜2與硅基體形成良好的歐姆接觸;正面細(xì)金屬導(dǎo)線8通過正面導(dǎo)電結(jié)合材料10與正面局部金屬電極11結(jié)合在一起。
背面電極由背面主柵線13和背面局部懸空細(xì)柵線垂直相交構(gòu)成,或全部由正面局部懸空細(xì)柵線構(gòu)成。其中背面局部懸空細(xì)柵線由背面局部接觸金屬電極15和背面細(xì)金屬導(dǎo)線12構(gòu)成,背面局部接觸金屬電極15以一維圖形、二維圖形或一維和二維組合圖形陣列分布在N型電池的背面,背面局部接觸金屬電極15穿透背面鈍化膜6與背面N+區(qū)5接觸;背面細(xì)金屬導(dǎo)線12通過背面導(dǎo)電結(jié)合材料14與背面局部金屬接觸電極15結(jié)合在一起。
如圖5和6所示,本發(fā)明所述的N型晶體硅雙面太陽能電池正面、背面電極也可以不需要主柵線,完全由局部懸空細(xì)柵線構(gòu)成,電池正面一端設(shè)有正面電極引出段,電池背面另一端設(shè)有背面電極引出段,引出段金屬導(dǎo)線用于將匯集的電流導(dǎo)出。
導(dǎo)電結(jié)合材料為錫膏、含錫合金、導(dǎo)電膠或?qū)щ姳∧ぁ?,?dǎo)電結(jié)合材料與正面局部接觸金屬電極連接的方法為絲網(wǎng)印刷協(xié)同熱處理、噴墨協(xié)同熱處理、熱壓焊、超聲焊、點(diǎn)焊及粘貼。
本發(fā)明提供了一種N型晶體硅雙面太陽能電池結(jié)構(gòu),其制備方法可按如下步驟進(jìn)行:
(1)將N型晶體硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理,硅片可以是N型單晶硅片、N型多晶硅片, 織構(gòu)處理可以采用化學(xué)藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化、激光刻蝕等方法。
在N型硅片的正面進(jìn)行摻雜處理,雜質(zhì)源可以是BBr3、B2O3、BCl3、BF3、B2H6、含硼摻雜劑等,摻雜的方法可以采用低壓擴(kuò)散、常壓擴(kuò)散、離子注入、激光摻雜、雜質(zhì)漿料涂敷加熱處理、摻雜介質(zhì)膜加熱處理等方法。與正面局部接觸金屬電極11接觸的P型摻雜層3為均勻摻雜層,方阻為50~100Ω/□;或?yàn)檫x擇性摻雜層,淺摻區(qū)域方阻為50~150Ω/□,重?fù)絽^(qū)方阻為10~50Ω/□,正面局部接觸金屬電極11分布在重?fù)絽^(qū)域分布的圖形之內(nèi)。
在硅片的背面進(jìn)行摻雜處理,雜質(zhì)源可以是POCl3、PH3、磷酸、P2O5或其他含磷漿料等,摻雜的方法可以采用常壓擴(kuò)散、低壓擴(kuò)散、離子注入、激光摻雜、雜質(zhì)漿料涂敷協(xié)同熱處理、摻雜介質(zhì)膜協(xié)同熱處理等方法。與背面局部接觸金屬電極15接觸的N+區(qū)5為均勻摻雜,方阻為20~100Ω/□;或?yàn)檫x擇性摻雜,淺摻區(qū)域方阻為50~150Ω/□,重?fù)絽^(qū)方阻為10~50Ω/□,背面局部接觸金屬電極15分布在背面的重?fù)诫s區(qū)域分布的圖形之內(nèi)。背面選擇性重?fù)诫s圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:直線、線段、虛線段或弧線;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。所述一維幾何圖形的線寬為30~200um,長(zhǎng)度為0.05~160mm;同一行中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.25~2.5mm,同一列中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5~3mm。所述二維幾何圖形的尺寸為30~200um,同一行中相鄰兩個(gè)圖形的間距為0.5~2mm,同一列中相鄰兩個(gè)圖形的間距為0.5~3mm。此工序根據(jù)采用的摻雜方法,既可以在背面鈍化膜沉積之前或之后進(jìn)行。
(2)對(duì)摻雜處理后的硅片進(jìn)行化學(xué)清洗。
(3)在N型硅片的正面沉積1~50nm的鈍化膜2和50~100nm的減反射膜1;在背面沉積20~150nm的鈍化膜6(或摻雜鈍化膜)。正面鈍化膜2為氧化鋁薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成;正面減反射膜1為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜中的一種 或多種疊層構(gòu)成;背面的鈍化膜6為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成。
(4)按特定的圖形在N型硅片的正面上制作與硅基體直接接觸的陣列分布局部接觸金屬電極11,正面局部接觸金屬電極11可以是銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極或金屬復(fù)合電極,制作方法可以采用絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷、噴墨、3D打印、激光轉(zhuǎn)印等,或可以采用激光或化學(xué)腐蝕協(xié)同氣相沉積、光誘導(dǎo)鍍、電鍍等方法。局部金屬的分布圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:線段、虛線段或弧線;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。所述一維幾何圖形的線寬為30~200um,長(zhǎng)度為0.05~160mm;同一行中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.25~2.5mm,同一列中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5~3mm。所述二維幾何圖形的尺寸為30~200um,同一行中相鄰兩個(gè)圖形的間距為0.5~2mm,同一列中相鄰兩個(gè)圖形的間距為0.5~3mm。正面局部金屬之下的硅基體可以是一般摻雜,也可以是重?fù)诫s。
(5)在硅片的背面制作背面局部接觸金屬電極15,背面局部接觸金屬電極15可以是銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極或金屬復(fù)合電極,制作方法可以采用絲網(wǎng)印刷、鋼板印刷、噴墨、3D打印、激光轉(zhuǎn)印等。
(6)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(7)在300~900℃下進(jìn)行熱處理,使正面與背面陣列分布的局部金屬電極與硅基體形成良好的歐姆接觸。
(8)在N型硅片正面與背面的局部金屬電極上制作導(dǎo)電結(jié)合材料10和導(dǎo)電結(jié)合材料14,制作的方法可以采用印刷、噴墨、熱壓焊、超聲焊、點(diǎn)焊或粘貼等。
(9)將細(xì)金屬導(dǎo)線沿正、背面局部金屬電極的行方向拉拔并緊貼在導(dǎo)電結(jié)合材料之上,細(xì)金屬導(dǎo)線的材質(zhì)為銅線、銀線、鍍銀銅線、鍍鎳銅線、鍍錫銅線或合金線等,細(xì)金屬導(dǎo)線的 直徑為20~100um。
(10)在100~400℃下使細(xì)正、背面的金屬導(dǎo)線通過導(dǎo)電結(jié)合材料與局部金屬電極結(jié)合在一起,形成可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
實(shí)施例1:
(1)將N型單晶硅片于80℃左右的KOH溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)。
(2)在硅片正面,以BBr3作為雜質(zhì),在950℃左右低壓擴(kuò)散形成40Ω/□的均勻擴(kuò)散層。
(3)在硅片背面,以POCl3作為雜質(zhì),在800℃左右低壓擴(kuò)散形成40Ω/□的均勻擴(kuò)散層。
(4)按特定圖形在硅片的正面與背面上噴掩膜。正面與背面掩膜的圖形為四個(gè)等距分布的主柵與陣列狀線段的組合,其中單個(gè)線段的寬度為40um,長(zhǎng)度為0.5mm,同一行中相鄰兩個(gè)線段的間距為0.5mm,同一列中相鄰兩個(gè)線段的間距為1.5mm。主柵的寬度為1.2mm,長(zhǎng)度為156mm。
(5)采用濕法刻蝕去掉正面的硼硅玻璃與背面的磷硅玻璃。在硅片的正面與背面,有掩膜的區(qū)域形成約50Ω/□的低方阻,在沒有掩膜的區(qū)域形成約90Ω/□的高方阻。
(6)在正面先沉積5nm左右的氧化鋁,之后沉積60nm左右的氧化硅;在背面沉積80nm左右的氧化硅。
(7)在正面采用絲網(wǎng)印刷的方法按正面重?fù)诫s圖形制作陣列分布的局部金屬電極,此過程同時(shí)形成4條等距分布的銀主柵電極。
(8)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(9)在背面采用絲網(wǎng)印刷的方法按背面重?fù)诫s圖形制作陣列分布的局部金屬電極,此過程同時(shí)形成4條等距分布的銀主柵電極。
(10)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(11)在300~900℃下進(jìn)行熱處理,使電池正面與背面陣列分布的金屬漿料穿透減反射 膜與鈍化膜,與硅基體的重?fù)诫s區(qū)域形成良好的歐姆接觸。
(12)在正面與背面的局部金屬電極上采用絲網(wǎng)印刷的方法制作錫膏。
(13)將細(xì)銅線沿正面與背面局部金屬電極的行方向拉拔并緊貼在錫膏之上,細(xì)銅線的直徑為40um。
(14)在300℃下使細(xì)銅線通過錫膏與局部金屬電極結(jié)合在一起,形成可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
實(shí)施例2:
(1)N型單晶硅片于80℃左右的KOH溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)。
(2)在硅片的正面涂敷硼漿。
(3)將硅片正面的硼漿烘干。
(4)在硅片的背面按特定圖形印刷磷漿,印刷圖形為陣列分布的線段,單個(gè)線段的寬度為50um,長(zhǎng)度為3mm,同一行中相鄰兩個(gè)線段的間距為2mm,同一列中相鄰兩個(gè)線段的間距為3mm。
(5)將硅片背面局部區(qū)域的磷漿烘干。
(6)在950℃左右下進(jìn)行熱處理,使硅片正面的硼原子與背面的磷原子向硅基體擴(kuò)散,從而在硅片正面形成100Ω/□的均勻P型擴(kuò)散層,在硅片背面形成40Ω/□局部N+型擴(kuò)散層。
(7)采用濕法刻蝕去硅片正面的硼硅玻璃與背面的磷硅玻璃。
(8)在正面先沉積5nm左右的氧化鋁,之后沉積70nm左右的氮化硅;在背面沉積50nm左右的氮化硅。
(9)在正面采用噴墨的方法按特定圖形制作陣列分布的局部金屬電極,印刷圖形采用線段狀陣列,寬度為50um,長(zhǎng)度為3mm,同一行中相鄰兩個(gè)線段的間距為2mm,同一列中相鄰兩個(gè)線段的間距為3mm。
(10)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(11)在背面采用噴墨的方法按背面的重?fù)诫s圖形制作陣列分布的局部金屬電極。
(12)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(13)在300~900℃下進(jìn)行熱處理,使電池正面與背面陣列分布的金屬漿料穿透減反射膜與鈍化膜,與硅基體形成良好的歐姆接觸。
(14)在正面與背面的局部金屬電極上采用印刷的方法制作錫膏。
(15)將細(xì)銀線沿正面與背面局部金屬電極的行方向拉拔并緊貼在錫膏之上,細(xì)銀線的直徑為50um。正面細(xì)銀線的一側(cè)與硅片邊緣齊平,另一側(cè)比硅片邊緣長(zhǎng)出約3mm,以作為電池正面電流匯集導(dǎo)出的引線。背面細(xì)銀線的一側(cè)與硅片邊緣齊平,另一側(cè)比硅片邊緣長(zhǎng)出約3mm,以作為電池背面電流匯集導(dǎo)出的引線。正面與背面的引線相對(duì)布置。
(16)在400℃下使細(xì)銀線通過錫膏與局部金屬電極結(jié)合在一起,形成可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
實(shí)施例3:
(1)N型單晶硅片于80℃左右的NaOH溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)。
(2)在N型硅片的正面采用離子注入的方法摻入硼原子,硼源采用BF3,形成80Ω/□的均勻擴(kuò)散層。
(3)在N型硅片的背面采用離子注入的方法摻入磷原子,硼源采用PH3,形成70Ω/□的均勻擴(kuò)散層。
(4)對(duì)離子注入后的硅片進(jìn)行化學(xué)清洗。
(5)在正面先沉積3nm左右的氧化鋁,之后沉積80nm左右的氮化硅;在背面沉積80nm左右的氮化硅。
(6)在硅片的正面采用絲網(wǎng)印刷的方法按陣列分布圖形制備正面局部接觸金屬電極,印 刷圖形為點(diǎn)狀陣列,單個(gè)點(diǎn)的直徑為60um,同一行中相鄰兩個(gè)點(diǎn)的中心距為1mm,同一列中相鄰兩個(gè)線點(diǎn)的中心距為1.5mm。
(7)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(8)在硅片的背面采用絲網(wǎng)印刷的方法按陣列分布圖形制備背面局部接觸金屬電極,印刷圖形為點(diǎn)狀陣列,單個(gè)點(diǎn)的直徑為60um,同一行中相鄰兩個(gè)點(diǎn)的中心距為1mm,同一列中相鄰兩個(gè)線點(diǎn)的中心距為1.5mm。
(9)在200~300℃下進(jìn)行烘干。
(10)在300~900℃下進(jìn)行熱處理,使電池正面與背面陣列分布的金屬漿料穿透減反射膜與鈍化膜,與硅基體形成良好的歐姆接觸。
(11)在正面與背面的局部金屬電極上采用絲網(wǎng)印刷的方法制作錫膏。
(12)將細(xì)銀線沿正面與背面局部金屬電極的行方向拉拔并緊貼在錫膏之上,細(xì)銀線的直徑為40um。正面細(xì)銀線的一側(cè)與硅片邊緣齊平,另一側(cè)比硅片邊緣長(zhǎng)出約3mm,以作為電池正面電流匯集導(dǎo)出的引線。背面細(xì)銀線的一側(cè)與硅片邊緣齊平,另一側(cè)比硅片邊緣長(zhǎng)出約3mm,以作為電池背面電流匯集導(dǎo)出的引線。正面與背面的引線相對(duì)布置。
(13)在300℃下使細(xì)銀線通過錫膏與局部金屬電極結(jié)合在一起,形成可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式,不是全部或唯一的實(shí)施方式,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換,均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。