本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域,尤其涉及一種P型PERC雙面太陽能電池、以及上述P型PERC雙面太陽能電池的制備方法,采用上述P型PERC雙面太陽能電池的太陽能電池組件,采用上述P型PERC雙面太陽能電池的太陽能系統(tǒng)。
背景技術(shù):
晶硅太陽能電池是一種有效吸收太陽輻射能,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,從而提升晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但是由于硅片的背面沒有鈍化,光電轉(zhuǎn)換效率的提升仍然受到限制。
現(xiàn)有技術(shù)的雙面太陽能電池結(jié)構(gòu):基底采用N型硅片,當(dāng)太陽光子照射電池背面時(shí),在N型硅片中產(chǎn)生的載流子穿過厚度約為200微米的硅片,由于N型硅片少子壽命高,載流子復(fù)合速率低,部分載流子可以到達(dá)正面的p-n結(jié);太陽能電池的正面為主要受光面,其轉(zhuǎn)換效率占整個(gè)電池轉(zhuǎn)換效率的比例很高;正背面的綜合作用,從而大大提高電池的轉(zhuǎn)換效率。但是,N型硅片價(jià)格高,N型雙面電池工藝復(fù)雜;因此,如何開發(fā)高效低成本的雙面太陽能電池成為企業(yè)和研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。
另一方面,隨著對(duì)晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率的要求越來越高,業(yè)界一直在研究PERC背鈍化太陽電池技術(shù)。業(yè)界主流廠家主要在開發(fā)單面PERC太陽能電池, 本發(fā)明將PERC高效電池和雙面電池結(jié)合起來,旨在開發(fā)綜合光電轉(zhuǎn)換效率更高的PERC雙面太陽能電池。
對(duì)于PERC雙面太陽能電池,由于光電轉(zhuǎn)換效率高,同時(shí)雙面吸收太陽光,發(fā)電量更高,在實(shí)際應(yīng)用中具有更大的使用價(jià)值。因此,本發(fā)明旨在提出一種工藝簡(jiǎn)單、成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高的P型PERC雙面太陽能電池。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于,提供一種P型PERC雙面太陽能電池,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于,提供一種P型PERC雙面太陽能電池的制備方法,工藝簡(jiǎn)單,成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于,提供一種P型PERC雙面太陽能電池組件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于,提供一種P型PERC雙面太陽能系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種P型PERC雙面太陽能電池,依次包括背銀電極、背鋁柵線、背面鈍化層、P型硅、N型發(fā)射極、正面氮化硅膜和正銀電極,所述背銀電極與背鋁柵線垂直連接,所述背鋁柵線上設(shè)有柵線脊骨,所述背鋁柵線的四周設(shè)有鋁柵外框,所述柵線脊骨與背鋁柵線連接,所述鋁柵外框與背鋁柵線、背銀電極相連接;
所述背鋁柵線也可以是曲線形、弧形、波浪形等。
對(duì)背面鈍化層通過激光開槽形成第一激光開槽區(qū),所述背鋁柵線通過第一激光開槽區(qū)與P型硅相連;
所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體,所述背鋁柵線與第一激光開槽體垂直。
作為上述方案的優(yōu)選方式,所述鋁柵外框的下方設(shè)有第二激光開槽區(qū),所述第二激光開槽區(qū)包括豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元,每一組第二激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽體,所述鋁柵外框與第二激光開槽體垂直。
作為上述方案的優(yōu)選方式,所述柵線脊骨與背鋁柵線垂直連接;
所述柵線脊骨下方設(shè)有第三激光開槽區(qū),所述第三激光開槽區(qū)包括多組第三激光開槽單元,每一組第三激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直方向設(shè)置的第三激光開槽體,所述第三激光開槽體與柵線脊骨垂直,所述柵線脊骨通過第三激光開槽體與P型硅相連。
作為上述方案的優(yōu)選方式,所述第一激光開槽單元之間為平行設(shè)置;每一第一激光開槽單元中,所述第一激光開槽體為并列設(shè)置,所述第一激光開槽體處于同一水平面上或上下錯(cuò)開;
所述第一激光開槽單元之間的間距為0.5-50mm;
每一第一激光開槽單元中,所述第一激光開槽體之間的間距為0.5-50mm;
所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度為50-5000微米,寬度為10-500微米。
作為上述方案的優(yōu)選方式,所述背鋁柵線的根數(shù)為30-500條,所述柵線脊骨的根數(shù)為30-500條;
所述背鋁柵線的寬度為30-500微米,所述背鋁柵線的寬度小于所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度;
所述柵線脊骨的寬度為30-500微米,所述柵線脊骨的寬度小于所述第三激光開槽體的長(zhǎng)度。
作為上述方案的優(yōu)選方式,所述柵線脊骨的圖案為一條連續(xù)的直線或多個(gè)線段組成的虛線;
所述柵線脊骨由銀漿制成,其寬度為30-60微米;或,所述柵線脊骨由鋁漿制成,其寬度為50-500微米。
相應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種P型PERC雙面太陽能電池的制備方法,包括:
(1)在硅片正面和背面形成絨面,所述硅片為P型硅;
(2)對(duì)硅片進(jìn)行擴(kuò)散,形成N型發(fā)射極;
(3)去除擴(kuò)散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié);
(4)在硅片背面沉積三氧化二鋁膜;
(5)在硅片背面沉積氮化硅膜;
(6)在硅片正面沉積氮化硅膜;
(7)對(duì)硅片背面激光開槽,形成第一激光開槽區(qū),所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體;
(8)在所述硅片背面印刷背銀主柵電極;
(9)在所述硅片背面,沿著激光開槽的垂直方向印刷鋁漿,得到背鋁柵線,所述背鋁柵線與第一激光開槽體垂直,并沿著背鋁柵線的四周印刷鋁漿,得到鋁柵外框;
(10)在所述硅片背面印刷柵線脊骨;
(11)在所述硅片正面印刷正電極漿料;
(12)對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極和正銀電極;
(13)對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火。
作為上述方案的優(yōu)選方式,步驟(3)和(4)之間,還包括:
對(duì)硅片背面進(jìn)行拋光。
作為上述方案的優(yōu)選方式,步驟(7)還包括:
對(duì)硅片背面激光開槽,形成第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū);
所述第二激光開槽區(qū)包括豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元,每一組第二激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽體;所述第二激光開槽體與鋁柵外框垂直;
所述第三激光開槽區(qū)包括多組第三激光開槽單元,每一組第三激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直方向設(shè)置的第三激光開槽體,所述第三激光開槽體與柵線脊骨垂直。
相應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種PERC太陽能電池組件,包括PERC太陽能電池和封裝材料,所述PERC太陽能電池是上述任一的P型PERC雙面太陽能電池。
相應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種PERC太陽能系統(tǒng),包括PERC太陽能電池,所述PERC太陽能電池是上述任一的P型PERC雙面太陽能電池。
實(shí)施本發(fā)明,具有如下有益效果:
本發(fā)明通過在硅片背面形成背面鈍化層后,對(duì)背面鈍化層通過激光開槽形成第一激光開槽區(qū),然后沿著激光劃線方向的垂直方向印刷鋁漿,使鋁漿通過開槽區(qū)與P型硅相連,得到背鋁柵線。該P(yáng)ERC雙面太陽能電池通過在硅片正面和背面制備電池柵線結(jié)構(gòu),采用不同于常規(guī)印刷鋁漿的方式,由于鋁柵的寬度遠(yuǎn)小于第一激光開槽區(qū)的長(zhǎng)度,可以不需要對(duì)鋁漿和第一激光開槽區(qū)實(shí)施精確對(duì)準(zhǔn),簡(jiǎn)化了激光工藝和印刷工藝,降低了印刷設(shè)備調(diào)試的難度,易于產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)。另外,鋁漿覆蓋區(qū)以外的第一激光開槽區(qū)可以增加電池背表面對(duì)太陽光的吸收,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
此外,在印刷過程中,由于鋁漿的粘度較大,網(wǎng)版的線寬又比較窄,會(huì)偶爾出現(xiàn)鋁柵斷柵的情況。鋁柵斷柵會(huì)導(dǎo)致EL測(cè)試的圖像出現(xiàn)黑色斷柵。同時(shí),鋁柵斷柵又會(huì)影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此,本發(fā)明在背鋁柵線處增設(shè)柵線脊骨以及在背鋁柵線的四周設(shè)有鋁柵外框,所述柵線脊骨與背鋁柵線連接,所述鋁柵外框與背鋁柵線、背銀電極相連接,為電子的流動(dòng)多提供了多條路徑,防止鋁柵斷柵對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換效率造成的影響,同時(shí)避免電池的EL測(cè)試出現(xiàn)斷柵。
鋁柵外框的下方可以設(shè)有第二激光開槽區(qū),柵線脊骨的下方設(shè)有第三激光開槽區(qū),可以不需要對(duì)漿料和第二激光開槽區(qū)、第三激光開槽區(qū)實(shí)施精確對(duì)準(zhǔn),簡(jiǎn)化了激光工藝和印刷工藝,降低了印刷設(shè)備調(diào)試的難度。另外,漿料覆蓋區(qū)以外的第二激光開槽區(qū)、第三激光開槽區(qū)可以增加電池背表面對(duì)太陽光的吸收,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
因此,本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)單,成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的剖視圖;
圖2是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)第一實(shí)施例的示意圖;
圖3是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)第二實(shí)施例的示意圖;
圖4是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)第三實(shí)施例的示意圖;
圖5是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的第一激光開槽區(qū)一實(shí)施例的示意圖;
圖6是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的第一激光開槽區(qū)另一實(shí)施例的示意圖。
圖7是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的第二激光開槽區(qū)的示意圖;
圖8是本發(fā)明一種P型PERC雙面太陽能電池的第三激光開槽區(qū)的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
現(xiàn)有的單面太陽能電池在電池的背面設(shè)有全鋁背電場(chǎng)覆蓋在硅片的整個(gè)背面,全鋁背電場(chǎng)的作用是提高了開路電壓Voc和短路電流Jsc,迫使少數(shù)載流子遠(yuǎn)離表面,少數(shù)載流子復(fù)合率降低,從而整體上提高電池效率。然而,由于全鋁背電場(chǎng)不透光,因此,具有全鋁背電場(chǎng)的太陽能電池背面無法吸收光能,只能正面吸收光能,電池的綜合光電轉(zhuǎn)換效率難以大幅度的提高。
針對(duì)上述技術(shù)問題,結(jié)合圖1,本發(fā)明提供一種P型PERC雙面太陽能電池,依次包括背銀電極1、背鋁柵線2、背面鈍化層3、P型硅4、N型發(fā)射極5、正面氮化硅膜6、正銀電極7,所述背銀電極1與背鋁柵線2垂直連接,所述背鋁柵線2處設(shè)有柵線脊骨10,所述柵線脊骨10與背鋁柵線2連接。所述背鋁柵線的四周設(shè)有鋁柵外框9,所述鋁柵外框9與背鋁柵線2、背銀電極1相連接。
對(duì)背面鈍化層3通過激光開槽形成第一激光開槽區(qū)8,所述背鋁柵線2通過第一激光開槽區(qū)8與P型硅4相連。正銀電極7包括正銀電極主柵7A和正銀電極副柵7B。所述背面鈍化層3包括氧化鋁層31和氮化硅層32。
本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的單面PERC太陽能電池進(jìn)行改進(jìn),不再設(shè)有全鋁背電場(chǎng),而是將其變成許多的背鋁柵線2,采用激光開槽技術(shù)在背面鈍化層3上開設(shè)第一激光開槽區(qū)8,而背鋁柵線2印刷在這些平行設(shè)置的第一激光開槽區(qū)8上,從而能與P型硅4形成局部接觸,密集平行排布的背鋁柵線2不僅能起到提高開路電壓Voc和短路電流Jsc,降低少數(shù)載流子復(fù)合率,提高電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用,可替代現(xiàn)有單面電池結(jié)構(gòu)的全鋁背電場(chǎng),而且背鋁柵線2并未全面遮蓋硅片的背面,太陽光可從背鋁柵線2之間投射至硅片內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)硅片背面吸收光能,大幅提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
如圖2、3、4所示,所述第一激光開槽區(qū)8包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元81,每一組第一激光開槽單元81包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82,所述背鋁柵線2與第一激光開槽體82垂直。結(jié)合圖5、6,圖5、6所示的虛線框?yàn)榈谝患す忾_槽單元81,每一組第一激光開槽單元81包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82。
在印刷過程中,由于鋁漿的粘度較大,網(wǎng)版的線寬又比較窄,會(huì)偶爾出現(xiàn)鋁柵斷柵的情況。鋁柵斷柵會(huì)導(dǎo)致EL測(cè)試的圖像出現(xiàn)黑色斷柵。同時(shí),鋁柵斷柵又會(huì)影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此,本發(fā)明在背鋁柵線2處增設(shè)柵線脊骨10,且在背鋁柵線2的四周設(shè)有鋁柵外框9,所述鋁柵外框9與背鋁柵線2、背銀電極1相連接,所述柵線脊骨10與背鋁柵線2連接,為電子的流動(dòng)多提供了多條路徑,防止鋁柵斷柵對(duì)電池光電轉(zhuǎn)換效率造成的影響,同時(shí)避免電池的EL測(cè)試出現(xiàn)斷柵。優(yōu)選的,所述柵線脊骨10與背鋁柵線2垂直連接。需要說明的是,所述柵線脊骨10與背鋁柵線2還可以以一定的傾斜角度連接,例如15°、30°、45°60°,但不限于此。
鋁柵外框9的下方可以設(shè)有第二激光開槽區(qū)90,柵線脊骨10的下方可以設(shè)有第三激光開槽區(qū)11,參見圖3所示的背面結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例。鋁柵外框9的下方也可以不設(shè)有第二激光開槽區(qū)90,柵線脊骨10的下方也可以不設(shè)有第三激光開槽區(qū)11,參見圖2所示的背面結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例。
所述柵線脊骨的圖案為一條連續(xù)的直線或多個(gè)線段組成的虛線,圖2、3所示的柵線脊骨10為一條連續(xù)的直線,圖4所示的柵線脊骨10為多個(gè)線段組成的虛線。
當(dāng)其設(shè)有第二激光開槽區(qū)90時(shí),所述第二激光開槽區(qū)90包括豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元91,每一組第二激光開槽單元91包括一個(gè)或多個(gè)豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽體92,所述鋁柵外框9與第二激光開槽體92垂直。具體結(jié)合圖7,所述第二激光開槽區(qū)90包括兩個(gè)豎直方向設(shè)置的第二激光開槽單元91A以及兩個(gè)水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元91B,豎直方向設(shè)置的第二激光開槽單元91A包括多個(gè)水平方向設(shè)置的第二激光開槽體92,水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元91B包括多個(gè)豎直方向設(shè)置的第二激光開槽體92。
當(dāng)其設(shè)有第二激光開槽區(qū)90時(shí),可以不需要對(duì)鋁漿和第二激光開槽區(qū)實(shí)施精確對(duì)準(zhǔn),簡(jiǎn)化了激光工藝和印刷工藝,降低了印刷設(shè)備調(diào)試的難度。另外,鋁漿覆蓋區(qū)以外的第二激光開槽區(qū)可以增加電池背表面對(duì)太陽光的吸收,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
當(dāng)柵線脊骨10的下方可以設(shè)有第三激光開槽區(qū)11時(shí),如圖8所示,所述第三激光開槽區(qū)11包括多組第三激光開槽單元12,每一組第三激光開槽單元12包括一個(gè)或多個(gè)豎直方向設(shè)置的第三激光開槽體13,所述第三激光開槽體13與柵線脊骨10垂直,所述柵線脊骨10通過第三激光開槽體13與P型硅相連。
柵線脊骨10的下方設(shè)有第三激光開槽區(qū)11,可以不需要對(duì)漿料和第三激光開槽區(qū)11實(shí)施精確對(duì)準(zhǔn),簡(jiǎn)化了激光工藝和印刷工藝,降低了印刷設(shè)備調(diào)試的難度。另外,漿料覆蓋區(qū)以外的第三激光開槽區(qū)11可以增加電池背表面對(duì)太陽光的吸收,提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
優(yōu)選的,所述柵線脊骨10的根數(shù)為30-500條,所述柵線脊骨10的寬度為30-500微米,所述柵線脊骨10的寬度小于所述第三激光開槽體13的長(zhǎng)度,在柵線脊骨10與第三激光開槽體13垂直的情況下,可以極大的方便柵線脊骨10的印刷問題。不需要精確對(duì)準(zhǔn),柵線脊骨10都可以落在第三激光開槽區(qū)11內(nèi),簡(jiǎn)化了激光工藝和印刷工藝,降低了印刷設(shè)備調(diào)試的難度,易于產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)。
所述柵線脊骨10既可以由銀漿制成,又可以由鋁漿制成。當(dāng)所述柵線脊骨10由銀漿制成時(shí),其寬度為30-60微米;當(dāng)所述柵線脊骨10由鋁漿制成時(shí),其寬度為50-500微米。
需要說明的是,第一激光開槽單元81有多種實(shí)施方式,包括:
(1)每一組第一激光開槽單元81包括一個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82,此時(shí),第一激光開槽單元81為連續(xù)的直線開槽區(qū),具體如圖6所示。多個(gè)第一激光開槽單元81沿著豎直方向排列布置。
(2)每一組第一激光開槽單元81包括多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82,此時(shí),第一激光開槽單元81為線段式非連續(xù)的直線開槽區(qū),具體如圖5所示。該多個(gè)第一激光開槽體82可以是兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或以上,但不限于此。多個(gè)第一激光開槽單元81沿著豎直方向排列布置。
當(dāng)每一組第一激光開槽單元81包括多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82時(shí),其分為以下幾種情況:
A、多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82的寬度、長(zhǎng)度和形狀都是一樣的,其尺寸單位為微米級(jí)別,長(zhǎng)度可以為50-5000微米,但不限于此;需要說明的是,所述第一激光開槽體可以處于同一水平面上,也可以上下錯(cuò)開(即不在同一水平面)上,其錯(cuò)開分布的形貌根據(jù)生產(chǎn)需要而定。
B、多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82的寬度、長(zhǎng)度和形狀都是一樣的,其尺寸單位為毫米級(jí)別,長(zhǎng)度可以為5-600毫米,但不限于此;需要說明的是,所述第一激光開槽體可以處于同一水平面上,也可以上下錯(cuò)開(即不在同一水平面)上,其錯(cuò)開分布的形貌根據(jù)生產(chǎn)需要而定。
C、多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體82的寬度、長(zhǎng)度和/或形狀不一樣的,其可以根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。需要說明的是,所述第一激光開槽體可以處于同一水平面上,也可以上下錯(cuò)開(即不在同一水平面)上,其錯(cuò)開分布的形貌根據(jù)生產(chǎn)需要而定。
作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式,所述第一激光開槽體為直線型,方便加工,簡(jiǎn)化工藝,降低生產(chǎn)成本。所述第一激光開槽體也可以設(shè)置為其他形狀,例如曲線形、弧形、波浪形等,其實(shí)施方式并不局限于本發(fā)明所舉實(shí)施例。
所述第一激光開槽單元之間為平行設(shè)置,每一第一激光開槽單元中,所述第一激光開槽體為并列設(shè)置,可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
所述第一激光開槽單元之間的間距為0.5-50mm。每一第一激光開槽單元中,所述第一激光開槽體之間的間距為0.5-50mm。
所述第一激光開槽體82的長(zhǎng)度為50-5000微米,寬度為10-500微米。優(yōu)選的,所述第一激光開槽體82的長(zhǎng)度為250-1200微米,寬度為30-80微米。
第一激光開槽單元的長(zhǎng)度、寬度和間距和鋁柵的根數(shù)和寬度是在綜合考慮鋁柵與P型硅的接觸面積、鋁柵的遮光面積和充分搜集電子的的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來,目的是盡可能降低背面鋁柵的遮光面積,同時(shí)保證好的電流輸出,進(jìn)而提升電池的整體光電轉(zhuǎn)換效率。
所述背鋁柵線的根數(shù)為30-500條,所述背鋁柵線的寬度為30-500微米,所述背鋁柵線的寬度遠(yuǎn)小于所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度。優(yōu)選的,所述背鋁柵線的根數(shù)為80-220條,所述背鋁柵線的寬度為50-300微米。
所述背鋁柵線的寬度遠(yuǎn)小于所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度,在鋁柵與第一激光開槽體垂直的情況下,可以極大的方便背鋁柵線的印刷問題。不需要精確對(duì)準(zhǔn),鋁柵都可以落在第一激光開槽區(qū)內(nèi),簡(jiǎn)化了激光工藝和印刷工藝,降低了印刷設(shè)備調(diào)試的難度,易于產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)。
本發(fā)明通過對(duì)背面鈍化層通過激光開槽形成第一激光開槽區(qū),然后沿著激光劃線方向的垂直方向印刷鋁漿,使鋁漿通過開槽區(qū)與P型硅相連,得到背鋁柵線。該P(yáng)ERC雙面太陽能電池通過在硅片正面和背面制備電池柵線結(jié)構(gòu),采用不同于常規(guī)印刷鋁漿的方式,可以不需要對(duì)鋁漿和第一激光開槽區(qū)實(shí)施精確對(duì)準(zhǔn),工藝簡(jiǎn)單,易于產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)。鋁柵與第一激光開槽體平行,鋁漿和第一激光開槽區(qū)需要實(shí)施精確對(duì)準(zhǔn),對(duì)印刷設(shè)備的精度和重復(fù)性要求很高,成品率難以得到控制,次品較多,造成平均光電轉(zhuǎn)換效率的下降。采用本發(fā)明,可以將成品率提高至99.5%。
進(jìn)一步,所述背面鈍化層3包括氧化鋁層31和氮化硅層32,所述氧化鋁層31與P型硅4連接,所述氮化硅層32與氧化鋁層31連接;
所述氮化硅層32的厚度為20-500nm;
所述氧化鋁層31的厚度為2-50nm。
優(yōu)選的,所述氮化硅層32的厚度為100-200nm;
所述氧化鋁層31的厚度為5-30nm。
相應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種P型PERC雙面太陽能電池的制備方法,包括:
S101、在硅片正面和背面形成絨面,所述硅片為P型硅;
S102、對(duì)硅片進(jìn)行擴(kuò)散,形成N型發(fā)射極;
S103、去除擴(kuò)散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié);
S104、在硅片背面沉積三氧化二鋁膜;
S105、在硅片背面沉積氮化硅膜;
S106、在硅片正面沉積氮化硅膜;
S107、對(duì)硅片背面激光開槽,形成第一激光開槽區(qū),所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體;
S108、在所述硅片背面印刷背銀主柵電極;
S109、在所述硅片背面,沿著激光開槽的垂直方向印刷鋁漿,得到背鋁柵線,所述背鋁柵線與第一激光開槽體垂直,并沿著背鋁柵線的四周印刷鋁漿,得到鋁柵外框;
S110、在所述硅片背面印刷柵線脊骨;
S111、在所述硅片正面印刷正電極漿料;
S112、對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極和正銀電極。
S113、對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火。
需要說明的是,S106與S104、S105的順序可以互換,S106可以在S104、S105之前。S109中,背鋁柵線和鋁柵外框可分開兩個(gè)步驟完成。
S103和S104之間,還包括:對(duì)硅片背面進(jìn)行拋光。本發(fā)明可以設(shè)有背面拋光步驟,也可以不設(shè)有背面拋光步驟。
所述柵線脊骨由銀漿或鋁漿制成,當(dāng)柵線脊骨由銀漿制成時(shí),S109和S110分開兩個(gè)步驟;當(dāng)柵線脊骨由鋁漿制成時(shí),S109和S110合并為一個(gè)步驟。
所述柵線脊骨下方可以設(shè)有第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū),也可以不設(shè)有第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū)。當(dāng)所述柵線脊骨下方可以設(shè)有第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū)時(shí),步驟(7)還包括:
對(duì)硅片背面激光開槽,形成第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū);
所述第二激光開槽區(qū)包括豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元,每一組第二激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽體;所述第二激光開槽體與鋁柵外框垂直;
所述第三激光開槽區(qū)包括多組第三激光開槽單元,每一組第三激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直方向設(shè)置的第三激光開槽體,所述第三激光開槽體與柵線脊骨垂直。
還需要說明的是,制備方法中的第一激光開槽區(qū)、第三激光開槽區(qū)和背鋁柵線、柵線脊骨、鋁柵外框的具體參數(shù)設(shè)定,同上所述,在此不再贅述。
相應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種PERC太陽能電池組件,包括PERC太陽能電池和封裝材料,所述PERC太陽能電池是上述任一的P型PERC雙面太陽能電池。具體的,作為PERC太陽能電池組件的一實(shí)施例,其由上至下依次連接的高透鋼化玻璃、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、PERC太陽能電池、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA和高透鋼化玻璃組成。
相應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種PERC太陽能系統(tǒng),包括PERC太陽能電池,所述PERC太陽能電池是上述任一的P型PERC雙面太陽能電池。作為PERC太陽能系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施例,包括PERC太陽能電池、蓄電池組,充放電控制器逆變器,交流配電柜和太陽跟蹤控制系統(tǒng)。其中,PERC太陽能系統(tǒng)可以設(shè)有蓄電池組、充放電控制器逆變器,也可以不設(shè)蓄電池組、充放電控制器逆變器,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。
需要說明的是,PERC太陽能電池組件、PERC太陽能系統(tǒng)中,除了P型PERC雙面太陽能電池之外的部件,參照現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)即可。
下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明
實(shí)施例1
(1)在硅片正面和背面形成絨面,所述硅片為P型硅;
(2)對(duì)硅片進(jìn)行擴(kuò)散,形成N型發(fā)射極;
(3)去除擴(kuò)散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié);
(4)在硅片背面沉積三氧化二鋁膜;
(5)在硅片背面沉積氮化硅膜;
(6)在硅片正面沉積氮化硅膜;
(7)對(duì)硅片背面激光開槽,形成第一激光開槽區(qū),所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體,所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度為1000微米,寬度為40微米;
(8)在所述硅片背面印刷背銀主柵電極;
(9)在所述硅片背面,沿著激光開槽的垂直方向印刷鋁漿,得到背鋁柵線,所述背鋁柵線與第一激光開槽體垂直,背鋁柵線的根數(shù)為150條,所述背鋁柵線的寬度為150微米,并沿著背鋁柵線的四周印刷鋁漿,得到鋁柵外框,鋁柵外框的尺寸與背鋁柵線一致;
(10)在所述硅片背面印刷柵線脊骨,所述柵線脊骨選用銀漿,所述柵線脊骨的根數(shù)為140條,寬度為60微米;
(11)在所述硅片正面印刷正電極漿料;
(12)對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極和正銀電極。
(13)對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火。
實(shí)施例2
(1)在硅片正面和背面形成絨面,所述硅片為P型硅;
(2)對(duì)硅片進(jìn)行擴(kuò)散,形成N型發(fā)射極;
(3)去除擴(kuò)散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié),并對(duì)硅片背面進(jìn)行拋光;
(4)在硅片背面沉積三氧化二鋁膜;
(5)在硅片背面沉積氮化硅膜;
(6)在硅片正面沉積氮化硅膜;
(7)對(duì)硅片背面激光開槽,形成第一激光開槽區(qū)、第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū),所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體,所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度為500微米,寬度為50微米;
所述第二激光開槽區(qū)包括豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元,每一組第二激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽體;所述第二激光開槽體與鋁柵外框垂直,所述第二激光開槽體的長(zhǎng)度為500微米,寬度為50微米;
所述第三激光開槽區(qū)包括多組第三激光開槽單元,每一組第三激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直方向設(shè)置的第三激光開槽體,所述第三激光開槽體的長(zhǎng)度為500微米,寬度為50微米;
(8)在所述硅片背面印刷背銀主柵電極;
(9)在所述硅片背面,沿著激光開槽的垂直方向印刷鋁漿,得到背鋁柵線,所述背鋁柵線與第一激光開槽體垂直,背鋁柵線的根數(shù)為200條,所述背鋁柵線的寬度為200微米,并沿著背鋁柵線的四周印刷鋁漿,得到鋁柵外框,鋁柵外框的尺寸與背鋁柵線一致,鋁柵外框與第二激光開槽體垂直;
(10)在所述硅片背面印刷柵線脊骨,所述柵線脊骨選用銀漿,所述柵線脊骨的根數(shù)為190條,寬度為50微米,柵線脊骨與第三激光開槽體垂直;
(11)在所述硅片正面印刷正電極漿料;
(12)對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極和正銀電極。
(13)對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火。
實(shí)施例3
(1)在硅片正面和背面形成絨面,所述硅片為P型硅;
(2)對(duì)硅片進(jìn)行擴(kuò)散,形成N型發(fā)射極;
(3)去除擴(kuò)散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié);
(4)在硅片背面沉積三氧化二鋁膜;
(5)在硅片背面沉積氮化硅膜;
(6)在硅片正面沉積氮化硅膜;
(7)對(duì)硅片背面激光開槽,形成第一激光開槽區(qū),所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體,所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度為300微米,寬度為30微米;
(8)在所述硅片背面印刷背銀主柵電極;
(9)在所述硅片背面,沿著激光開槽的垂直方向印刷鋁漿,得到背鋁柵線,并沿著背鋁柵線的垂直方向印刷柵線脊骨,所述柵線脊骨選用鋁漿,背鋁柵線與第一激光開槽體垂直,背鋁柵線的根數(shù)為250條,背鋁柵線的寬度為250微米,脊骨的根數(shù)為240條,寬度為100微米,并沿著背鋁柵線的四周印刷鋁漿,得到鋁柵外框,鋁柵外框的尺寸與背鋁柵線一致;
(10)在所述硅片正面印刷正電極漿料;
(11)對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極和正銀電極。
(12)對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火。
實(shí)施例4
(1)在硅片正面和背面形成絨面,所述硅片為P型硅;
(2)對(duì)硅片進(jìn)行擴(kuò)散,形成N型發(fā)射極;
(3)去除擴(kuò)散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊PN結(jié),并對(duì)硅片背面進(jìn)行拋光;
(4)在硅片背面沉積三氧化二鋁膜;
(5)在硅片背面沉積氮化硅膜;
(6)在硅片正面沉積氮化硅膜;
(7)對(duì)硅片背面激光開槽,形成第一激光開槽區(qū)、第二激光開槽區(qū)和第三激光開槽區(qū),所述第一激光開槽區(qū)包括多組水平方向設(shè)置的第一激光開槽單元,每一組第一激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)水平方向設(shè)置的第一激光開槽體,所述第一激光開槽體的長(zhǎng)度為1200微米,寬度為200微米;
所述第二激光開槽區(qū)包括豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽單元,每一組第二激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直或水平方向設(shè)置的第二激光開槽體;所述第二激光開槽體與鋁柵外框垂直,所述第二激光開槽體的長(zhǎng)度為1200微米,寬度為200微米;
所述第三激光開槽區(qū)包括多組第三激光開槽單元,每一組第三激光開槽單元包括一個(gè)或多個(gè)豎直方向設(shè)置的第三激光開槽體,所述第三激光開槽體的長(zhǎng)度為1200微米,寬度為200微米;
(8)在所述硅片背面印刷背銀主柵電極;
(9)在所述硅片背面,沿著激光開槽的垂直方向印刷鋁漿,得到背鋁柵線,并沿著背鋁柵線的垂直方向印刷柵線脊骨,沿著背鋁柵線的四周印刷鋁柵外框,所述柵線脊骨選用鋁漿,背鋁柵線與第一激光開槽體垂直,鋁柵外框的尺寸與背鋁柵線一致,鋁柵外框與第二激光開槽體垂直,柵線脊骨與第三激光開槽體垂直,背鋁柵線的根數(shù)為300條,背鋁柵線的寬度為300微米,脊骨的根數(shù)為280條,寬度為200微米;
(10)在所述硅片正面印刷正電極漿料;
(11)對(duì)硅片進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),形成背銀電極和正銀電極。
(12)對(duì)硅片進(jìn)行抗LID退火。
最后所應(yīng)當(dāng)說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。