本實用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種P型PERC雙面太陽能電池。

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，在P-N結(jié)電場的作用下，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。

隨著對晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率的要求越來越高，人們開始研究PERC背鈍化太陽電池技術(shù)。目前業(yè)界主流廠家的焦點集中在單面PERC太陽能電池的量產(chǎn)，而對于雙面PERC太陽能電池也僅僅是一些研究機構(gòu)在實驗室做的研究。

對于雙面PERC太陽能電池，由于光電轉(zhuǎn)換效率高，同時雙面吸收太陽光，發(fā)電量更高，在實際應(yīng)用中具有更大的使用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種P型PERC雙面太陽能電池，該太陽能電池通過在電池背面的背鋁柵線上再印刷一層背鋁柵線，來提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

本實用新型的這一目的通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種P型PERC雙面太陽能電池，包括自下而上依次設(shè)置的背電極、背面氮化硅膜、背面氧化鋁膜、P型硅、N型硅、正面氮化硅膜和正銀電極，所述的正銀電極由材料為銀的正銀主柵電極和材料為銀的正銀副柵電極組成，正銀副柵電極與正銀主柵電極相垂直，所述的背電極由材料為銀的背銀主柵電極和材料為鋁的背鋁副柵電極組成，背鋁副柵電極和背銀主柵電極相垂直，所述太陽能電池在背面還開設(shè)有開通所述背面氮化硅膜、背面氧化鋁膜后直至P型硅的激光開槽區(qū)，激光開槽區(qū)內(nèi)印刷灌注鋁漿料，形成背鋁條，背鋁副柵電極與激光開槽區(qū)內(nèi)的背鋁條一體印刷成型，背鋁副柵電極通過背鋁條與P型硅相連，其特征在于：所述的背鋁副柵電極為兩層背鋁柵線疊加印刷形成的雙層結(jié)構(gòu)，位于內(nèi)層的背鋁柵線為內(nèi)層背鋁柵線，位于外層的背鋁柵線為外層背鋁柵線。

本實用新型的雙面PERC太陽能電池通過在電池背面的背鋁柵線上再印刷一層背鋁柵線，為兩層背鋁柵線的疊加結(jié)構(gòu)，增加背鋁副柵電極的高度，使入射光線在背鋁柵線上形成一次或多次反射，反射光再入射到太陽能電池中，增加電池背面接受到的太陽光能量，同時增加背鋁副柵電極的導(dǎo)電性，降低電池的串阻。

本實用新型中，所述激光開槽區(qū)與背鋁副柵電極平行設(shè)置或垂直設(shè)置。

作為優(yōu)選實施例，本實用新型中，所述內(nèi)層背鋁柵線的寬度為30～500微米，最優(yōu)的寬度為50～250微米。

所述外層背鋁柵線的寬度為30～500微米，最優(yōu)的寬度為50～250微米。

所述內(nèi)層背鋁柵線的高度為3～30微米。

所述外層背鋁柵線的高度為1～30微米。

所述背面氮化硅膜的厚度為20～500nm，最優(yōu)的厚度為100～200nm。

所述背面氧化鋁膜的厚度為2～50nm，最優(yōu)的厚度為5～30nm。

所述背銀主柵電極為連續(xù)直柵線或分段柵線，所述背鋁副柵電極的根數(shù)為30～500條，最優(yōu)的根數(shù)為80～220微米。

本實用新型中，內(nèi)層背鋁柵線的寬度和外層背鋁柵線的寬度可以相同，也可以不同。

本實用新型中，所述激光開槽區(qū)為多個，激光開槽區(qū)的圖案為，激光開槽區(qū)的寬度為10～500微米，相鄰激光開槽區(qū)之間的間距為0.5～50mm。

本實用新型可以做如下改進：所述背電極的外圍還印刷一圈材質(zhì)為鋁的鋁柵外框，所述鋁柵外框分別與對應(yīng)的背銀主柵電極和背鋁副柵電極相連接，所述的鋁柵外框用于給電子多提供一條傳輸路徑。

在太陽能電池印刷過程中，由于鋁漿的粘度較大，網(wǎng)版的線寬又比較窄，會偶爾出現(xiàn)鋁柵斷柵的情況。鋁柵斷柵會導(dǎo)致EL測試的圖像出現(xiàn)黑色斷柵，又會影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本實用新型在背電極的外圍增設(shè)一圈鋁柵外框，給電子多提供了一條傳輸路徑，防止鋁柵斷柵造成的EL測試斷柵和光電轉(zhuǎn)換效率低的問題。鋁柵外框分別與對應(yīng)的背銀主柵電極和背鋁副柵電極相連接，鋁柵外框下可以有激光開槽區(qū)，通過激光開槽區(qū)與P型硅相連，鋁柵外框也可以沒有激光開槽區(qū)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的太陽能電池能大幅提高電池光電轉(zhuǎn)換效率，設(shè)備投入成本低，工藝簡單，且與目前生產(chǎn)線兼容性好。

試驗證明，本實用新型太陽能電池能采用雙層背鋁柵線結(jié)構(gòu)后，電池背面的光電轉(zhuǎn)換效率(絕對值)提高0.03％～0.2％，電池正面和背面的綜合光電轉(zhuǎn)換效率(絕對值)提高0.02％～0.18％。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池的整體結(jié)構(gòu)截面圖；

圖2是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池中背電極的平面圖；

圖3是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池中背鋁副柵電極的截面圖，顯示外層背鋁柵線、內(nèi)層背鋁柵線和背鋁條之間的位置關(guān)系和連接關(guān)系；

圖4是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池中另一結(jié)構(gòu)的背電極的平面圖；

圖5是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池中又一結(jié)構(gòu)的背電極的平面圖；

圖6是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池中又一結(jié)構(gòu)的背電極的平面圖；

圖7是本實用新型P型PERC雙面太陽能電池中又一結(jié)構(gòu)的背電極的平面圖。

附圖標(biāo)記說明

1、背電極，11、背銀主柵電極；12、背鋁副柵電極；121、內(nèi)層背鋁柵線；

122、外層背鋁柵線；2、激光開槽區(qū)，3、背面氮化硅膜，4、背面氧化鋁膜，

5、P型硅，6、N型硅，7、正面氮化硅膜，8、正銀電極，81、正銀主柵電極；

82、正銀副柵電極；9、背鋁條，10、鋁柵外框。

具體實施方式

實施例一

如圖1至圖3所示的一種P型PERC雙面太陽能電池，包括自下而上依次設(shè)置的背電極1、背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4、P型硅5、N型硅6、正面氮化硅膜7和正銀電極8，正銀電極8由材料為銀的正銀主柵電極81和材料為銀的正銀副柵電極82組成，正銀副柵電極82與正銀主柵電極81相垂直，背電極1由材料為銀的背銀主柵電極11和材料為鋁的背鋁副柵電極12組成，背鋁副柵電極12和背銀主柵電極11相垂直，背鋁副柵電極12也稱之為背鋁副柵電極。

太陽能電池在背面還開設(shè)有開通背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4后直至P型硅5的激光開槽區(qū)2，激光開槽區(qū)2與背鋁副柵電極12平行設(shè)置，激光開槽區(qū)2內(nèi)印刷灌注鋁漿料，形成背鋁條9，背電極1由材料為銀的背銀主柵電極11和材料為鋁的背鋁副柵電極12組成，背鋁副柵電極12與激光開槽區(qū)2內(nèi)的背鋁條9一體印刷成型，背鋁副柵電極12通過背鋁條9與P型硅5相連，該背鋁副柵電極12為兩層背鋁柵線疊加印刷形成的雙層結(jié)構(gòu)，位于內(nèi)層的背鋁柵線為內(nèi)層背鋁柵線121，位于外層的背鋁柵線為外層背鋁柵線122，內(nèi)層背鋁柵線121和外層背鋁柵線12組成雙層的背鋁副柵電極12。背鋁副柵電極12下面可以覆蓋多個激光開槽區(qū)2。

本實施例中的背鋁條9與內(nèi)層背鋁柵線121一體印刷成型，其實為內(nèi)層背鋁柵線121的一部分，印刷內(nèi)層背鋁柵線121時，鋁漿會流入到激光開槽區(qū)2內(nèi)形成背鋁條9，印刷完內(nèi)層背鋁柵線121后再在內(nèi)層背鋁柵線121的外表面印刷外層背鋁柵線122，形成雙層背鋁柵線結(jié)構(gòu)。

本實施例中，太陽能電池的背鋁副柵電極12采用兩層背鋁柵線的疊加結(jié)構(gòu)，能夠增加背鋁副柵電極的高度，使入射光線在背鋁柵線上形成一次或多次反射，反射光再入射到太陽能電池中，增加電池背面接收到的太陽光能量，同時增加背鋁副柵電極的導(dǎo)電性，降低電池的串阻，提高雙面太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

本實施例的背面氧化鋁膜4的材質(zhì)為三氧化二鋁(Al2O3)，背面氮化硅膜3和正面氮化硅膜7的材質(zhì)相同，均為氮化硅(Si3N4)。激光開槽區(qū)2的圖案為直線型，也可以選用線段式或點線式或圓點式。激光開槽區(qū)2的寬度為30微米，寬度也可以在10～500微米之間取值，優(yōu)選為30～60微米。

本實施例中，背銀主柵電極11為連續(xù)直柵線，背鋁副柵電極12的根數(shù)為150條，內(nèi)層背鋁柵線121的寬度為500微米，高度為3微米，外層背鋁柵線122的寬度與內(nèi)層背鋁柵線121的寬度相等，也為500微米，高度為30微米，背面氮化硅膜3的厚度為20nm，背面氧化鋁膜4的厚度為2nm。

其中，內(nèi)層背鋁柵線121的寬度也可以在30～500微米范圍內(nèi)取值，高度也可以在3～30微米范圍內(nèi)取值，外層背鋁柵線122的寬度也可以在30～500微米范圍內(nèi)取值，高度也可以在3～30微米范圍內(nèi)取值，背面氮化硅膜3的厚度也可以在20～500nm范圍內(nèi)取值，最優(yōu)的厚度范圍為100～200nm，背面氧化鋁膜4的厚度也可以在2～50nm范圍內(nèi)取值，最優(yōu)的厚度范圍為5～30nm。

作為本實施例的變換，背電極也可以采用圖4的結(jié)構(gòu)，此時激光開槽區(qū)2為多個，呈線段狀，每一條背鋁副柵電極12下面覆蓋多個激光開槽區(qū)2。

作為圖2所示背電極的改進，背電極也可以采用圖5的結(jié)構(gòu)，此時，背電極的外圍還印刷一圈材質(zhì)為鋁的鋁柵外框10，鋁柵外框10分別與對應(yīng)的背銀主柵電極11和背鋁副柵電極12相連接，鋁柵外框10用于給電子多提供一條傳輸路徑，防止鋁柵斷柵造成的EL測試斷柵和光電轉(zhuǎn)換效率低的問題。圖5中鋁柵外框10下還平行開設(shè)有激光開槽區(qū)2，通過激光開槽區(qū)2與P型硅相連。鋁柵外框10也可以沒有激光開槽區(qū)2。圖5所示的鋁柵外框10為矩形框，分別與對應(yīng)的多根背銀主柵電極11和背鋁副柵電極12相連接，鋁柵外框10也可以根據(jù)背電極形狀選擇與之適配的結(jié)構(gòu)，如長方形框或正方形框或圓形框或橢圓形框等。

作為本實施例的變換，背電極也可以采用圖6的結(jié)構(gòu)，此時激光開槽區(qū)2與背鋁副柵電極12垂直設(shè)置，激光開槽區(qū)2為多個，激光開槽區(qū)的圖案為直線型，相鄰的激光開槽區(qū)之間的間距為0.9mm，該間距也可以在0.5～50mm內(nèi)取值，優(yōu)選范圍為0.8-30mm。

作為圖6所示背電極的改進，背電極也可以采用圖7的結(jié)構(gòu)，此時，背電極的外圍還印刷一圈材質(zhì)為鋁的鋁柵外框10，鋁柵外框10分別與對應(yīng)的背銀主柵電極11和背鋁副柵電極12相連接。圖7中鋁柵外框10下還開設(shè)有與鋁柵外框10相垂直的激光開槽區(qū)2，通過激光開槽區(qū)2與P型硅相連。鋁柵外框10也可以沒有激光開槽區(qū)2。

上述P型PERC雙面太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

(1)在硅片正面和背面形成絨面，硅片為P型硅5；

(2)在硅片正面進行擴散，形成N型硅6，即N型發(fā)射極；

(3)去除擴散過程形成的磷硅玻璃和周邊PN結(jié)；

(4)對硅片背面進行拋光，形成高反射率的背表面；

(5)在硅片背面沉積背面氧化鋁膜4；

(6)在氧化鋁膜的背面沉積背面氮化硅膜3；

(7)在N型硅6的正面沉積正面氮化硅膜7；

(8)對硅片背面進行激光開槽，開通背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4后直至硅片，形成激光開槽區(qū)2；

(9)在硅片背面采用絲網(wǎng)印刷來印刷背電極1的背銀主柵電極11；

(10)在硅片背面采用絲網(wǎng)印刷來印刷內(nèi)層背鋁柵線121，在印刷內(nèi)層背鋁柵線121的同時在激光開槽區(qū)2內(nèi)印刷鋁漿料，形成背鋁條9，背鋁條9與內(nèi)層背鋁柵線121一體印刷成型，背鋁條9其實為內(nèi)層背鋁柵線121的一部分，印刷內(nèi)層背鋁柵線121時，鋁漿會流入到激光開槽區(qū)2內(nèi)形成背鋁條9；

(11)在內(nèi)層背鋁柵線121的外表面采用絲網(wǎng)來印刷外層背鋁柵線122，外層背鋁柵線122和內(nèi)層背鋁柵線121形成的兩層背鋁柵線為背電極1的背鋁副柵電極12；

(12)在正面氮化硅膜7的正面采用絲網(wǎng)印刷來印刷正電極漿料，也可以采用噴墨方式印刷；

(13)對硅片進行高溫?zé)Y(jié)，形成背電極1和正銀電極8；

(14)對硅片進行抗LID退火處理，形成太陽能電池。

其中，步驟(7)在N型硅6的正面沉積正面氮化硅膜7也可以發(fā)生在步驟(5)在硅片背面沉積背面氧化鋁膜4之前，步驟(4)也可以省去。

實施例二

本實用新型P型PERC雙面太陽能電池的實施例二和實施例一不同之處在于，實施例二中，背銀主柵電極11為分段柵線，背鋁副柵電極12的根數(shù)為100條，內(nèi)層背鋁柵線121的寬度為200微米，高度為8微米，外層背鋁柵線122的寬度為150微米，高度為8微米，背面氮化硅膜3的厚度為150nm，背面氧化鋁膜4的厚度為6nm。

實施例三

本實用新型P型PERC雙面太陽能電池的實施例三和實施例一不同之處在于，實施例三中，背銀主柵電極11為連續(xù)直柵線，背鋁副柵電極12的根數(shù)為180條，內(nèi)層背鋁柵線121的寬度為300微米，高度為12微米，外層背鋁柵線122的寬度為350微米，高度為6微米，背面氮化硅膜3的厚度為140nm，背面氧化鋁膜4的厚度為15nm。

實施例四

本實用新型P型PERC雙面太陽能電池的實施例四和實施例一不同之處在于，實施例四中，背銀主柵電極11為分段柵線，背鋁副柵電極12的根數(shù)為250條，內(nèi)層背鋁柵線121的寬度為100微米，高度為16微米，外層背鋁柵線122的寬度為160微米，高度為4微米，背面氮化硅膜3的厚度為180nm，背面氧化鋁膜4的厚度為25nm。

實施例五

本實用新型P型PERC雙面太陽能電池的實施例五和實施例一不同之處在于，實施例五中，背銀主柵電極11為連續(xù)直柵線，背鋁副柵電極12的根數(shù)為500條，內(nèi)層背鋁柵線121的寬度為40微米，高度為30微米，外層背鋁柵線122的寬度與內(nèi)層背鋁柵線121的寬度相等，也為40微米，高度為1微米，背面氮化硅膜3的厚度為250nm，背面氧化鋁膜4的厚度為30nm。

本實用新型的上述實施例并不是對本實用新型保護范圍的限定，本實用新型的實施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本實用新型的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，對本實用新型上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。