一種四主柵多晶太陽電池及其擴(kuò)散工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種四主柵多晶太陽電池及其擴(kuò)散工藝，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中的一步擴(kuò)散法的三主柵多晶太陽電池的轉(zhuǎn)換效率普遍偏低等技術(shù)問題。本四主柵多晶太陽電池，它包括呈板狀的本體，本體的一側(cè)為正極，本體的另一側(cè)為負(fù)極，正極上均布有4條主柵和98?104條細(xì)柵，主柵與細(xì)柵垂直設(shè)置且它們互相連接，每條主柵之間的間距為38—40毫米，主柵的寬度為1.0—1.2毫米，細(xì)柵間距為1.4—1.8毫米，細(xì)柵的寬度為0.034—0.038毫米，以及其擴(kuò)散工藝。本發(fā)明具有封裝損耗低、多晶太陽電池轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
-種四主柵多晶太陽電池及其擴(kuò)散工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種四主柵多晶太陽電池及其擴(kuò)散工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)對太陽電池更高效率的不斷追求，四主柵及發(fā)射區(qū)低濃度擴(kuò)散及是當(dāng)前 制備局效率晶體娃太陽電池的研究方向之一。
[0003] 低濃度擴(kuò)散即高方阻發(fā)射區(qū)工藝能減少電池表面的少子復(fù)合速率，降低開路電壓 損失，降低反向飽和電流密度，提高短波響應(yīng)，最終使開路電壓化C和短路電流Isc得到提 升，但低濃度擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致太陽電池的串聯(lián)電阻Rs增加，填充因子FF下降，所W要使太陽電池 的最終轉(zhuǎn)換效率有提升，需要在Uoc和Isc大幅提升的同時(shí)減少低濃度擴(kuò)散帶來的串阻增 加，提升填充因子FF。而解決運(yùn)個(gè)問題可通過增加太陽電池的主柵線數(shù)和細(xì)柵線數(shù)來完成。 而增加主柵不但可W減少電流在細(xì)柵中經(jīng)過的距離，還減少了每條主柵自身承載的電流。 意味著4主柵結(jié)構(gòu)可W配合更細(xì)的柵線而不會(huì)顯著影響填充因子，增加主柵的數(shù)量對減少 電池組串后的電阻同樣有效。然而為了減少柵線數(shù)增加帶來的遮光面積變大而引起電流的 損失就需要調(diào)整正電極的高寬比，適當(dāng)縮小細(xì)柵和主柵的禁帶寬度是目前最有效的方法， 主要通過降低柵線印刷寬度、增加正極細(xì)柵根數(shù)，彌補(bǔ)柵線根數(shù)增加導(dǎo)致的遮光損失并利 用低濃度淺結(jié)擴(kuò)散工藝顯著地降低太陽能電池片表面的少數(shù)載流子復(fù)合速度，提高短波段 的光譜響應(yīng)，使開路電壓化C和短路電流Isc得到提升的同時(shí)杜絕因?yàn)楦叻阶铚\結(jié)導(dǎo)致的電 池接觸電阻上升來實(shí)現(xiàn)，太陽電池轉(zhuǎn)換效率可提升0.20%。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種四主柵多晶太 陽電池，該太陽電池具有封裝損耗低的特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明的第一個(gè)目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種四主柵多晶太陽電池，包 括呈板狀的本體，所述本體的一側(cè)為正極，所述本體的另一側(cè)為負(fù)極，所述正極上均布有4 條主柵和98-104條細(xì)柵，所述主柵與細(xì)柵垂直設(shè)置且它們相互連接，其特征在于，所述每條 主柵之間的間距為38-40毫米，所述主柵的寬度為1.0-1.2毫米，所述細(xì)柵間距為1.4- 1.8毫米，所述細(xì)柵的寬度為0.034-0.038毫米。
[0006] 采用W上結(jié)構(gòu)，采用4條主柵和98-104條細(xì)柵的設(shè)計(jì)，使得成品開路電壓比常規(guī)多 晶太陽電池高，同時(shí)，避免了由于擴(kuò)散方阻提升而導(dǎo)致的串聯(lián)電阻上升，且在封裝組件時(shí)能 降低封裝損耗，封裝損耗低。
[0007] 所述的主柵由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置。
[000引所述每個(gè)主柵段的長度為9-11暈米。
[0009] 所述細(xì)柵的長度為154-154.5毫米。
[0010] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種四主柵多晶太 陽電池的擴(kuò)散工藝，該擴(kuò)散工藝具有多晶太陽電池轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)。
[0011] 本發(fā)明的第二個(gè)目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種四主柵多晶太陽電池的擴(kuò) 散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0012] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散爐中溫度在750-790°C保持8-12 分鐘，在該時(shí)間范圍內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積 比為15:1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為11:100;
[001引B、變溫沉積:將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度在8-10分鐘內(nèi)提升至810-820°C，在該時(shí)間范圍 內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為16:1，所述小氮 和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12:100;
[0014] C、高溫沉積:在820-830°C進(jìn)行2-5分鐘的保溫，運(yùn)個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為14:1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混 合氣體的體積比為11:100;
[001引D、升溫:將8-10分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度升至84(TC，升溫過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通 入大氮；
[0016] E、高溫推結(jié):待擴(kuò)散爐內(nèi)在845 °C溫度時(shí)穩(wěn)定后，在12-14分鐘內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入 大氮和氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的38 % -40 % ;
[0017] F、冷卻:在10-12分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度降至780°C，運(yùn)個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通 入大氮、氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的36 % -38 %。
[0018] 所述擴(kuò)散爐內(nèi)的氣體流量恒定。
[0019] 所述擴(kuò)散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min。
[0020] 所述小氮流量為2.化/min~2.化/min，所述氧氣的流量為0.化/min~0.化/min， 所述大氮的流量為7.化/min~7.化/min。
[0021] 所述步驟A中小氮流量為2.化/min,所述氧氣的流量為0.化/min,所述大氮的流量 為7.化/min。
[0022] 所述步驟B中小氮流量為2.化/min,所述氧氣的流量為0.化/min,所述大氮的流量 為7.化/min。
[0023] 所述步驟C中小氮流量為2.化/min,所述氧氣的流量為0.化/min,所述大氮的流量 為7.化/min。
[0024] 所述本體的方塊電阻為92-102 Q/0。
[0025] 采用W上工藝，使得在不增加成本的情況下，可W提高多晶太陽電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 本發(fā)明采用4條主柵和98-104條細(xì)柵的密柵設(shè)計(jì)，使得成品開路電壓比常規(guī)多晶 太陽電池高，同時(shí)，避免了由于擴(kuò)散方阻提升而導(dǎo)致的串聯(lián)電阻上升，且在封裝組件時(shí)能降 低封裝損耗，封裝損耗低;采用該擴(kuò)散工藝，相比一次恒溫沉積擴(kuò)散可W在不增加成本的情 況下使生產(chǎn)的多晶太陽電池獲得高的轉(zhuǎn)換效率，多晶太陽電池轉(zhuǎn)化率高。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本四主柵多晶太陽電池的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖2是本四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝的步驟示意圖。
[0030] 圖中，1、本體;2、主柵;3、細(xì)柵。
【具體實(shí)施方式】
[0031] W下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于運(yùn)些實(shí)施例。
[003^ 實(shí)施例一：
[0033] 如圖1所示，本四主柵多晶太陽電池，包括呈板狀的本體1，本體1的一側(cè)為正極，本 體1的另一側(cè)為負(fù)極，正極上均布有4條主柵2和101條細(xì)柵3,主柵2與細(xì)柵3垂直設(shè)置且它們 電連接，每條主柵2之間的間距為39毫米，主柵2的寬度為1.1毫米，細(xì)柵3間距為1.5毫米，細(xì) 柵3的寬度為0.035毫米。
[0034] 如圖1所示，主柵2由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置;每個(gè)主柵段的長度為10毫 米;細(xì)柵3的長度為154毫米。
[0035] 如圖2所示，本四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0036] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散爐中溫度在79(TC保持12分鐘，在 該時(shí)間范圍內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為15:1，小 氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為11:100;
[0037] B、變溫沉積:將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度在10分鐘內(nèi)提升至820°C，在該時(shí)間范圍內(nèi)向擴(kuò)散 爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為16:1，小氮和大氮與氧氣兩者 混合氣體的體積比為12:100;
[0038] C、高溫沉積:在830°C進(jìn)行5分鐘的保溫，運(yùn)個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和 小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為14:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為 11:100;
[0039] D、升溫:將10分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度升至84(TC，升溫過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮；
[0040] E、高溫推結(jié):待擴(kuò)散爐內(nèi)在845°C溫度時(shí)穩(wěn)定后，在14分鐘內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮 和氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的38 % ;
[0041] F、冷卻:在12分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度降至780°C，運(yùn)個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的36 %。
[0042] 擴(kuò)散爐內(nèi)的氣體流量恒定;擴(kuò)散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min;小氮流 量為2.化/min~2.化/min，氧氣的流量為0.化/min~0.化/min，大氮的流量為7 .化/min~ 7.6L/min。
[0043] 步驟A中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮的流量為7.化/min; 步驟B中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮的流量為7.化/min;步驟C中小 氮流量為2.化/min，氧氣的流量為0.化/min，大氮的流量為7.化/min。
[0044] 本體的方塊電阻為92 Q/n。
[0045] 下表為列出了本發(fā)明實(shí)施例一的四主柵多晶太陽電池與常規(guī)多晶太陽電池的電 性能數(shù)據(jù)：
[0046]
[0047] 實(shí)施例二：
[004引如圖1所示，本四主柵多晶太陽電池，包括呈板狀的本體1，本體1的一側(cè)為正極，本 體1的另一側(cè)為負(fù)極，正極上均布有4條主柵2和101條細(xì)柵3,主柵2與細(xì)柵3垂直設(shè)置且它們 電連接，每條主柵2之間的間距為39毫米，主柵2的寬度為1.05毫米，細(xì)柵3間距為1.5毫米， 細(xì)柵3的寬度為0.036毫米。
[0049] 如圖1所示，主柵2由若干段主柵段縱向排列均布設(shè)置;每個(gè)主柵段的長度為9毫 米;細(xì)柵3的長度為154.5毫米。
[0050] 如圖2所示，本四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，該工藝包括W下步驟：
[0051] A、低溫沉積:將本體置入普通的擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散爐中溫度在790°C保持10分鐘，在 該時(shí)間范圍內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為15:1，小 氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為11:100;
[0052] B、變溫沉積:將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度在10分鐘內(nèi)提升至810°C，在該時(shí)間范圍內(nèi)向擴(kuò)散 爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為16:1，小氮和大氮與氧氣兩者 混合氣體的體積比為12:100;
[0053] C、高溫沉積:在825°C進(jìn)行3分鐘的保溫，運(yùn)個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和 小氮的混合氣體，大氮與氧氣體積比為14:1，小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為 11:100；
[0054] D、升溫:將10分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度升至840°C，升溫過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮；
[0055] E、高溫推結(jié):待擴(kuò)散爐內(nèi)在845°C溫度時(shí)穩(wěn)定后，在12分鐘內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮 和氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的40% ;
[0056] F、冷卻:在10分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度降至780°C，運(yùn)個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣的混合氣體，氧氣占上述混合氣體體積的38 %。
[0057] 擴(kuò)散爐內(nèi)的氣體流量恒定;擴(kuò)散爐內(nèi)的氣體通入流量為化/min-lOL/min;小氮流 量為2.化/min~2.化/min，氧氣的流量為O.化/min~O.化/min，大氮的流量為7 .化/min~ 7.6L/min。
[005引步驟A中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為O.化/min，大氮的流量為7.化/min; 步驟B中小氮流量為2.化/min，氧氣的流量為O.化/min，大氮的流量為7.化/min;步驟C中小 氮流量為2.化/min，氧氣的流量為O.化/min，大氮的流量為7.化/min。
[0化9] 本體的方塊電阻為101 Q/口。
[0060]下表為列出了本發(fā)明實(shí)施例二的四主柵多晶太陽電池與常規(guī)多晶太陽電池的電 性能數(shù)據(jù)：
[0061]
[0062] 本發(fā)明采用多溫度平臺(tái)變溫沉積高溫推結(jié)工藝，并且印刷正極過程中的正極印刷 圖形采用4條主柵和98-104條細(xì)柵的密柵設(shè)計(jì)，使得成品開路電壓比常規(guī)多晶太陽電池提 升Imv，同時(shí)，避免了由于擴(kuò)散方阻提升而導(dǎo)致的串聯(lián)電阻上升，多晶太陽電池平均轉(zhuǎn)換效 率較常規(guī)=主柵多晶太陽電池高0.20% W上，并且在組件封裝時(shí)能降低由于短波吸收損失 而導(dǎo)致的封裝損耗。
[0063] 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可W對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替 代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種四主柵多晶太陽電池，它包括呈板狀的本體，所述本體的一側(cè)為正極，所述本體 的另一側(cè)為負(fù)極，所述正極上均布有4條主柵和98-104條細(xì)柵，所述主柵與細(xì)柵垂直設(shè)置且 它們互相連接，其特征在于，所述每條主柵之間的間距為38-40毫米，所述主柵的寬度為 1.0-1.2毫米，所述細(xì)柵間距為1.4 一 1.8毫米，所述細(xì)柵的寬度為0.034-0.038毫米。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四主柵多晶太陽電池，其特征在于，所述的主柵由若干段主柵 段縱向排列均布設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四主柵多晶太陽電池，其特征在于，所述每個(gè)主柵段的長度為 9一11暈米。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的四主柵多晶太陽電池，其特征在于，所述細(xì)柵的長度為154- 154 · 5暈米。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四主柵多晶太陽電池，其特征在于，所述本體的方塊電阻為 92一102 Ω /□ 06. -種四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，該工藝包括以下步驟： A、 低溫沉積：將本體置入普通的擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散爐中溫度在750-790 °C保持8-12分 鐘，在該時(shí)間范圍內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比 為15:1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為11:100; B、 變溫沉積:將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度在8-10分鐘內(nèi)提升至810-820°C，在該時(shí)間范圍內(nèi)向 擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為16:1，所述小氮和大 氮與氧氣兩者混合氣體的體積比為12:100; C、 高溫沉積:在820-830°C進(jìn)行2-5分鐘的保溫，這個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮、氧 氣和小氮的混合氣體，所述大氮與氧氣體積比為14:1，所述小氮和大氮與氧氣兩者混合氣 體的體積比為11:100; D、 升溫:將8-10分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度升至840°C，升溫過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮； E、 高溫推結(jié):待擴(kuò)散爐內(nèi)在845 °C溫度時(shí)穩(wěn)定后，在12-14分鐘內(nèi)向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大氮 和氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的38 % - 40 % ; F、 冷卻:在10-12分鐘內(nèi)將擴(kuò)散爐內(nèi)的溫度降至780°C，這個(gè)過程中向擴(kuò)散爐內(nèi)通入大 氮、氧氣的混合氣體，所述氧氣占上述混合氣體體積的36 % - 38 %。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，其特征在于，所述擴(kuò)散爐內(nèi) 的氣體流量恒定。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，其特征在于，所述擴(kuò)散爐內(nèi) 的氣體通入流量為8L/min-10L/min。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，其特征在于，所述小氮流量 為2.2L/min~2.6L/min，所述氧氣的流量為0.5L/min~0.7L/min，所述大氮的流量為7.4L/ min~7·6L/min〇10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的四主柵多晶太陽電池的擴(kuò)散工藝，其特征在于，所述步驟A中 所述小氮流量為2.2L/min，所述氧氣的流量為0.5L/min，所述大氮的流量為7.4L/min;所述 步驟B中所述小氮流量為2.6L/min，所述氧氣的流量為0.7L/min，所述大氮的流量為7.6L/ min;所述步驟C中所述小氮流量為2.5L/min，所述氧氣的流量為0.6L/min，所述大氮的流量
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK106098805SQ201610429580
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】朱金浩, 蔣劍波, 朱世杰, 許布, 萬光耀, 陳玨榮, 吳振宏, 文長洪
【申請人】浙江光隆能源科技股份有限公司