[发明专利]一种新型背接触太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池及其制造方法。

背景技术

背接触太阳能电池具有独特的结构，其特点是电池的正负两个电极全部在电池的背表面制作，与传统的太阳能电池相比，大大减少了电池正表面(受光面)由于电极遮挡而引起的功率损失，提高了入射太阳光的利用率；第二个优点是正负电极都在电池背面制作，电极的面积不受限制，而且制成组件时电池间距小、应力低，尤其适合超薄的太阳电池；第三个优点是电池正面外观更加均匀和美观，特别适合在城市建筑和一些特定场合等安装使用具。

目前，常见的背接触太阳电池主要有以下几类：1、背面发射极结构：以美国的Sunpower公司的背面叉指状电极的背接触电池(IBC电池)为代表，这种电池对硅片的质量要求极高，采用的硅片都是半导体级的高纯单晶硅片，少数载流子寿命一般要求超过500μs；2、发射区穿通电池(EWT电池)：一般首先在硅衬底中钻孔，然后在前后表面以及孔洞内扩散形成发射极，正面发射极产生的电流由孔洞内的掺杂导电沟道引到背面电极，由于孔洞内的掺杂导电沟道的电导率比金属材料低很多，这种电池一般要求非常高密度的孔洞以减少串联电阻；3、金属穿孔缠绕(MWT)或者金属环绕(MWA)电池：相比较EWT电池，这种电池用导电银浆将电池正面产生的电流通过孔洞或者硅片周边引到背面电极，典型的例子如荷兰ECN研究所研制的PUM电池，电池的正面细栅汇聚的电流通过孔洞内的银浆引到背面，电池封装成组件时通过电池下方的导电金属箔进行互联。相比较而言，金属穿孔缠绕(MWT)电池结构较为简单，只需少数的激光开孔就可满足要求，但封装技术要求高，需要对背面不同极性电极点和金属箔之间精确对准(对准误差小于100um)，技术难度大，实现手段复杂，无法用手工进行，故成本很高，成为限制其发展的一个重要原因技术复杂。

发明内容

本发明旨在提供一种新型的金属穿孔缠绕型背接触太阳能电池，可以用普通的多晶或单晶硅片制成，适合进行手工封装，缩小组件尺寸，降低背接触电池的封装成本，适于大规模生产。

一种新型背接触太阳能电池，晶体硅片上有2-5列孔洞，所述孔洞除与硅片中轴线重合的一列外，其余各列与中轴线有一倾斜夹角，晶体硅片的正面印刷有细栅线，细栅线通过孔洞内的银浆与晶体硅片背面的负电极相连，正电极也位于晶体硅片的背面，正、负电极呈梯形倾斜布置。

进一步的，所述倾斜夹角为1°-10°。

所述孔洞大小为50μm～2000μm，孔洞的分布为0.1-0.4个/cm²。

进一步的，每列孔洞的数目为4-30个。

一种新型背接触太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：

A.用激光器在太阳能级别晶体硅片上打2-5列孔洞，所述各列孔洞除与中轴线重合的一列外，其余各列与中轴线有1°-10°的倾斜夹角，各列孔洞整体梯形倾斜布置，孔洞的尺寸为50μm～2000μm，孔洞的分布为0.1-0.4/cm²；

B.对打孔后的硅片进行前清洗制绒，去除硅片表面和孔洞内的损伤层，降低光生载流子的复合速率，同时在电池正表面制成绒面降低反射率；

C.在硅衬底淀积掺杂源并进行双面扩散制备pn结；

D.后清洗，去除含扩散源的硅衬底表面氧化层；

E.在晶体硅片的正面蒸镀减反膜；

F.在晶体硅片的正面制作细栅、孔洞，在背面制作呈梯形的正、负电极以及背面场浆料；

G.烧结或者退火，以形成良好的欧姆接触；

H.隔离不同极性的电极。

步骤C所述掺杂源为含磷、硼、铝、锑或镓等III族或V族掺杂剂的化合物或混合物；所述淀积方法包括喷涂、印刷、气态源扩散以及其它常规的淀积方法。

步骤E所述减反膜为氮化硅薄膜。

步骤F所述的制作细栅、孔洞和背面电极以及背面场浆料的方法可以为丝网印刷、真空蒸发、溅射或电镀。

步骤H所述不同极性的电极之间的隔离，是用化学刻蚀、等离子刻蚀或者激光划线的方法。

本发明提供的新型背接触电池，提高了入射光线的利用率，结构简单，封装时电池间的间距更小，可以降低组件的尺寸，提高单位面积组件发电的效率，焊带在同一侧直线互联，降低了对电池的应力，可以有效降低碎片率，尤其适合薄硅片的高效晶体硅太阳能电池，适合手工串焊和互联，制造成本低，适合大规模生产。

附图说明

图1为本发明电池片的正面示意图。

图2为本发明电池片的背面示意图。

图3为两块本发明电池片串焊在一起的示意图。