[发明专利]一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其制备方法。

背景技术

光伏技术是一门利用大面积的p-n结二极管将太阳能转化为电能的技术。这个p-n结二极管叫做太阳能电池。制作太阳能电池的半导体材料都具有一定的禁带宽度，当太阳能电池受到太阳辐射时，能量超过禁带宽度的光子在太阳电池中产生电子空穴对，p-n结将电子空穴对分离，p-n结的非对称性决定了不同类型的光生载流子的流动方向，通过外部电路连接可以向外输出功率。这跟普通的电化学电池原理类似。

工业化生产p型晶硅太阳能电池通常采用全铝背场结构，即背面整面印刷铝浆，烧结后形成铝背场。这种结构的缺点是没有背面钝化和背面反射率低，从而影响了电池的电压和电流性能。局部铝背场电池克服了以上缺点，这种电池采用具有钝化效果的薄膜钝化电池背表面同时增加背表面反射率。钝化膜有效钝化硅材料表面存在的大量悬垂键和缺陷（如位错，晶界以及点缺陷等），从而降低光生载流子硅表面复合速率，提高少数载流子的有效寿命，从而促进太阳能电池光电转化效率的提升。钝化膜同时具有增加背面反射的效果，从而增加硅体材料对太阳光的吸收，提高光生载流子的浓度从而增加光电流密度。

钝化膜的种类和制备方法包括：PECVD非晶硅薄膜、PECVD SiCx薄膜、热氧、湿氧或者旋涂形成的氧化硅薄膜、SiO₂/SiNx叠层薄膜、CVD、MOCVD、PECVD、APCVD或者ALD制备的Al₂O₃薄膜、Al₂O₃/SiNx叠层薄膜等等。

为了能将电流导出，通常需要在背面钝化膜上开孔或者开线，再印刷铝浆烧结后形成局部铝背场。孔或者线的总面积一般占背面的1-15%，面积过小会增加背面的接触电阻，过大则增加了背面的复合速率，两种情况都会影响电池的光电转化效率。开孔或者开线一般采用激光或者化学腐蚀的办法。印刷铝浆一般采用全背场图形，即铝浆覆盖除背电极以外的全部背面区域。这样，背面入射或者散射的光线不能被电池吸收，影响了光电转换效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池，该太阳能电池通过在晶体硅背面的钝化膜上设置局部铝背场，形成双面透光结构，不仅电池正面能接收和接收入射或者散射的光线，还能使背面也可以能够接收和吸收入射或者散射的光线，从而增加了太阳能电池的光电转换效率。

本发明的目的还在于提供上述双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池的制备方法，该制备方法工艺简单，成本低。

本发明的第一个目的是通过如下技术方案来实现的：一种双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池，包括硅基体，设于硅基体正面的发射极、正面减反射钝化膜和正面电极，以及设于硅基体背面的背面钝化膜、背电场和背电极，所述背电场为局部铝背场，其通过在背面钝化膜上开孔或者开槽，在开孔或者开槽区域采用线型铝浆覆盖所述开孔或者开槽区域，并保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖，烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场，所述局部铝背场与所述背电极相连通。

作为本发明的优选方案，本发明采用的技术方案是在背面钝化层（膜）上开孔或者开槽之后印刷或者溅射多条铝线（线型铝浆）覆盖开孔或者开槽区域，保留部分背面钝化层（膜）不被铝浆覆盖，印刷或者溅射的线型铝浆图形须要直接或者间接和背电极连接以便收集电流。

本发明中的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池，其能有效促进太阳能电池光电性能提升，并能降低成本。

本发明中的线型铝浆，可以相互平行设置，也可以呈一定夹角，其中线型铝浆的宽度优选为20~2000μm，相邻两线型铝浆的间距P2优选为200~2000μm。

作为本发明中的一种优选方案，本发明在背面钝化层（膜）上设置相互平行的开孔或者开槽，在开孔或者开槽上设置与所述开孔或者开槽形状相适配的铝浆，使铝浆全部覆盖开孔或者开槽区域，但保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖，烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场，且所述局部铝背场与所述背电极保持连通，从而形成双面透光的局部铝背场太阳能电池。

本发明所述开孔或者开槽区域必须全部被线型铝浆覆盖。

本发明中的开孔或者开槽，可以相互平行，也可以不相互平行，如可以按照一定的夹角设置。其中开孔或者开槽以相互平行设置有选优方案。

本发明所述开孔优选为多个，优选为相间隔设置，所述开孔的孔径D优选为10~200μm，孔间距P0优选为100~1000μm。