[发明专利]一种金属环绕背接触电池及其制备方法和封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种金属环绕背接触电池的结构、该电池的制备方法以及封装方法。

背景技术

提高晶体硅太阳电池转换效率的有效途径之一是减少光学损失。光学损失可分为太阳电池正面反射损失、太阳电池正面遮光损失和光直接穿透太阳电池的损失等。

（1）针对太阳电池正面反射损失，研究人员开发了先进表面织构化和双层减反膜等新技术。A. 先进表面织构化：相比常见的碱制绒金字塔结构和酸制绒蠕虫结构，采用反应离子刻蚀、激光刻蚀、金属离子催化刻蚀等技术制备的新型表面结构可以进一步降低硅片的表面反射率，在硅片内部形成光陷阱，提高太阳电池的短路电流；B. 双层减反膜：在电池的正面镀折射率不同的双层减反膜，如常见的SiN_x和SiO_x双层膜、SiN_x双层膜等。双层减反膜可通过折射率变化降低光的反射损失，增加表面钝化和体钝化效应，同时提高太阳电池的短路电流和开路电压；

（2）针对太阳电池正面遮光损失，研究人员开发了精细印刷、发射极环绕背接触电池（EWT）、金属环绕背接触电池（MWT）、全背接触电池（IBC）等新技术。A、精细印刷：通过减小电池正面主栅和细栅的宽度、增加高宽比的方式，如细线印刷和二次印刷技术，降低太阳电池正面的遮光面积，增加进光量；B、EWT电池：用激光在硅片上打孔，并将正面发射极制作到孔洞中和电池背面，由于正面没有栅线，遮光损失可忽略不计，但EWT电池孔洞数量极多，给电池制备造成一定困难；C、MWT太阳电池：用激光在硅片上打孔，正面电极通过孔洞中的金属浆料引导到电池背面，减少正面的遮光面积，提高太阳电池的短路电流；D、全背接触电池：电极全部制作在电池背面，正面无栅线遮光，但IBC电池对制作工艺要求极高，目前仍无量产产品；

（3）针对光直接穿透太阳电池的损失，研究人员开发了背面钝化和双面电池技术。A、背面钝化：在太阳电池背面镀钝化膜，如SiO₂和AlO_x，背面钝化膜在表面钝化效应的同时可作为背反射器，使穿透太阳电池的光从背面反射回到电池内部二次吸收，提高入射光的吸收利用率；B、双面电池：电池的两面都可以接受入射光，扩展受光面积，提高短路电流。

其中，MWT太阳电池的研发和产业化工作近年来已取得巨大突破，其正面遮光比常规电池少，转换效率更高，还可以兼容选择性发射极、先进表面织构化、双层减反膜、精密印刷和背面钝化等技术，被认为是未来太阳电池的发展趋势。同时，MWT太阳电池的组件封装技术开发和产业化工作也在不断进行，目前较为成熟的方案是用导电铜箔集成背板封装，由于目前导电背板生产成本高昂，造成MWT组件成本相对传统焊条封装的组件成本偏高，一定程度上掩盖了MWT太阳电池在电池端的转换效率和成本优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属环绕背接触电池，并提供该电池的制备方法和封装方法，解决目前的金属环绕背接触电池往往只能采用导电铜箔集成背板封装，导致工艺成本较高的问题。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案实现：

一种金属环绕背接触电池，包括硅片，硅片上设有若干孔洞，孔洞内填充有银浆，硅片的正面设有重掺杂层，硅片的背面设有银电极和铝背场，银电极与硅片的背面之间也设有重掺杂层，银电极包括正面电极和背面电极，正面电极与孔洞内的银浆连接，正面电极和背面电极均为条形电极且相互平行。

目前的金属环绕背接触电池为了避免在焊接时发生短路，需要铺设绝缘层，而本发明则从电池结构本身出发，通过在银电极与硅片的背面之间设置重掺杂层，即银电极不与硅片背面接触，在这种结构下，无需铺设绝缘层，这样不仅可以减小电池漏电，而且在电池后期封装时，还能避免焊接时发生短路，节约工序，同时也节约封装成本，利于产业化。 

进一步地，作为优选方案，所述正面电极与背面电极的距离为7.5mm。正面电极与背面电极的距离对金属环绕电池在工作当中的热效应有直接影响，若正负极相隔太近，则模拟出的红外图像显示热损失严重；太远则造成电池体积过大，为此，发明人经过大量实验和研究发现，当正面电极与背面电极的距离为7.5mm时，以该距离为基准的正负极电极设计，在整个电池背面显示出非常均匀的热损失分布图像。

一种制备上述金属环绕背接触电池的方法，包括以下步骤：

（a1）使用红外激光器对硅片打孔；

（a2）打孔后的硅片通过制绒制备减反射绒面；

（a3）制绒后的硅片通过扩散炉扩散制备p-n结；