[发明专利]一种P型晶体硅电池结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种P型晶体硅电池结构及其制作方法。

背景技术

近年来，由于新能源技术的开发和应用，晶体硅太阳能电池结构得到了广泛的研究，转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的90％以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破21％，全球年新增装机容量约70GW且增速明显，与火力发电的度电成本差距不断缩小，有望在未来几年持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。

P型晶体硅电池由于生产工艺成熟、制造成本低，在目前及今后相当长的一段时间内仍占据绝大部分市场份额。P型晶体硅太阳能电池要想继续保持竞争力、获得更大的发展与应用，必须进一步提高转换效率，同时降低生产成本。

现阶段主流工艺生产的晶体硅太阳能电池，其正面电极均采用丝网印刷的方式形成近百条细栅和若干条主栅，此工序造成电池片表面5％～7％的面积形成对光的遮挡，使电池的效率优势未能充分发挥。

MWT电池技术主要解决的是电池正面的光遮挡问题，在硅片上打孔，利用过孔电极将正面细栅线收集的电流导入电池的背面，大大减少了电池正面电极的光遮挡面积。但MWT电池的漏电和组件封装问题未能很好解决，这使得MWT作为改善电池正面的核心技术一直未得到大规模应用。

PERC技术着眼于电池的背面，利用钝化大大降低了背面的复合速度，该技术近年来在P型晶体硅电池中逐步得到大规模应用，使多晶和单晶电池的效率分别提升0.5％和1％以上。

发明内容

本发明的目的是提供了一种P型晶体硅电池结构及其制作方法，将金属电极卷绕技术应用到背面钝化电池中，通过减少电池正面电极的光遮挡面积，使电池的正面得到改善；同时电池背面的钝化膜很好的解决了金属卷绕中的漏电问题；此外，采用局部金属电极和透明导电薄膜代替正面细栅线，使电池具有更优的发电能力。

为达到上述目的，本发明采用的制备技术方案为：

一种P型晶体硅电池结构，由正面至背面依次包括：透明导电薄膜、局部金属电极、正面减反射膜、正面钝化膜、N型掺杂层、P型晶硅基体、第一背面钝化膜、第二背面钝化膜、局部背场和背面正电极；电池正面的透明导电薄膜与局部金属电极接触将收集的电子横向传导，并通过穿透电池片的过孔电极导入电池背面的负极区域；电池背面的背面正电极和局部背场分布于过孔电极以外的区域，局部背场与背面正电极相互连接。

所述的局部金属电极穿透正面减反射膜及正面钝化膜，与N型掺杂层形成欧姆接触，透明导电膜将局部金属电极和过孔电极连接为一个整体，构成电子收集器；局部背场通过第一背面钝化膜及第二背面钝化膜上开设的背面开窗部分与P型硅基体形成欧姆接触，同时与背面正电极熔接，构成空穴收集器。

所述的背面正电极为栅线状，栅线的个数为3～15根，单个栅线的宽度为0.5～5mm。

所述的透明导电薄膜的材料为ITO、ZAO、GZO、IWO、FTO及石墨烯中的一种或多种薄膜的叠层，其厚度为50～500nm。

所述的局部金属电极为阵列图形，阵列图形包括类一维图形和/或二维图形，所述的类一维图形包括线段、虚线段、弧线、栅线状；所述二维图形包括：圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形、多角形、扇形。所述类一维图形的线宽为20～200um，长度为0.05～1.5mm；同一行中相邻两个线形的间距为0.5～2mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5～2mm；所述二维几何图形的尺寸均为20～200um，相邻两个图形中心距为0.5～2mm。制作方法可采用丝网印刷、喷印、电镀、溅射等，可能使用的浆料主要为具有烧穿性能的银浆或掺磷银浆。

所述的过孔电极设置在P型硅片上的通孔中，通孔在厚度方向贯通整个P型硅片，通孔内壁为N型掺杂层和钝化膜；通孔按等行距等列距阵列排布，单个通孔的直径为100～500um，每行或每列数量为4～10个。

所述的局部金属电极和背面正电极的材质为银、铝、铜、镍中的一种或多种金属合金。

所述的电池片为整片P型单/多晶电池，或分片后的P型单/多电池。

一种P型晶体硅电池结构的制作方法，具体步骤如下：

1)在P型硅片上采用激光形成若干相同大小的通孔，通孔在厚度方向贯通整个硅片，通孔按等行距等列距阵列排布；

2)将P型硅片进行表面织构化处理；

3)进行磷掺杂处理，在P型硅片的正面及通孔壁表层上形成N型层，掺杂后的方阻为40～100Ω/□；