[发明专利]无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构及制作方法

权利要求书

1.一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于，P型晶体硅片从上而下依次包括：透明导电膜(1)、减反射膜(2)、正面钝化膜(3)、N型层(5)、P型基体(6)、背面钝化膜(7)、背面正极细栅线(8)和背面正极主栅线(9)，所述P型晶体硅片上设有通孔，所述通孔内设置有用于连接电池正面负极和背面负极的过孔电极(10)，所述N型层(5)的表层设有按规则图形分布的局部重掺杂N+区(4)，所述局部重掺杂N+区(4)阵列排布在所述N型层(5)上，所述局部重掺杂N+区(4)的方阻为20～60Ω/□，所述局部重掺杂N+区(4)的阵列图形为类一维图形、二维图形或类一维图形与二维图形的组合，所述类一维图形为线段、弧线或栅线状；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；

所述二维图形为椭圆形、纺锤形、环形、多边形或扇形，所述二维图形的尺寸均为20～200um，相邻两个图形中心距为0.5～2mm；

所述透明导电膜(1)穿透所述减反射膜(2)和正面钝化膜(3)与所述局部重掺杂N+区(4)及过孔电极(10)的顶端电接触构成电池负极，所述透明导电膜(1)用于将电池正面汇集的电子经过所述过孔电极(10)导至电池的背面，所述背面钝化膜(7)包括第一背面钝化膜(7-1)和第二背面钝化膜(7-2)，所述背面正极细栅线(8)穿透所述第一背面钝化膜(7-1)和第二背面钝化膜(7-2)与所述P型基体(6)形成局部欧姆接触，并与背面正极主栅线(9)连接在一起构成电池正极。

2.根据权利要求1所述的一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于：所述通孔大小相同，在厚度方向贯通所述P型晶体硅片，等行距等列距阵列排布，单个所述通孔的直径为100～500um，数量为4×4～10×10个。

3.根据权利要求1所述的一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于，所述背面正极细栅线(8)为一组或多组相互平行的线段，所述线段的长度为10～80mm，宽度为30～300um，相邻两个线段之间的间距为1～4mm。

4.根据权利要求3所述的一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于：所述背面正极细栅线(8)为铝、银、铜、镍、导电剂或金属合金。

5.根据权利要求1所述的一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于：所述透明导电膜(1)的厚度为50～500nm；所述减反射膜(2)的厚度为50～100nm；所述正面钝化膜(3)的厚度为5～50nm，所述第一背面钝化膜(7-1)的厚度为5～40nm；所述第二背面钝化膜(7-2)的厚度为50～150nm。

6.根据权利要求1所述的一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于：所述背面正极主栅线(9)相互平行且等间距排布，且与所述背面正极细栅线(8)垂直相交，所述背面正极主栅线(9)的个数为3～15根，单个所述背面正极主栅线(9)的宽度为0.5～5mm。

7.根据权利要求6所述的一种无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构，其特征在于：所述P型晶体硅片为单晶或多晶的掺硼、镓、铝一种多或多种元素的硅片，所述P型晶体硅片的厚度为90～190um。

8.一种制备权利要求1所述无正面栅线的P型晶体硅背接触双面电池结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在P型晶体硅片上采用激光形成若干相同大小的通孔，所述通孔在厚度方向贯通所述P型晶体硅片，等行距等列距阵列排布；

S2、采用化学药液腐蚀、等离子刻蚀、金属催化或激光刻蚀方法对所述P型晶体硅片进行表面织构化处理；

S3、采用低压扩散、常压扩散、离子注入、激光掺杂或杂质浆料涂敷法进行磷掺杂处理，在所述P型晶体硅片的正面及通孔壁表层上形成N型层，掺杂剂为POCl₃、PH₃或磷浆；

S4、采用激光掺杂、二次热扩散、局域离子注入、掩膜反刻蚀或掺杂剂局域涂敷法在所述P型晶体硅片的正面形成局部重掺杂N+区，所述重掺杂N+区的图形为类一维图形、二维图形或类一维图形与二维图形的组合；

S5、采用喷涂或印刷法在所述通孔及周边区域制作石蜡掩膜，保护孔壁及正面孔周边区域的掺杂层；

S6、采用湿法刻蚀或干法刻蚀刻蚀去掉所述P型晶体硅片正面的磷硅玻璃、背结及掩膜；

S7、将刻蚀后的所述P型晶体硅片在退火炉中进行退火处理，在所述P型晶体硅片的表面生长一层致密的热氧化硅，同时掺杂层的杂质原子进行再分布；

S8、在所述P型晶体硅片的正面先后沉积5～50nm的正面钝化膜和50～100nm的减反射膜，在所述P型晶体硅片的背面沉积5～150nm的背面钝化膜，所述正面钝化膜为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、非晶硅中的一种或多种叠层构成，所述减反射膜为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛、碳化硅中的一种或多种叠层构成，所述背面钝化膜包括第一背面钝化膜和第二背面钝化膜，所述第一背面钝化膜为氧化铝、氧化硅、非晶硅薄膜的一种或多种薄膜叠层，所述第二背面钝化膜为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅硅薄膜的一种或多种薄膜叠层；

S9、采用激光在所述P型晶体硅片的正面按步骤S4中所述的重掺杂N+区的图形进行开膜；在所述P型晶体硅片的背面钝化膜上进行开膜，开膜图形为一组或多组相互平行的线段，长度为10～80mm，宽度为30～300um，相邻两个线段之间的间距为1～4mm；

S10、先采用真空协助丝网印刷或电镀方法在背面制作过孔电极，过孔浆料填满整个通孔，过孔浆料为无烧穿性能或低烧穿性能的银浆，之后烘干；然后采用丝网印刷、喷印、电镀或溅射法在所述P型晶体硅片的背面制作若干相互平行且等间距排布的背面正极主栅线电极，浆料为银浆或银/铝浆，之后烘干；最后采用丝网印刷、喷印、电镀或溅射法在所述P型晶体硅片的背面按激光开膜图案制作背面正极细栅线，浆料为铝浆或银/铝浆，之后烘干，制作电池电极；

S11、在300～900℃下进行热处理，使所述背面正极细栅线与P型基体形成欧姆接触，同时与所述背面正极主栅线熔接在一起，构成电池的正极，同时过孔浆料经过热处理，形成过孔电极；

S12、在所述P型晶体硅片正面的减反射膜、正面钝化膜上采用溅射、气相沉积、3D打印、印刷或喷涂工艺制作正面透明导电膜，所述透明导电膜为ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨烯薄膜中的一种或多种叠层构成，所述透明导电膜与局部重掺杂N+区及过孔电极顶端电接触构成电池的负极。