[发明专利]一种无背面银电极HIT电池及其制造方法

说明书

本发明公开了一种无背面银电极HIT电池，包括硅片，硅片的正反面均镀有非晶硅层，正面非晶硅层表面镀有一层磷掺杂的N层，在背面非晶硅表面镀有一层硼掺杂的P层，在正面N层及背面P层表面均镀有一层透明导电层，在正面透明导电层表面印刷有银电极，在背面透明导电层表面镀有一层导电性好的金属导电膜层，在背面的金属导电膜层表面焊接有铜焊丝形成背面电极；在透明导电层表面还镀有金属过渡膜层；在金属导电膜层表面还镀有金属保护膜层。本发明结构的无背面电极HIT电池，其不仅极大降低了背面银浆使用成本，且有效提高了HIT电池的正面发电效率，且由于仅仅单面能发电，可以广泛应用在屋顶发电、太阳能瓦、太阳能驱动的电动汽车、飞行器等很多场景。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种无背面银电极HIT电池及其制造方法。

背景技术

光伏发电已经成为一种可替代化石能源的技术， 这依赖于近年不断降低的生产成本和光电转换效率的提升。按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类：一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池、碲化镉太阳能电池及铜铟镓硒太阳能电池等。目前，以高纯度硅材作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品，所占的比例在80%以上。

在晶体硅太阳能发电系统中，实现光电转换的最核心步骤之一是将晶体硅加工成实现光电转换的电池片的工序，因而电池片的光电转换效率也成为了体现晶体硅太阳能发电系统技术水平的关键指标。

提升电池效率，建立钝化接触是关键。由于光生载流子在硅片内部快速运动，一旦接触表面就会导致复合而无法收集成电流发电。如果在表面镀一层特别的保护膜，像氧化硅、氮化硅、氧化铝、非晶硅等由于表面晶硅表面化学键的饱和以及薄膜和晶硅之间形成的电荷场，它们能有效阻止少子在表面的复合。

为了进一步提升效率，新的电池理论模拟要求钝化层全覆盖，载流子通过隧道穿透效应到达覆盖在钝化层上的导电层。HIT电池就是基于这个理念设计的新电池，其具有发电量高、度电成本低的优势。HIT是Heterojunction with Intrinsic Thin-layer的缩写，意为本征薄膜异质结。HIT 电池是在晶硅表面利用非晶硅钝化，利用掺杂非晶硅收集载流子的一种电池结构，参考图1，一般的HIT电池结构和制造方式是：

1）在N型晶硅片表面清洗、制绒形成洁净的低反射率绒面；

2）在制绒后的硅片的正反面各镀一层非晶硅（3~8nm）；

3）在正面镀一层磷掺杂非晶硅（或微晶硅）N（3~8nm）；

4）在背面镀一层硼掺杂非晶硅（或微晶硅）P（3~8 nm）；

5）在正背面各镀一层透明导电层，例如ITO（氧化铟锡）；

6）在正反面各印银电极（低温导电银浆）。

上述结构电池形成后就可以正反面同时发电，它是一种天然的双面电池，而且发电效率很高，最高发电效率达到25%以上。但是，上述解耦股的HIT 双面电池的缺点是导电银浆必须在200℃以下温度固化，因此，必须使用低温银浆。由于低温银浆的导电性只有高温银浆的一半，需要比常规PERC 或TOPCon电池用更多的银浆，而且必须双面使用银浆。所以HIT电池的用银量是常规电池的2~3倍，而且低温银浆的市场上价格比常规银浆高1.5倍，因此，HIT电池虽然效率更高，但它是以消耗一倍以上的银为代价的，由于银是稀有贵金属，大量使用银必将影响HIT电池的工业化应用普及。再者，HIT电池的ITO用的铟也是稀有金属，双面ITO镀膜也显著增加成本。