一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電子器件，當有太陽光照射時，太陽能電池瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。太陽能電池的電流通過金屬電極進行收集。金屬電極可分為背面電極和正面電極，正面電極由主柵線和副柵線組成。副柵線寬度一般在40-70微米，根數(shù)在80-120根，且副柵線在太陽能電池正面平行均勻分布；主柵線和副柵線垂直，一般為3-5根且平行均勻分布，寬度0.9-1.5mm ;副柵線將太陽能電池的電流收集后匯入主柵線。目前產(chǎn)業(yè)化的太陽能電池電極制備就是借助絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將金屬導電漿料透過絲網(wǎng)網(wǎng)孔在硅片上形成電極圖案，然后通過高溫燒結(jié)形成緊密歐姆接觸的電極。
[0003]由于遮光作用，要求正面電極的面積越小越好；減少副柵線根數(shù)和寬度可以降低正面電極的面積，但橫向電阻和電極電阻增加，導致太陽能電池的串聯(lián)電阻增加，同時電流的收集能力下降，會大大降低電池的轉(zhuǎn)換效率。因此，如何開發(fā)一種遮光面積小、串聯(lián)電阻低和電流收集能力強的太陽能電池的正面電極成為研究者關(guān)注的焦點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，能降低太陽能電池正面的遮光面積，減低橫向電阻，提升太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟:
[0006]a)在硅片正面進行制絨；
[0007]b)對硅片進行擴散制p-n結(jié)；
[0008]c)去磷硅玻璃；
[0009]d)在硅片正面放置第一掩膜后進行減反膜沉積，沉積后的減反膜形成均勻分布的孔；
[0010]e)在硅片背面絲網(wǎng)印刷Ag背電極和A1背電場；
[0011]f)在硅片正面絲網(wǎng)印刷Ag主柵線；
[0012]g)對經(jīng)過前述步驟處理的硅片進行高溫燒結(jié)；
[0013]h)在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積，Ag透明薄膜就會沉積進減反膜的孔內(nèi)與硅片正面接觸。
[0014]作為上述方案的改進，所述Ag透明薄膜覆蓋Ag主柵線四周邊緣，Ag主柵線中部區(qū)域裸露。
[0015]作為上述方案的改進，在步驟h)后還包括:i)退火:將太陽能電池置于真空退火爐，在溫度400-700°C下退火l-10min。
[0016]作為上述方案的改進，所述Ag主柵線的根數(shù)為4根，柵線寬度為0.9-1.2mm。
[0017]作為上述方案的改進，所述Ag主柵線的根數(shù)為5根，柵線寬度為0.8-1.1mm。
[0018]作為上述方案的改進，所述Ag透明薄膜的厚度為5-15nm，電阻率為0.7-1.5X10 6Ω.cm，透光率 91-98%。
[0019]作為上述方案的改進，在步驟d)中，減反膜上的孔的直徑為1-10 μπι，孔的面積占硅片正面面積的4-8%。
[0020]作為上述方案的改進，所述在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積的過程如下:設置第二掩膜將Ag主柵線中部區(qū)域覆蓋，而Ag主柵線四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域裸露，再通過磁控濺射Ag靶材的方法在太陽能電池正面沉積一層Ag透明薄膜；所述Ag透明薄膜覆蓋除了被掩膜覆蓋的Ag主柵線中部區(qū)域以外的所有太陽能電池正面區(qū)域。
[0021]作為上述方案的改進，所述Ag透明薄膜覆蓋Ag主柵線四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域。
[0022]相應地，本發(fā)明還提供一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池，其由上述的制備方法制得。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:Ag透明薄膜取代傳統(tǒng)的副柵線，在太陽能電池表面大面積的沉積Ag透明薄膜大大降低了橫向電阻，提高電流的收集能力，且遮光面積沒有明顯提高，可以大大提升電池的轉(zhuǎn)換效率;Ag主柵線通過絲網(wǎng)印刷制備，成本低，也能保證組件的焊接要求；Ag主柵線只在邊緣部分沉積Ag透明薄膜，而非所有面積沉積Ag透明薄膜，在保證Ag主柵線和Ag透明薄膜的良好接觸的前提下，有效降低制造成本。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池正面電極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明的一種Ag透明薄膜電極太陽能電池的制備流程圖；
[0026]圖3是本發(fā)明的一種Ag透明薄膜電極太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是圖3的正視圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0029]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的太陽能電池正面電極結(jié)構(gòu)示意圖，太陽能電池的正面電極由主柵線”和副柵線2'組成，主柵線P和副柵線2'垂直，主柵線P相互平行且均勻分布，副柵線2'相互平行且均勻分布，主柵線P和副柵線2'是通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將金屬導電漿料透過絲網(wǎng)網(wǎng)孔在硅片上形成電極圖案，然后通過高溫燒結(jié)形成緊密歐姆接觸的電極。由于遮光作用，要求正面電極的面積越小越好；減少副柵線根數(shù)和寬度可以降低正面電極的面積，但橫向電阻增加，導致太陽能電池的串聯(lián)電阻增加，同時電流的收集能力下降，會大大降低電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0030]如圖2所示，本發(fā)明的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟:
[0031]步驟11:在硅片正面進行制絨；
[0032]步驟12:對娃片進行擴散制p-n結(jié)；
[0033]步驟13:去磷硅玻璃；
[0034]步驟14:在硅片正面沉積減反膜:在硅片正面放置第一掩膜后進行減反膜沉積，沉積后的減反膜形成均勻分布的孔；
[0035]步驟15:在硅片背面絲網(wǎng)印刷Ag背電極和A1背電場；
[0036]步驟16:在硅片正面絲網(wǎng)印刷Ag主柵線；
[0037]步驟17:對經(jīng)過前述步驟處理的硅片進行高溫燒結(jié)；
[0038]步驟18:在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積，Ag透明薄膜就會沉積進減反膜的孔內(nèi)與硅片正面接觸。
[0039]步驟19:退火:將太陽能電池置于真空退火爐，在溫度400-700 °C下退火
l-10mino
[0040]Ag主柵線的根數(shù)為4根，柵線寬度為0.9-1.2mm ；Ag主柵線的根數(shù)也可以為5根，柵線寬度為0.8-1.1mm。
[0041]Ag透明薄膜的厚度為5-15nm，電阻率為0.7-1.5X 10-6 Ω.cm，透光率91-98 %。Ag透明薄膜的厚度越大，透光率越小，Ag透明薄膜的厚度為5-15nm的設置不但保證的透光率，也保證了電阻足夠低。
[0042]在步驟d)中，減反膜上的孔的直徑為1-10 μπι，孔的面積占硅片正面面積的
4-8%。
[0043]在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積的過程如下:設置第二掩膜將Ag主柵線中部區(qū)域覆蓋，而Ag主柵線四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域裸露，再通過磁控濺射Ag靶材的方法在太陽能電池正面沉積一層Ag透明薄膜；Ag透明薄膜覆蓋Ag主柵線四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域，只有Ag主柵線中部區(qū)域沒有被覆蓋。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:Ag透明薄膜取代傳統(tǒng)的副柵線，在太陽能電池表面大面積的沉積Ag透明薄膜大大降低了橫向電阻，提高電流的收集能力，且遮光面積沒有明顯提高，可以大大提升電池的轉(zhuǎn)換效率;Ag主柵線通過絲網(wǎng)印刷制備，成本低，也能保證組件的焊接要求；Ag主柵線只在邊緣部分沉積Ag透明薄膜，而非所有面積沉積Ag透明薄膜，在保證主柵和Ag透明薄膜的良好接觸的前提下，降低制造成本。
[0045]如圖3、圖4所示，本發(fā)明所述制備方法制得的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池從下至上依次為Ag背電極1、A1背場2、P型硅3、N+層4、減反膜5、Ag主柵線6和Ag透明薄膜7，Ag透明薄膜7覆蓋太陽能電池正面區(qū)域包括覆蓋Ag主柵線6四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域，只有Ag主柵線6中部區(qū)域沒有被覆蓋，減反膜5上具有均勻分布的孔51，Ag透明薄膜7沉積進入減反膜的孔內(nèi)與N+層4接觸。
[0046]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟: a)在硅片正面進行制絨； b)對娃片進行擴散制p-n結(jié)； c)去磷硅玻璃； d)在硅片正面放置第一掩膜后進行減反膜沉積，沉積后的減反膜形成均勻分布的孔； e)在硅片背面絲網(wǎng)印刷Ag背電極和A1背電場； f)在硅片正面絲網(wǎng)印刷Ag主柵線； g)對經(jīng)過前述步驟處理的硅片進行高溫燒結(jié)； h)在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積，Ag透明薄膜就會沉積進入減反膜的孔內(nèi)與硅片正面接觸。2.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Ag透明薄膜覆蓋Ag主柵線四周邊緣，Ag主柵線中部區(qū)域裸露。3.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟h)后還包括: i)退火:將太陽能電池置于真空退火爐，在溫度400-700°C下退火l-10min。4.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Ag主柵線的根數(shù)為4根，柵線寬度為0.9-1.2mm。5.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Ag主柵線的根數(shù)為5根，柵線寬度為0.8-1.1mm。6.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Ag透明薄膜的厚度為5-15nm，電阻率為0.7-1.5X10 6 Ω.cm,透光率91-98% 07.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，在步驟d)中，減反膜上的孔的直徑為1-10 μm，孔的面積占硅片正面面積的4-8%。8.如權(quán)利要求1所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積的過程如下:設置第二掩膜將Ag主柵線中部區(qū)域覆蓋，而Ag主柵線四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域裸露，再通過磁控濺射Ag靶材的方法在太陽能電池正面沉積一層Ag透明薄膜；所述Ag透明薄膜覆蓋除了被掩膜覆蓋的Ag主柵線中部區(qū)域以外的所有太陽能電池正面區(qū)域。9.如權(quán)利要求8所述的一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述Ag透明薄膜覆蓋Ag主柵線四周邊緣0.2-0.3mm寬的區(qū)域。10.一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池，其由權(quán)利要求1-9任一項所述的制備方法制得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：a)在硅片正面進行制絨；b)對硅片進行擴散制p-n結(jié)；c)去磷硅玻璃；d)在硅片正面沉積減反膜；e)在硅片背面絲網(wǎng)印刷Ag背電極和Al背電場；f)在硅片正面絲網(wǎng)印刷Ag主柵線；g)對經(jīng)過前述步驟處理的硅片進行高溫燒結(jié)；h)在硅片正面進行Ag透明薄膜沉積。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有大大降低了橫向電阻，提高電流的收集能力，且遮光面積沒有明顯提高，可以大大提升電池的轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)點。本發(fā)明還提供一種設有Ag透明薄膜的太陽能電池。
【IPC分類】H01L31/18, H01L31/0224
【公開號】CN105355708
【申請?zhí)枴緾N201510665128
【發(fā)明人】石強, 秦崇德, 方結(jié)彬, 黃玉平, 何達能, 陳剛
【申請人】廣東愛康太陽能科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月14日