局部背場n型光伏電池的制備方法及其電池和組件、系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種局部背場N型光伏電池的制備方法及其電池和組件、系統(tǒng)。本發(fā)明的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，包括以下步驟：在N型晶體硅基體的背表面設(shè)置掩膜夾具，掩膜夾具具有背面副柵圖案形狀的開口，在開口處注入磷并進(jìn)行退火處理，形成局部n+摻雜區(qū)域；然后在N型晶體硅基體的背表面使用金屬漿料印刷背面電極，背面電極的背面副柵與局部n+摻雜區(qū)域連接；在N型晶體硅基體的正表面使用金屬絲制備與p+摻雜區(qū)域歐姆接觸的正面電極。其有益效果是：由于背面副柵僅和局部n+摻雜區(qū)域接觸，所以接觸電阻低；其他區(qū)域?yàn)椴粨诫s，所以俄歇復(fù)合低；通過設(shè)置金屬絲來形成正面副柵，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
【專利說明】
局部背場N型光伏電池的制備方法及其電池和組件、系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光伏電池領(lǐng)域，特別涉及一種局部背場N型光伏電池的制備方法及其電池和組件、系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。目前，業(yè)界的主流產(chǎn)品為P型晶硅太陽能電池。該電池工藝簡單，但是具有光致衰減效應(yīng)，即電池的效率會隨著時(shí)間的增加而逐漸衰減，這主要是由于摻入P型硅襯底中的硼原子與襯底中的氧原子相結(jié)合產(chǎn)生硼氧對的結(jié)果。研究表明，硼氧對起著載流子陷阱作用，使少數(shù)載流子壽命降低，從而導(dǎo)致了電池光電轉(zhuǎn)換效率的衰減。相對于P型晶硅電池，N型晶硅電池具有光致衰減小、耐金屬雜質(zhì)污染性能好、少數(shù)載流子擴(kuò)散長度長等優(yōu)點(diǎn)，并且由于N型太陽能電池的正負(fù)電極都可以制作成常規(guī)的H型柵線電極結(jié)構(gòu)，因此該電池不僅正面可以吸收光，其背表面也能吸收反射和散射光從而產(chǎn)生額外的電力。
[0003]常見的N型太陽能電池為p+/n/n+結(jié)構(gòu)，其中電池正表面為ρ+型摻雜，背表面為η+型摻雜。為了降低背面電極和η+摻雜區(qū)域之間的接觸電阻，所以希望η+層為重?fù)诫s。為了提高電池的開路電壓和短路電流，需要減少重?fù)诫s帶來高俄歇復(fù)合，這時(shí)又希望η+層為輕摻雜?，F(xiàn)有技術(shù)無法很好地解決由背表面η+型摻雜層帶來的填充因子與開路電壓短路電流之間的矛盾。另外，正表面的P+摻雜區(qū)域一般采用摻鋁銀漿制作電極，摻鋁銀漿的價(jià)格一般較為昂貴，這導(dǎo)致含銀漿料在電池制造成本中的占比居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種局部背場N型光伏電池的制備方法及其電池和組件、系統(tǒng)。本方法可以較好地解決由背表面η+型摻雜層帶來的填充因子與開路電壓短路電流之間的矛盾，同時(shí)還能夠顯著地降低含銀漿料的使用量，從而降低太陽能電池的生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其技術(shù)方案為:
[0006]—種局部背場N型光伏電池的制備方法，包括以下步驟:
[0007](1)、對N型晶體硅基體的正表面進(jìn)行摻雜處理，形成ρ+摻雜區(qū)域；
[0008](2)、在N型晶體硅基體的背表面設(shè)置掩膜夾具，所述掩膜夾具具有背面副柵圖案形狀的開口，在N型晶體硅基體的背表面注入磷并進(jìn)行退火處理，形成局部η+摻雜區(qū)域；
[0009](3)、在N型晶體硅基體的正表面制備鈍化減反膜并在背表面制備鈍化膜，然后在N型晶體硅基體的背表面使用金屬漿料印刷背面電極，背面電極的背面副柵與局部η+摻雜區(qū)域連接;在N型晶體硅基體的正表面使用金屬絲制備與所述ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的正面電極，燒結(jié)后完成局部背場N型太陽能電池的制備。
[0010]其中，步驟(3)中，制備正面電極的方法是:將沾附有摻鋁銀漿的金屬絲貼附在N型晶體硅基體的正表面，經(jīng)烘干、燒結(jié)后，金屬絲與ρ+摻雜區(qū)域形成歐姆接觸。
[0011]其中，步驟(3)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵;然后在分段副柵上鋪設(shè)金屬絲，燒結(jié)后的分段副柵、金屬絲和P+摻雜區(qū)域三者之間形成歐姆接觸。
[0012]其中，步驟(3)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵，然后進(jìn)行燒結(jié)處理;在燒結(jié)后的N型晶體硅基體的分段副柵上印刷熱敏導(dǎo)電層;然后在熱敏導(dǎo)電層上鋪設(shè)鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲，將鋪設(shè)好鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲的N型晶體硅基體進(jìn)行加熱，使得鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲、熱敏導(dǎo)電層、ρ+摻雜區(qū)域和分段副柵四者之間形成歐姆接觸。
[0013]其中，所述熱敏導(dǎo)電層是錫膏導(dǎo)電層，所述鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲為錫包銅絲、銀包銅絲、錫包鋁絲或錫包鋼絲中的任一種;所述錫膏含有錫、錫鉛合金、錫鉍合金或錫鉛銀合金中的任一種。
[0014]其中，對N型晶體硅基體進(jìn)行加熱的方式是采用紅外加熱的方式，加熱的回流峰值溫度為183-250攝氏度。
[0015]其中，步驟(I)中，對N型晶體硅基體的正表面進(jìn)行摻雜處理的步驟為:選擇N型晶體硅基體，并對N型晶體硅基體的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體的電阻率為0.5?15Ω.cm，然后將N型晶體硅基體放入工業(yè)用擴(kuò)散爐中對制絨面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成正面的ρ+摻雜區(qū)域，硼源采用三溴化硼，擴(kuò)散溫度為900-1000°C，時(shí)間為60-180分鐘，硼擴(kuò)散后的方阻值為40-100 Ω/sqr。
[0016]其中，步驟(2)中，所述掩膜夾具的材質(zhì)為石墨;退火處理的峰值溫度為700?950°C，退火時(shí)間為30?200min，環(huán)境氣源為N2和02，退火后的局部η+摻雜區(qū)域的方阻值為10-40Ω/sqr。
[0017]本發(fā)明還提供了一種局部背場N型光伏電池，包括N型晶體硅基體，所述N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的P+摻雜區(qū)域和正表面鈍化減反膜;所述N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部η+摻雜區(qū)域和背表面鈍化膜;所述N型晶體硅基體還包括設(shè)置在背表面的背面電極，所述背面電極包括銀背面主柵和銀背面副柵，所述銀背面副柵與所述局部η+摻雜區(qū)域連接，所述正面電極包括與所述ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲。
[0018]其中，所述金屬絲通過銀鋁合金分段副柵與所述ρ+摻雜區(qū)域電連接。
[0019]其中，所述正面電極包括分段副柵，所述金屬絲通過分段副柵與所述ρ+摻雜區(qū)域電連接。
[0020]其中，所述正面電極包括分段副柵和設(shè)置在分段副柵上的熱敏導(dǎo)電層，所述分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接;所述金屬絲與所述熱敏導(dǎo)電層電連接。
[0021]其中，所述分段副柵是銀鋁合金分段副柵;所述熱敏導(dǎo)電層是錫膏導(dǎo)電層，所述金屬絲是鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲。
[0022]其中，所述鈍化減反膜是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，所述鈍化膜是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復(fù)合介質(zhì)膜;所述鈍化減反膜的厚度為70?IlOnm;所述鈍化膜的厚度為不低于20nmo
[0023]其中，所述銀背面主柵和所述銀背面副柵構(gòu)成H型柵線，其中銀背面主柵寬0.5-3mm，等間距設(shè)置3-6根，銀背面副柵寬20-100um。
[0024]本發(fā)明還提供了一種局部背場N型光伏電池組件，包括由上至下依次設(shè)置的前層材料、封裝材料、局部背場N型光伏電池、封裝材料、背層材料，所述局部背場N型光伏電池是上述的一種局部背場N型光伏電池。
[0025]本發(fā)明還提供了一種局部背場N型光伏電池系統(tǒng)，包括一個(gè)以上串聯(lián)的局部背場N型光伏電池組件，所述局部背場N型光伏電池組件是權(quán)利要求16所述的一種局部背場N型光伏電池組件。
[0026]本發(fā)明的實(shí)施包括以下技術(shù)效果:
[0027]本發(fā)明的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在:1、本發(fā)明通過在背表面磷離子注入過程中設(shè)置掩膜夾具，使得磷離子按照掩膜夾具圖案形成選擇性的注入，從而在N型晶體硅的背面形成局部η+重?fù)诫s，后續(xù)金屬化時(shí)，副柵金屬漿料僅接觸局部η+摻雜區(qū)域。由于副柵僅和局部η+摻雜區(qū)域接觸，所以接觸電阻低、填充因子高；同時(shí)，不和副柵接觸的區(qū)域?yàn)榉菗诫s區(qū)域，所以俄歇復(fù)合低、開路電壓高。而采用現(xiàn)有技術(shù)，如果背面的η+摻雜區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s，雖然接觸電阻低但是開路電壓也低；如果背面的η+摻雜區(qū)域?yàn)檩p摻雜，雖然開路電壓高但是接觸電阻高填充因子差。由此可見，按照上述方法制備的η型太陽能電池可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的開路電壓和填充因子的矛盾，故而具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。2、正表面ρ+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設(shè)置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟一后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟三后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟五后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟六后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0032]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟七后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0033]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(a)后的粘附有銀漿的金屬絲示意圖。
[0034]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0035]圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(a)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0036]圖9為本發(fā)明實(shí)施例2的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0037]圖10為本發(fā)明實(shí)施例3的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(a)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0038]圖11為本發(fā)明實(shí)施例3的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0039]圖12為本發(fā)明實(shí)施例3的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八(C)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0040]圖13為本發(fā)明實(shí)施例的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟四中使用的掩膜夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖14為本發(fā)明實(shí)施例2和實(shí)施例3的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八中非連續(xù)的線條狀分段副柵示意圖。
[0042]圖15為本發(fā)明實(shí)施例2和實(shí)施例3的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八中非連續(xù)的圓點(diǎn)狀分段副柵示意圖。
[0043]圖16為本發(fā)明實(shí)施例2和實(shí)施例3的一種局部背場N型光伏電池的制備方法步驟八中錯(cuò)位排列的非連續(xù)的圓點(diǎn)狀分段副柵示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面將結(jié)合實(shí)施例以及附圖對本發(fā)明加以詳細(xì)說明，需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0045]實(shí)施例1
[0046]參見圖1至圖7及圖13所示，本實(shí)施例中的局部背場N型光伏電池的制備方法包括如下步驟:
[0047](I)、選擇156mm* 156mm的N型晶體硅基體1，并對N型晶體硅基體1的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體10的電阻率為0.5?15Ω ?。111，優(yōu)選1?50.cm;N型晶體硅基體10的厚度為50?300μπι，優(yōu)選80?200μπι;完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0048](2)、將步驟(I)處理后的N型晶體硅基體10放入工業(yè)用擴(kuò)散爐中對制絨面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成正面的P+摻雜區(qū)域12，硼源采用三溴化硼，擴(kuò)散溫度為900-1000°C，時(shí)間為60-180分鐘。硼擴(kuò)散后的方阻值為40-100 Ω /sqr，優(yōu)選50-70 Ω /sqr。
[0049](3)、將硼擴(kuò)散后的N型晶體硅基體10放入刻蝕清洗機(jī)中，去除背面的硼擴(kuò)散層和正面的硼硅玻璃層。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0050](4)、使用離子注入機(jī)在步驟(3)處理后的N型晶體硅基體10背面選擇性地注入磷并進(jìn)行退火處理，形成背表面局部η+摻雜區(qū)域16。離子注入時(shí)，在N型晶體硅基體10和離子束之間設(shè)置掩膜夾具40。如圖13所示，掩膜夾具40上設(shè)置線條狀開口41，線條狀開口41寬20-100um，互相平行，間距為1.55mm，共設(shè)置100根。掩膜夾具40的材質(zhì)為石墨。退火的峰值溫度為700?950°C，優(yōu)選為850?900°C，退火時(shí)間為30?200min，優(yōu)選為60?200min，環(huán)境氣源優(yōu)選為N2和02。退火后的局部η+摻雜區(qū)域16的方阻值為10-40 Ω /sqr。
[0051](5)、將步驟(4)處理后的N型晶體硅基體10放入清洗機(jī)中，去除正表面和背表面的氧化層。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0052](6)、在步驟(5)處理后的N型晶體硅基體10的正表面設(shè)置鈍化減反膜14并在背表面設(shè)置鈍化膜18，其中正表面的鈍化減反膜14是Si02、SiNx和Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，背表面的鈍化膜18是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復(fù)合介質(zhì)膜。正表面鈍化減反膜14的厚度為70?IlOnm;背表面鈍化膜18的厚度為不低于20nm。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0053](7)、在N型晶體硅基體10的背表面使用銀漿印刷電極并進(jìn)行烘干，其電極圖案為H型柵線，其中銀背面主柵22線寬0.5-3mm，長154mm，等間距設(shè)置3-6根，銀背面副柵28線寬20-100um，長154mm，互相平行，間距為1.55mm，共設(shè)置100根。務(wù)必使印刷后的銀背面副柵28落在局部η+摻雜區(qū)域區(qū)域內(nèi)。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0054](8)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個(gè)步驟:
[0055](a)如圖6所示，將可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿24粘附在金屬絲26的一側(cè)，粘附在金屬絲26上的摻鋁銀漿24可以非連續(xù)地沾附在金屬絲上，亦可以連續(xù)地沾附在金屬絲上;金屬絲26的截面形狀可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以是方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲。
[0056](b)、如圖7所示，將多條沾附有摻鋁銀漿24的金屬絲26等間距平行貼附在N型晶體硅基體1的正表面并烘干，金屬絲26之間的間距為1-3mm;
[0057](c)、將步驟(b)后的N型晶體硅基體10置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)的峰值溫度不高于900°C。至此，完成局部背場N型光伏電池的制備。
[0058]實(shí)施例2
[0059 ] 參見圖1至圖5、圖8、圖9及圖13至圖16所示，本實(shí)施例中的局部背場N型光伏電池的制備方法包括如下步驟:
[0060]步驟(I)?(7)與實(shí)施例1相同，此處不再贅述。
[0061](8)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個(gè)步驟:
[0062](a)如圖8所示，使用可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿在N型晶體硅基體10的正表面印刷分段副柵27。分段副柵27的長度小于或等于電池片的邊長，本實(shí)施例為154mm，優(yōu)選分段副柵互相平行。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。本實(shí)施例中，分段副柵27由非連續(xù)的圓點(diǎn)組成，圓點(diǎn)直徑為30-300微米。本實(shí)施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(diǎn)(如圖15)、非連續(xù)的線條(如圖14)或者錯(cuò)位排列的非連續(xù)的圓點(diǎn)(如圖16)。
[0063](b)、如圖9所示，在分段副柵27上一一對應(yīng)地鋪設(shè)金屬絲26形成連續(xù)的副柵線。金屬絲26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲，長度為154mm，直徑為40-80微米。鋪設(shè)時(shí)務(wù)必使金屬絲26接觸分段副柵27上的摻鋁銀漿層。
[0064](c)、將步驟(b)后的N型晶體硅基體10置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)的溫度不高于900°C。至此，完成局部背場N型光伏電池的制備。
[0065]實(shí)施例3
[0066]參見圖1至圖5、圖10至圖12及圖13至圖16所示，本實(shí)施例中的局部背場N型光伏電池的制備方法包括如下步驟:
[0067]步驟(I)?(7)與實(shí)施例1相同，此處不再贅述。
[0068](8)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個(gè)步驟:
[0069](a)如圖10所示，使用可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿在N型晶體硅基體10的正表面印刷分段副柵27并進(jìn)行燒結(jié)。分段副柵27的長度小于或等于電池片的邊長，本實(shí)施例為154mm，優(yōu)選分段副柵互相平行。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。分段副柵27還也可以由非連續(xù)的圓點(diǎn)組成，圓點(diǎn)直徑30-300微米。燒結(jié)的溫度不高于900°C。本實(shí)施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(diǎn)(如圖15)、非連續(xù)的線條(如圖14)或者錯(cuò)位排列的非連續(xù)的圓點(diǎn)(如圖16)。
[0070](b)、如圖11所示，將步驟(a)處理后的N型晶體硅基體10置于印刷機(jī)，印刷熱敏導(dǎo)電層29，熱敏導(dǎo)電層29優(yōu)選錫膏導(dǎo)電層。熱敏導(dǎo)電層29的過墨圖案可以為非連續(xù)的線條，每段線條長40-300微米，寬40-300微米。熱敏導(dǎo)電層29的過墨圖案還也可以為非連續(xù)的圓點(diǎn)，圓點(diǎn)直徑40-300微米。印刷時(shí)務(wù)必使過墨后的熱敏導(dǎo)電層29位于分段副柵27上。
[0071](C)、如圖12所示，在熱敏導(dǎo)電層29上一一對應(yīng)地鋪設(shè)金屬絲26形成連續(xù)的副柵線。金屬絲26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲，長度為154mm，直徑為40-80微米。鋪設(shè)時(shí)務(wù)必使金屬絲26接觸熱敏導(dǎo)電層29。
[0072](d)、對步驟(C)后的N型晶體硅基體10進(jìn)行加熱，使得金屬絲26、熱敏導(dǎo)電層29和分段副柵27三者形成歐姆接觸。加熱方式采用紅外加熱，回流峰值溫度為183-250度。至此，完成局部背場N型光伏電池的制備。
[0073]本實(shí)施例的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在:1、本發(fā)明通過在背表面磷離子注入過程中設(shè)置掩膜夾具，使得磷離子按照掩膜夾具圖案形成選擇性的注入，從而在N型晶體硅的背面形成局部η+重?fù)诫s，后續(xù)金屬化時(shí)，副柵金屬漿料僅接觸局部η+摻雜區(qū)域。由于副柵僅和局部η+摻雜區(qū)域接觸，所以接觸電阻低、填充因子高；同時(shí)，不和副柵接觸的區(qū)域?yàn)榉菗诫s區(qū)域，所以俄歇復(fù)合低、開路電壓高。而采用現(xiàn)有技術(shù)，如果背面的η+摻雜區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s，雖然接觸電阻低但是開路電壓也低；如果背面的η+摻雜區(qū)域?yàn)檩p摻雜，雖然開路電壓高但是接觸電阻高填充因子差。由此可見，按照上述方法制備的η型太陽能電池可以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的開路電壓和填充因子的矛盾，故而具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。2、正表面ρ+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設(shè)置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0074]參見圖5至圖16所示，本實(shí)施例還提供了一種局部背場N型光伏電池，包括N型晶體硅基體10，Ν型晶體硅基體10的正表面包括依次從內(nèi)到外的ρ+摻雜區(qū)域和正表面鈍化減反膜14;Ν型晶體硅基體10的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部η+摻雜區(qū)域16和背表面鈍化膜18;Ν型晶體硅基體10還包括設(shè)置在背表面的背面電極，背面電極包括銀背面主柵22和銀背面副柵28，銀背面副柵28與局部η+摻雜區(qū)域16連接，正面電極包括與ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲26。上述的局部背場N型光伏電池，正表面ρ+摻雜區(qū)域12的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設(shè)置金屬絲26來形成副柵，在保證金屬絲26副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0075]本實(shí)施例中，金屬絲26與ρ+摻雜區(qū)域的連接方式為金屬絲26通過銀招合金材料與P+摻雜區(qū)域電連接;或者正面電極包括分段副柵27，金屬絲26通過分段副柵27與ρ+摻雜區(qū)域電連接;或者正面電極包括分段副柵27和設(shè)置在分段副柵27上的熱敏導(dǎo)電層29，分段副柵27與ρ+摻雜區(qū)域電連接;金屬絲26與熱敏導(dǎo)電層29電連接。分段副柵27是銀鋁合金分段副柵;熱敏導(dǎo)電層29是錫膏導(dǎo)電層，金屬絲26是鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲26。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。分段副柵27由非連續(xù)的圓點(diǎn)組成，圓點(diǎn)直徑為30-300微米。本實(shí)施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(diǎn)(如圖15)、非連續(xù)的線條(如圖14)或者錯(cuò)位排列的非連續(xù)的圓點(diǎn)(如圖16)。
[0076]鈍化減反膜14是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，鈍化膜18是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復(fù)合介質(zhì)膜；鈍化減反膜14的厚度為70?IlOnm;鈍化膜18的厚度為不低于20nm。銀背面主柵22和銀背面副柵28構(gòu)成H型柵線，其中銀背面主柵22寬0.5-3mm，等間距設(shè)置3-6根，銀背面副柵28寬20-100um。
[0077]本實(shí)施例還提供了一種局部背場N型光伏電池組件，包括由上至下連接的前層材料、封裝材料、局部背場N型光伏電池、封裝材料、背層材料，局部背場N型光伏電池是上述的一種局部背場N型光伏電池。本實(shí)施例的局部背場N型光伏電池組件的結(jié)構(gòu)及工作原理使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)，且本發(fā)明提供的局部背場N型光伏電池組件的改進(jìn)僅涉及上述的局部背場N型光伏電池，不對其他部分進(jìn)行改動(dòng)。故本說明書僅對局部背場N型光伏電池及其制備方法進(jìn)行詳述，對局部背場N型光伏電池組件的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的局部背場N型光伏電池組件。
[0078]本實(shí)施例還提供了一種局部背場N型光伏電池系統(tǒng)，包括一個(gè)或多于一個(gè)串聯(lián)的局部背場N型光伏電池組件，局部背場N型光伏電池組件是上述的一種局部背場N型光伏電池組件。本實(shí)施例的局部背場N型光伏電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理使用本領(lǐng)域公知的技術(shù)，且本發(fā)明提供的局部背場N型光伏電池系統(tǒng)的改進(jìn)僅涉及上述的局部背場N型光伏電池，不對其他部分進(jìn)行改動(dòng)。故本說明書僅對局部背場N型光伏電池及其制備方法進(jìn)行詳述，對局部背場N型光伏電池系統(tǒng)的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的局部背場N型光伏電池系統(tǒng)。
[0079]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (I )、對N型晶體硅基體的正表面進(jìn)行摻雜處理，形成p+摻雜區(qū)域； (2)、在N型晶體硅基體的背表面設(shè)置掩膜夾具，所述掩膜夾具具有背面副柵圖案形狀的開口，在N型晶體硅基體的背表面注入磷并進(jìn)行退火處理，形成局部η+摻雜區(qū)域； (3)、在N型晶體硅基體的正表面制備鈍化減反膜并在背表面制備鈍化膜，然后在N型晶體硅基體的背表面使用金屬漿料印刷背面電極，背面電極的背面副柵與局部η+摻雜區(qū)域連接;在N型晶體硅基體的正表面使用金屬絲制備與ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的正面電極，燒結(jié)后完成局部背場N型太陽能電池的制備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，制備正面電極的方法是:將沾附有摻鋁銀漿的金屬絲貼附在N型晶體硅基體的正表面，經(jīng)烘干、燒結(jié)后，金屬絲與P+摻雜區(qū)域形成歐姆接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵;然后在分段副柵上鋪設(shè)金屬絲，燒結(jié)后的分段副柵、金屬絲和P+摻雜區(qū)域三者之間形成歐姆接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵，然后進(jìn)行燒結(jié)處理;在燒結(jié)后的N型晶體硅基體的分段副柵上印刷熱敏導(dǎo)電層;然后在熱敏導(dǎo)電層上鋪設(shè)鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲，將鋪設(shè)好鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲的N型晶體硅基體進(jìn)行加熱，使得鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲、熱敏導(dǎo)電層、P+摻雜區(qū)域和分段副柵四者之間形成歐姆接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:所述熱敏導(dǎo)電層是錫膏導(dǎo)電層，所述鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲為錫包銅絲、銀包銅絲、錫包鋁絲或錫包鋼絲中的任一種;所述錫膏含有錫、錫鉛合金、錫鉍合金或錫鉛銀合金中的任一種。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:對N型晶體硅基體進(jìn)行加熱的方式是采用紅外加熱的方式，加熱的回流峰值溫度為183-250攝氏度。7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，對N型晶體硅基體的正表面進(jìn)行摻雜處理的步驟為:選擇N型晶體硅基體，并對N型晶體硅基體的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體的電阻率為0.5?15 Ω.cm，然后將N型晶體硅基體放入工業(yè)用擴(kuò)散爐中對制絨面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成正表面的ρ+摻雜區(qū)域，硼源采用三溴化硼，擴(kuò)散溫度為900-1000°C，時(shí)間為60-180分鐘，硼擴(kuò)散后的方阻值為40-100 Ω/Sqr08.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一所述的一種局部背場N型光伏電池的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述掩膜夾具的材質(zhì)為石墨;退火處理的峰值溫度為700?950°C，退火時(shí)間為30?200min，環(huán)境氣源為N2和02，退火后的局部η+摻雜區(qū)域的方阻值為10-40 Ω /sqr。9.一種局部背場N型光伏電池，包括N型晶體硅基體，所述N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的P+摻雜區(qū)域和正表面鈍化減反膜;所述N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的局部η+摻雜區(qū)域和背表面鈍化膜;其特征在于:所述N型晶體硅基體還包括設(shè)置在背表面的背面電極，所述背面電極包括銀背面主柵和銀背面副柵，所述銀背面副柵與所述局部η+摻雜區(qū)域連接，所述正面電極包括與所述ρ+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種局部背場N型光伏電池，其特征在于:所述金屬絲通過銀鋁合金材料與所述P+摻雜區(qū)域電連接。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種局部背場N型光伏電池，其特征在于:所述正面電極包括分段副柵，所述金屬絲通過分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種局部背場N型光伏電池，其特征在于:所述正面電極包括分段副柵和設(shè)置在分段副柵上的熱敏導(dǎo)電層，所述分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接;所述金屬絲與所述熱敏導(dǎo)電層電連接。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種局部背場N型光伏電池，其特征在于:所述分段副柵是銀鋁合金分段副柵;所述熱敏導(dǎo)電層是錫膏導(dǎo)電層，所述金屬絲是鍍有熱敏導(dǎo)電材料的金屬絲。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種局部背場N型光伏電池，其特征在于:所述鈍化減反膜是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，所述鈍化膜是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復(fù)合介質(zhì)膜;所述鈍化減反膜的厚度為70?I 1nm;所述鈍化膜的厚度為不低于20nmo15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種局部背場N型光伏電池，其特征在于:所述銀背面主柵和所述銀背面副柵構(gòu)成H型柵線，其中銀背面主柵寬0.5-3mm，等間距設(shè)置3-6根，銀背面副柵寬20_100um。16.—種局部背場N型光伏電池組件，包括由上至下依次設(shè)置的前層材料、封裝材料、局部背場N型光伏電池、封裝材料、背層材料，其特征在于:所述局部背場N型光伏電池是權(quán)利要求9-15任一所述的一種局部背場N型光伏電池。17.—種局部背場N型光伏電池系統(tǒng)，包括一個(gè)以上串聯(lián)的局部背場N型光伏電池組件，其特征在于:所述局部背場N型光伏電池組件是權(quán)利要求16所述的一種局部背場N型光伏電池組件。
【文檔編號】H01L31/18GK105845776SQ201610261324
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】林建偉, 季根華, 劉志鋒, 孫玉海, 張育政
【申請人】泰州中來光電科技有限公司