P型PERC雙面太陽能電池的背面電極和電池的制作方法

本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種P型PERC雙面太陽能電池的背面電極，相應地，本發明還涉及一種P型PERC雙面太陽能電池。

背景技術：

太陽能電池發電是利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能，由于它是綠色環保產品，不會引起環境污染，而且是可再生資源，所以在當今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發展前途的新型能源。

P型PERC雙面太陽能電池的制作流程包括：制絨、擴散、刻蝕、背面鈍化層沉積、PECVD背面鍍膜、正面PECVD鍍膜、絲網印刷、燒結、抗LID退火。太陽能電池片在將光能轉換成電能的過程中，其內部產生的光生載流子需要通過外部印刷的電極收集并引出，然后與外部電路連接，從而將電流輸送出來。上述的絲網印刷工序又進一步細分為太陽能電池的背主柵電極印刷、背副柵電極印刷和正電極印刷。正電極漿料和背電極漿料印刷在晶硅太陽電池正面上，經過燒結，起到收集電流的作用。在電池的封裝環節，通過在正背面電極焊上焊帶，把電池片連接成電池串，再通過層壓等工序形成一塊大的組件。背面電極圖形的設計不僅決定了背鈍化電池的背面鈍化效果和電流收集效果，從而影響電池的光電轉換效率，還決定了規模化生產工藝的復雜度。因此需要提出一種新的背面電極，結構簡單，容易產業化，同時提高電池的光電轉換效率。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種P型PERC雙面太陽能電池的背面電極，結構簡單，容易產業化，同時提高電池的光電轉換效率。

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種P型PERC雙面太陽能電池，可雙面吸收太陽光，結構簡單，容易產業化，同時提高組件的光電轉換效率，

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種P型PERC雙面太陽能電池的背面電極，包括至少2條相互平行的背銀主柵和25-500條相互平行的鋁柵線，所述鋁柵線與背銀主柵垂直連接；

鋁柵線與背銀主柵連接處形成重疊區域，重疊區域的背銀主柵位于鋁柵線的下方。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，背銀主柵兩邊與數量相等的鋁柵線重疊相交；或每條背銀主柵兩邊與數量不等的鋁柵線重疊相交。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，位于背銀主柵兩邊的鋁柵線在同一直線上；或位于背銀主柵兩邊的鋁柵線交錯分布。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，鋁柵線之間的間距相等或不相等。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，所述背銀主柵與鋁柵線形成的重疊區域的圖案為三角形、四邊形、半圓形或五邊形。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，所述鋁柵線的寬度為30-550μm。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，所述背銀主柵的寬度為0.5-5mm。

作為上述P型PERC雙面太陽能電池背面電極的優選技術方案，每段鋁柵線與背銀主柵重合的部分沿鋁柵方向的長度為0.05-2mm。

相應地，本發明還提供一種P型PERC雙面太陽能電池，包括所述背面電極、背面氮化硅膜、背面氧化鋁膜、P型硅、N型發射極、正面氮化硅膜和正銀電極；所述背面電極、背面氮化硅膜、背面氧化鋁膜、P型硅、N型發射極、正面氮化硅膜和正銀電極從下至上依次層疊連接。

所述背面電極包括至少2條相互平行的背銀主柵和25-500條相互平行的鋁柵線，所述鋁柵線與背銀主柵垂直連接；

鋁柵線與背銀主柵連接處形成重疊區域，重疊區域的背銀主柵位于鋁柵線的下方；

所述背銀主柵設于背面氮化硅膜之下，所述背面氮化硅膜和背面氧化鋁膜經過激光開槽后形成的激光開槽區；所述鋁柵線通過激光開槽區與P型硅相連。

實施本發明實施例，具有如下有益效果：

本發明所述P型PERC雙面太陽能電池的背面電極，既可以替代現有單面太陽能電池結構中全鋁背電場的作用，還具有載流導體的功能，適用于裝設在P型PERC雙面太陽能電池的背面作為背面電極。結構簡單，容易產業化，同時提高電池的光電轉換效率。采用本發明所述背面電極的P型PERC雙面太陽能電池可節省銀漿和鋁漿的用量，降低生產成本，而且實現雙面吸收光能，顯著擴大太陽能電池的應用范圍和提高光電轉換效率。

附圖說明

圖1是本發明一種P型PERC雙面太陽能電池背面電極的結構示意圖；

圖2是圖1A處放大圖；

圖3是本發明一種P型PERC雙面太陽能電池的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。

近年來，隨著科學家和技術人員的深入研究，發現了一種背面鈍化的PERC太陽能電池可進一步提高電池的光電轉換效率。然而背面鈍化膜中的氧化鋁膜導電率極低，難以將電子傳輸至背面電極，因此常規的做法是在柵線下方開槽，印刷柵線時，銀漿可填充到開槽區內與P型硅形成歐姆接觸，從而實現導電功能。

現有的PERC單面太陽能電池在電池的背面設有全鋁背電場覆蓋在硅片的整個背面，全鋁背電場的作用是提高了開路電壓Voc和短路電流Jsc，迫使少數載流子遠離表面，少數載流子復合率降低，從而整體上提高電池效率。然而，由于全鋁背電場不透光，因此，具有全鋁背電場的太陽能電池背面無法吸收光能，只能正面吸收光能，其光電轉換效率難以大幅度的提高。

為此，本發明提出一種新的背面電極，既可以替代現有單面太陽能電池結構中全鋁背電場的作用，還具有載流導體的功能，適用于裝設在P型PERC雙面太陽能電池的背面作為背面電極。

如圖1和2所示，本發明提供一種P型PERC雙面太陽能電池的背面電極，包括至少2條相互平行的背銀主柵1和25-500條相互平行的鋁柵線2，所述鋁柵線2與背銀主柵1垂直連接；

鋁柵線2與背銀主柵1連接處形成重疊區域，重疊區域的背銀主柵1位于鋁柵線2的下方。本發明所述背面電極設置在背面氮化硅膜3下方，而為了適應背面能吸收太陽光，不再設置全鋁背電場，而是改為設置許多條的鋁柵線2，采用激光開槽技術在背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4上開設激光開槽區9，而鋁柵線2印刷在這些平行設置的激光開槽區9上，從而能與P型硅5形成局部接觸，密集平行排布的鋁柵線2不僅能起到提高開路電壓Voc和短路電流Jsc，降低少數載流子復合率，提高電池光電轉換效率的作用，可替代現有單面電池結構的全鋁背電場，而且鋁柵線2并未全面遮蓋硅片的背面，太陽光可從鋁柵線2之間的受光區投射至硅片內，從而實現硅片背面吸收光能，大幅提高電池的光電轉換效率。

優選地，所述鋁柵線2的根數為30-350條，更佳地，所述鋁柵線2的根數為50-300條；所述鋁柵線2的寬度為30-550μm。

從圖2中可知，發明人發現當重疊區域10在0.05-2mm范圍時，背面電極的導電性能佳，如重疊區域10長度小于0.05mm，則容易發生接觸不良，如重疊區域10長度的大于5mm，則浪費鋁漿，且由于重疊區域10的面積過大，成型的背銀主柵1和鋁柵線2因膨脹系數等物理性能不一，在電池使用過程中易發生鋁柵線2從背銀主柵1上剝離，或鋁柵線2與背銀主柵1交界處發生斷裂，從而影響電池品質和性能的穩定性。本發明人經過長期反復的對比實驗發現，當背銀主柵1和鋁柵線2的重疊區域10長度在0.05-2mm范圍時，電池性能最佳。

需要說明的是，本發明所述背銀主柵1與鋁柵線2形成的重疊區域10的圖案為三角形、四邊形、半圓形或五邊形。具體地，同一條背銀主柵1上重疊區域10圖案相同；或同一條背銀主柵1上重疊區域10圖案不相同。

優選地，背銀主柵兩邊與數量相等的鋁柵線重疊相交；或每條背銀主柵兩邊與數量不等的鋁柵線重疊相交。

位于背銀主柵兩邊的鋁柵線在同一直線上；或位于背銀主柵兩邊的鋁柵線不在同一直線上，呈交錯分布。

鋁柵線之間的間距相等或不相等。

圖1中的示例為背銀主柵兩邊設有數量相等的鋁柵線，且位于背銀主柵兩邊的鋁柵線在同一直線上，重疊區域為四方形。

相應地，如圖3所示，本發明還提供一種P型PERC雙面太陽能電池，所述P型PERC雙面太陽能電池包括所述背面電極、背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4、P型硅5、N型發射極6、正面氮化硅膜7和正銀電極8；所述背面電極、背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4、P型硅5、N型發射極6、正面氮化硅膜7和正銀電極8從下至上依次層疊連接。

所述背面電極包括至少2條相互平行的背銀主柵1和25-500條相互平行的鋁柵線2，所述鋁柵線2與背銀主柵1垂直連接；

鋁柵線2與背銀主柵1連接處形成重疊區域10，重疊區域10的背銀主柵1位于鋁柵線2的下方；

所述背銀主柵1設于背面氮化硅膜3之下，所述背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4經過激光開槽后形成的激光開槽區；所述鋁柵線2通過激光開槽區與P型硅5相連。

現有單面太陽能電池整個背面電極皆采用銀漿制成，與現有單面太陽能電池相比，本發明所述P型PERC雙面太陽能電池采用若干條背銀主柵1與多條平行設置的鋁柵線2組成，鋁柵線2不僅替代現有單面太陽能電池中全鋁背電場實現背面吸光，還用于傳導電子。

最后，采用本發明所述背面電極的所述P型PERC雙面太陽能電池，可節省銀漿和鋁漿的用量，降低生產成本，而且實現雙面吸收光能，顯著擴大太陽能電池的應用范圍和提高光電轉換效率。

應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。