本發明屬于太陽能電池技術領域,特別涉及一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構及制作方法。
背景技術:
自1954年第一塊太陽能電池在貝爾實驗室誕生以來,晶體硅太陽能電池得到了廣泛的應用,轉換效率不斷提升,生產成本持續下降。目前,晶體硅太陽能電池占太陽能電池全球市場總額的90%以上,晶體硅電池片的產線轉換效率目前已突破21%,全球年新增裝機容量約70GW且增速明顯,與火力發電的度電成本不斷縮小,在未來幾年有望與之持平。晶體硅太陽能電池作為一種清潔能源在改變能源結構、緩解環境壓力等方面的重要作用日益凸顯。
P型晶體硅電池由于生產工藝成熟、制造成本低,在目前及今后相當長的一段時間內仍占據絕大部分市場份額。P型晶體硅太陽能電池要想繼續保持競爭力、獲得更大的發展與應用,必須進一步提高轉換效率,同時降低生產成本。
PERC技術著眼于電池的背面,利用鈍化大大降低了背面的復合速度,該技術近年來在P型晶體硅電池中逐步得到大規模應用,使多晶和單晶電池的效率分別提升0.5%和1%以上。雖然PERC技術極大的提高了電池的背面性能,但是對電池的正面無顯著改善,尤其是電池的正面電極,目前主要采用絲網印刷的方式形成近百條細柵和若干條主柵,此工序造成電池片表面5%~7%的面積形成對光的遮擋,使P型PERC電池的效率優勢未能充分發揮。
MWT電池技術主要解決的是電池正面的光遮擋問題,在硅片上打孔,利用過孔電極將正面細柵線收集的電流導至電池的背面。MWT電池技術雖然減少了電池正面主柵電極的光遮擋面積,但電池正面的細柵線仍有約3%的光遮擋面積,細柵線通常為價格昂貴的銀,對于降低電池片的制作成本不利。此外MWT電池的漏電和組件封裝問題未能很好解決。以上問題使得MWT作為改善電池正面的核心技術一直未得到大規模應用。
技術實現要素:
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足,提供了一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構及制作方法,該電池結合了P型晶體硅背鈍化和金屬電極卷繞技術,并在電池正面設計了一種新的電極結構,很好的解決了正面柵線遮擋、背面漏電等問題。
本發明采用以下技術方案:
一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構,P型晶體硅片從上而下依次包括:透明導電膜、減反射膜、正面鈍化膜、N型層、P型基體、背面鈍化膜、金屬層和背面正極,其中,所述P型晶體硅片上設有通孔,所述通孔內設置有用于連接電池正面負極和背面負極的過孔電極,所述N型層的表層設有按規則圖形分布的局部重摻雜N+區,所述背面鈍化膜包括第一背面鈍化膜和第二背面鈍化膜,所述透明導電膜依次穿透所述減反射膜和正面鈍化膜與所述局部重摻雜N+區及所述過孔電極頂端電接觸構成電池負極,所述透明導電膜用于將電池正面匯集的電子經過所述過孔電極導至電池的背面,所述金屬層穿透所述第一背面鈍化膜和第二背面鈍化膜與所述P型硅基體形成局部歐姆接觸,并與背面正極連接在一起構成電池正極。
進一步的,所述通孔大小相同,在厚度方向貫通所述P型晶體硅片,且等行距等列距陣列排布,單個所述通孔的直徑為100~500um,所述通孔的排布數量為4×4~10×10個。
進一步的,所述局部重摻雜N+區陣列排布在所述N型層上,每個所述局部重摻雜N+區的方阻為20~60Ω/□。
進一步的,所述局部重摻雜N+區陣列圖形為類一維圖形、二維圖形或類一維圖形與二維圖形的組合,所述類一維圖形為線段、虛線段、弧線或柵線狀;所述二維圖形為:圓形、橢圓形、紡錘形、環形、多邊形、多角形或扇形。
進一步的,所述類一維圖形的線寬為20~200um,長度為0.05~1.5mm;同一行中相鄰兩個線形的間距為0.5~2mm,同一列中相鄰兩個線形的間距為0.5~2mm;所述二維幾何圖形的尺寸均為20~200um,相鄰兩個圖形中心距為0.5~2mm。
進一步的,所述透明導電膜為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨烯薄膜中的一種或多種疊層構成,厚度為50~500nm。
進一步的,所述過孔電極與所述金屬層之間設置有絕緣隔離,所述絕緣隔離的厚度為0.5~3mm。
進一步的,所述正面鈍化膜為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、非晶硅中的一種或多種疊層構成,厚度為5~50nm,所述減反射膜為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化鈦、碳化硅中的一種或多種疊層構成,厚度為50~100nm,所述第一背面鈍化膜為氧化鋁、氧化硅、非晶硅薄膜的一種或多種薄膜疊層,厚度為5~40nm;所述第二背面鈍化膜為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅硅薄膜的一種或多種薄膜疊層,厚度為50~150nm。
進一步的,所述P型晶體硅片為單晶或多晶的摻硼、鎵、鋁一種多或多種元素的硅片,所述P型晶體硅片的厚度為90~190um。
一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構的制作方法,包括以下步驟:
S1、在P型晶體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貫通所述P型晶體硅片,等行距等列距陣列排布;
S2、采用化學藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化或激光刻蝕方法對所述P型晶體硅片進行表面織構化處理;
S3、采用激光摻雜、常壓擴散、低壓擴散、離子注入或雜質漿料涂敷法進行磷摻雜處理,摻雜劑為POCl3、PH3,在所述P型晶體硅片的正面及通孔壁表層上形成N型層;
S4、在所述P型晶體硅片的正面采用激光摻雜、二次熱擴散、局域離子注入、掩膜反刻蝕或摻雜劑局域涂敷法形成局部重摻雜N+區,所述局部重摻雜N+區陣列圖形為類一維圖形、二維圖形或類一維圖形與二維圖形的組合;
S5、采用噴涂或印刷法在所述通孔及周邊區域制作石蠟掩膜,保護孔壁及正面孔周邊區域的摻雜層;
S6、采用濕法刻蝕或干法刻蝕刻蝕去掉所述P型晶體硅片正面的磷硅玻璃、背結及掩膜;
S7、將刻蝕后的所述P型晶體硅片在退火爐中進行退火處理,在所述P型晶體硅片的表面生長一層致密的熱氧化硅,同時摻雜層的雜質原子進行再分布;
S8、在所述P型晶體硅片的正面沉積5~50nm的正面鈍化膜和50~100nm的減反射膜,在所述P型晶體硅片的背面沉積5~150nm的鈍化膜,所述鈍化膜包括氧化鋁、氧化硅、非晶硅等薄膜的一種或多種薄膜疊層,所述減反射膜包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化鈦、碳化硅等薄膜的一種或多種薄膜疊層;
S9、采用激光在所述P型晶體硅片的正面按步驟S4中所述的重摻雜圖形進行開膜;在所述P型晶體硅片背面的鈍化膜上進行開膜,所述P型晶體硅片的正面和背面開膜圖形可以相同,也可以不相同;
S10、制作電池電極:先采用真空協助絲網印刷或電鍍方法在所述P型晶體硅片的背面制作過孔電極,過孔漿料填滿整個通孔,所述過孔漿料為無燒穿性能或低燒穿性能的銀漿,之后烘干;然后采用絲網印刷、噴印、電鍍或濺射法在所述P型晶體硅片背面的非通孔區域制作背面正極,漿料為銀漿或銀/鋁漿;最后采用絲網印刷、噴印、電鍍或濺射法在所述P型晶體硅片背面的非通孔區域及非背面正極區域制作金屬層,漿料為鋁漿或銀/鋁漿,之后烘干;
S11、在300~900℃下進行熱處理,使背面金屬層與P型基體形成局部歐姆接觸,同時與背面正極主柵線熔接在一起,構成電池的正極,同時過孔漿料經過熱處理,形成過孔電極;
S12、在所述P型晶體硅片正面的減反射膜和鈍化膜上采用濺射、氣相沉積、3D打印、印刷或噴涂工藝制作正面透明導電膜,所述透明導電膜與局部重摻雜N+區及過孔電極頂端電接觸構成電池的負極。
與現有技術相比,本發明至少具有以下有益效果:
本發明提供的一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構,電池正面電極為局部重摻雜/透明導電膜構成的二維復合電極,局部重摻雜區域按特定陣列圖形分布在電池正面的發射極表層,用于收集電子。透明導電膜位于鈍化膜、減反射膜之上,透明導電膜穿透減反射膜和鈍化膜與局部重摻雜區及過孔電極頂端接觸,將局部重摻雜區域從硅基體中收集的電子通過透明導電膜匯集到過孔電極,匯集的電子再通過過孔電極導至電池背面的電池負極。本發明避免了正面金屬電極的光遮擋,減少了電池制作過程中銀漿的耗量,還可以通過背面的鈍化膜防止電極卷繞后漏電,同時顯著提升P型晶體硅電池的轉換效率。
進一步的,采用局部重摻雜節省了價格昂貴的銀漿,使電池的物料成本降低;設置透明導電膜消除了正面柵線的光遮擋,增加了功率輸出;由于局部前場的存在,更有利于電子收集,減少了光生載流子的復合。
進一步的,背面的鈍化膜一方面對P型硅基體起到了很好的鈍化作用,另一方面防止了過孔電極底端與硅基體之間的漏電。
進一步的,在過孔電極與金屬層之間設置絕緣隔離,很好的杜絕了電池背面正、負極之間的漏電問題。
進一步的,第一背面鈍化膜采用氧化鋁,第二背面鈍化膜采用氮化硅,形成的疊層膜可以使背面鈍化效果及背面光反射達到最佳。
本發明一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構的制作方法,先在硅片上激光開孔,之后依次經過制絨、擴散、局部重摻雜、掩膜、清洗、鍍膜、退火、激光正背面開膜、印刷、燒結、制作透明導電膜,制成無正面柵線的背面鈍化P型晶硅電池,本方法減少了電池制作過程中銀漿的耗量,降低了生產成本,制作方法簡單、可靠,適于工業化生產。
下面通過附圖和實施例,對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖說明
圖1為沿背面正極主柵線方向的局部剖面示意圖;
圖2為采用點狀局部重摻雜區域收集正面電子的示意圖;
圖3為采用線段狀局部重摻雜區域收集正面電子的示意圖;
圖4為一種背面電極圖形示意圖。
其中:1.透明導電膜;2.減反射膜;3.正面鈍化膜;4.N型層;5.局部重摻雜N+區;6.P型基體;7.背面鈍化膜;7-1.第一背面鈍化膜;7-2.第二背面鈍化膜;8.金屬層;9.背面正級;10.過孔電極;11.絕緣隔離。
具體實施方式
本發明公開了一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池結構,其正面電極為局部重摻雜/透明導電膜構成的二維復合電極,其中,局部重摻雜區按特定陣列圖形排布在電池正面的發射極表層,用于收集電子。透明導電膜1位于正面鈍化膜3、減反射膜2之上,在局部區域,透明導電膜1穿透減反射膜2和正面鈍化膜3與局部重摻雜N+區5及過孔電極10頂端電接觸,將收集的電子通過透明導電膜1匯集到過孔電極10,匯集的電子再通過過孔電極10導至電池背面的電池負極。
請參閱圖1,P型晶體硅片從上而下依次包括:透明導電膜1、減反射膜2、正面鈍化膜3、局部重摻雜的N型層4、P型基體6、背面鈍化膜7、金屬層8和背面正極9,其中,所述P型晶體硅片上設有通孔,所述通孔內設置有用于連接電池正面負極和背面負極的過孔電極10,所述N型層4的表層設有按規則圖形分布的局部重摻雜N+區5,所述背面鈍化膜7包括第一背面鈍化膜7-1和第二背面鈍化膜7-2,所述透明導電膜1依次穿透所述減反射膜2和正面鈍化膜3與所述局部重摻雜N+區5及所述過孔電極10頂端電接觸,用于將電池正面匯集的電子導至電池的背面,所述金屬層8穿透所述第一背面鈍化膜7-1和第二背面鈍化膜7-2與所述P型硅基體6形成局部歐姆接觸,并與背面正極9連接在一起構成電池正極。
其中,所述過孔電極10與所述金屬層8之間設置有絕緣隔離11,所述絕緣隔離11的厚度為0.5~3mm。所述局部重摻雜N+區5陣列排布在所述N型層4表層。
本發明還提供了一種制備所述無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池的方法,通過在硅片上激光開孔,之后依次經過制絨、擴散、局部重摻雜、掩膜、清洗、退火、鍍膜、激光正背面開膜、印刷、燒結、制作透明導電膜,制成無正面柵線的背面鈍化P型晶硅電池。所述P型晶體硅片為單晶或多晶的摻硼、鎵、鋁一種多或多種元素的硅片,所述P型晶體硅片的厚度為90~190um。具體步驟如下:
S1、在P型晶體硅片上采用激光形成若干相同大小的通孔,通孔在厚度方向貫通整個P型晶體硅片;請參閱圖1至圖4,通孔按等行距等列距陣列排布,單個通孔的直徑為100~500um,數量為4×4~10×10個。
S2、對所述P型晶體硅片進行表面織構化處理,可以采用化學藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化或激光刻蝕等方法。
S3、進行磷摻雜處理,在所述P型晶體硅片的正面及通孔壁表層上形成N型層,摻雜的方法可以采用激光摻雜、常壓擴散、低壓擴散、離子注入或雜質漿料涂敷等,摻雜劑為POCl3、PH3或其他含磷漿料等。
S4、按規則圖形在所述P型晶體硅片的正面形成局部重摻雜N+區,請參閱圖2和圖3,局部重摻雜N+區的規則圖形可以是類一維圖形:線段、虛線段、弧線、柵線狀;或二維圖形:圓形、橢圓形、紡錘形、環形、多邊形、多角形或扇形等;或類一維圖形與二維圖形的組合。
所述類一維幾何圖形的線寬為20~200um,長度為0.05~1.5mm;同一行中相鄰兩個線形的間距為0.5~2mm,同一列中相鄰兩個線形的間距為0.5~2mm;
所述二維幾何圖形的尺寸均為20~200um,相鄰兩個圖形中心距為0.5~2mm。
形成局部重摻雜的方法可以采用激光摻雜、二次熱擴散、局域離子注入、掩膜反刻蝕或摻雜劑局域涂敷等,與此對應,局部重摻雜可以在形成PN結的工序中完成,也可以在刻蝕清洗、激光、印刷等工序中完成,局部重摻雜區的方阻為20~60Ω/□。
S5、在通孔及周邊區域制作掩膜,以保護孔壁及正面孔周邊區域的摻雜層。采用的方法為噴涂或印刷等,掩膜為石蠟等耐腐蝕性化學物質。
S6、刻蝕去掉所述P型晶體硅片正面的磷硅玻璃、背結及掩膜,刻蝕的方法可采用濕法刻蝕或干法刻蝕。
S7、將刻蝕后的所述P型晶體硅片在退火爐中進行退火處理,在硅片的表面生長一層致密的熱氧化硅,同時摻雜層的雜質原子進行再分布。
S8、在所述P型晶體硅片的正面先后沉積5~50nm的鈍化膜和50~100nm的減反射膜;在硅片背面先后沉積5~40nm的第一背面鈍化膜和50~150nm的第二背面鈍化膜。
第一鈍化膜優選的采用氧化鋁,第二背面鈍化膜優選的采用氮化硅。形成的疊層膜可以使背面鈍化效果及背面光反射達到最佳。
正面鈍化膜可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅等薄膜的一種或多種薄膜疊層;
正面減反射膜可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化鈦、碳化硅等薄膜的一種或多種薄膜疊層;
第一背面鈍化膜可以是氧化鋁、氧化硅、非晶硅等薄膜的一種或多種薄膜疊層;
第二背面鈍化膜可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅硅等薄膜的一種或多種薄膜疊層。
S9、采用激光在正面按步驟S4中所述的重摻雜圖形進行開膜;在背面的鈍化膜上按特定圖形進行開膜,開膜圖可以是步驟S4中所述的陣列圖形。
正、背面開膜圖形可以相同,也可以不相同。
S10、按如下步驟制作電池電極:
①采用真空協助絲網印刷或電鍍等方法在背面制作過孔電極,過孔漿料填滿整個通孔,可能使用的過孔漿料為無燒穿性能或低燒穿性能的銀漿,之后烘干;
②在背面的非通孔區域制作背面正極,制作方法可采用絲網印刷、噴印、電鍍或濺射等,可能使用的漿料主要為銀漿或銀/鋁漿。在生產中過孔電極和背面正極主柵線電極可使用同一種銀漿,以簡化生產工藝,之后烘干;
③在背面的非通孔區域及非正極區域制作金屬層,制作方法可采用絲網印刷、噴印、電鍍或濺射等,可能使用的漿料主要為鋁漿或銀/鋁漿,之后烘干。
背面金屬層8與過孔電極10之間的絕緣隔離11為0.5~3mm,避免漏電;背面金屬層8與背面正極9相連接。
S11、在300~900℃下進行熱處理,使所述P型晶體硅片背面金屬層與P型硅基體形成局部歐姆接觸,同時與背面正極熔接在一起,構成電池的正極,同時過孔漿料經過熱處理,形成過孔電極。
S12、在正面的減反射膜/鈍化膜上采用濺射、氣相沉積、3D打印、印刷或噴涂工藝制作正面透明導電膜,透明導電膜的厚度控制在50~500nm。
透明導電膜為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨烯薄膜中的一種或多種疊層構成。
透明導電膜與局部重摻雜區域及過孔電極頂端電接觸構成電池的負極。
實施例1
(1)在P型單晶硅片上采用激光形成5×5個等距排布的通孔,單個通孔的直徑為300um。
(2)將制作通孔后的P型單晶硅片于80℃左右的KOH溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結構。
(3)在800~900℃下以POCl3為摻雜劑進行低壓擴散,在硅片的正面及通孔壁表層上形成N型層,摻雜后的方阻為60Ω/□。
(4)采用噴涂的方法在N型層上按陣列圖形及通孔噴石蠟,作為掩膜,陣列圖形為點狀陣列,單個點的直徑為50um,點與點之間的間距為0.8mm。
(5)采用濕法刻蝕去掉硅片正面的磷硅玻璃、背結及石蠟。在噴有掩膜的陣列區域形成重摻雜。
(6)將刻蝕后的硅片在退火爐中于650℃下進行退火處理,在硅片的表面生長一層致密的熱氧化硅。
(7)在硅片的背面采用PECVD的方法先后沉積25nm的氧化鋁和60nm的氮化硅;在硅片的正面沉積80nm的氮化硅。
(8)采用激光在正面按步驟(4)所述的陣列圖形開膜;在背面的鈍化膜上按點狀陣列進行開膜。
(9)按如下步驟制作電池電極:
①采用真空協助絲網印刷的方法在背面制作過孔銀電極,之后烘干;
②采用絲網印刷的方法在背面制作背面銀正極,銀正極為6行6列點狀陣列圖形,每一行及列平行等間距排布,單個銀正極的直徑為1.5mm,之后烘干;
③采用絲網印刷的方法在背面的非通孔區域及非銀正極區域制作鋁層,之后烘干。
(10)在300~900℃下進行熱處理,使背面鋁層與P型硅基體形成局部歐姆接觸,同時與背面點狀銀正極熔接在一起,構成電池的正極。同時過孔漿料經過熱處理,形成過孔電極。
(11)在正面的減反射膜/鈍化膜上采用濺射法制作厚度為100nm的ITO透明導電膜,透明導電膜在重摻雜N+區處與硅基體直接接觸,并將局部重摻雜N+區連接成為電子收集的組合體。
實施例2
(1)在P型多晶硅片上采用激光形成6×6個等距排布的通孔,單個通孔的直徑為200um。
(2)將制作通孔后的P型多晶硅片于干法等離子制絨設備中,獲得多狀微納結構,之后在BOE溶液中進行表面修飾。
(3)以PH3作為雜質,采用離子注入的方法進行摻雜,之后進行退火處理,在硅片的正面及通孔壁表層上形成N型層,摻雜后的方阻為50Ω/□。
(4)采用噴涂的方法在N型層上按陣列圖形及通孔噴石蠟,作為掩膜。陣列圖形為線段狀陣列,線段的長度為1.5mm,寬度為100um,線段與線段之間的間距為2mm。
(5)采用濕法刻蝕去掉硅片正面的磷硅玻璃、背結及石蠟。在噴有掩膜的陣列區域形成重摻雜。
(6)將刻蝕后的硅片在退火爐中于650℃下進行退火處理,在硅片的表面生長一層致密的熱氧化硅。
(7)在硅片的背面采用PECVD的方法先后沉積20nm的氧化硅和60nm的氮化硅;在硅片的正面沉積80nm的氮化硅。
(8)采用激光在正面按步驟(4)所述的陣列圖形開膜;在背面的鈍化膜上按線段狀陣列進行開膜。
(9)按如下步驟制作電池電極:
①采用真空協助絲網印刷的方法在背面制作過孔銀電極,之后烘干;
②采用絲網印刷的方法在背面制作背面銀正極,銀正極為7行7列點狀陣列圖形,每一行及列平行等間距排布,單個銀正極的直徑為500um,之后烘干;
③采用絲網印刷的方法在背面的非通孔區域及非銀正極區域制作鋁層,之后烘干。
(10)在300~900℃下進行熱處理,使背面鋁層與P型硅基體形成局部歐姆接觸,同時與背面點狀銀正極熔接在一起,構成電池的正極。同時過孔漿料經過熱處理,形成過孔電極。
(11)在正面的減反射膜/鈍化膜上采用氣相沉積的制作厚度為50nm的石墨烯透明導電膜,透明導電膜在重摻雜N+區處與硅基體直接接觸,并將局部重摻雜N+區連接成為電子收集的組合體。
實施例3
(1)在P型單晶硅片上采用激光形成5×5個等距排布的通孔,單個通孔的直徑為400um。
(2)將制作通孔后的P型單晶硅片于50℃的Cu(NO3)2/H2O2/HF溶液中進行異向腐蝕,獲得表面倒金字塔結構。
(3)在800~900℃下以POCl3為摻雜劑進行低壓擴散,在硅片的正面及通孔壁表層上形成N型層,摻雜后的方阻為30Ω/□。
(4)在正面采用絲網印刷的方法制作陣列分布的含磷摻雜劑,陣列圖形為點狀陣列,單個點的直徑為80um,點與點之間的間距為0.5mm。
(5)采用噴涂的方法在通孔噴石蠟,作為掩膜。
(6)采用濕法刻蝕去掉硅片正面的磷硅玻璃、背結及石蠟。
(7)在硅片的背面采用PECVD的方法先后沉積20nm的氧化鋁和50nm的氮化硅;在硅片的正面先后沉積20nm的氧化硅和60nm的氮化硅。
(8)在正面按步驟(4)中的陣列圖形進行激光脈沖加熱,在該區域減反射膜/鈍化膜氣化去除的同時磷原子向硅基體擴散,在硅片正面形成點狀陣列的局部重摻雜區域。在背面的鈍化膜上按點狀圖形進行開膜。
(9)按如下步驟制作電池電極:
①采用真空協助絲網印刷的方法在背面制作過孔銀電極,之后烘干;
②采用絲網印刷的方法在背面制作背面正極主柵線銀電極,正極主柵線的個數為5根,且相互平行等間距排布,單個正極主柵線的寬度為1.5mm,之后烘干;
③采用絲網印刷的方法在背面的非通孔區域及非正極主柵線區域制作鋁層,之后烘干。
(10)在300~900℃下進行熱處理,使背面鋁層與P型硅基體形成局部歐姆接觸,同時與背面正極銀主柵線熔接在一起,構成電池的正極。同時過孔銀漿經過熱處理,形成過孔電極。
(11)在正面的減反射膜/鈍化膜上采用濺射的方法制作厚度為200nm的AZO透明導電膜,透明導電膜在重摻雜N+區處與硅基體直接接觸,并將局部重摻雜N+區連接成為電子收集的組合體。
實施例4
(1)在P型多晶硅片上采用激光形成6×6個等距排布的通孔,單個通孔的直徑為350um。
(2)將制作通孔后的P型多晶硅片于干法等離子制絨設備中,獲得多狀微納結構,之后在BOE溶液中進行表面修飾。
(3)在800~900℃下以POCl3為摻雜劑進行低壓擴散,在硅片的正面及通孔壁表層上形成N型層,摻雜后的方阻為20Ω/□。
(4)在正面形成的磷硅玻璃上采用激光按特定圖形進行脈沖加熱,使該區域磷硅玻璃中的磷原子向硅片基體擴散,形成重摻雜。所述特定圖形為線段狀陣列,單個線段的長度為3mm,寬度為60um,線段與線段之間的間距為0.8mm。
(5)采用噴涂的方法在通孔處噴石蠟,作為掩膜。
(6)采用濕法刻蝕去掉硅片正面的磷硅玻璃、背結及石蠟。
(7)將刻蝕后的硅片在退火爐中于650℃下進行退火處理,在硅片的表面生長一層致密的熱氧化硅。
(8)在硅片的背面采用PECVD的方法先后沉積20nm的氧化鋁和60nm的氮化硅;在硅片的正面沉積80nm的氮化硅。
(9)采用激光在正面按步驟(4)所述的陣列圖形去除掉局部重摻雜區域上的減反射膜/鈍化膜;在背面的鈍化膜上進行線段狀開孔。
(10)按如下步驟制作電池電極:
①采用電鍍的方法制作過孔銀電極;
②采用蒸鍍的方法在背面制作背面正極主柵線銀電極,正極主柵線的個數為6根,且相互平行等間距排布,單個正極主柵線的寬度為2mm,;
③采用蒸鍍的方法在背面的非通孔區域及非正極主柵線區域制作鋁層。
(11)在200~500℃下進行熱處理,改善電鍍及蒸鍍制作的電極的導電性。
(12)在正面的減反射膜/鈍化膜上采用濺射的方法制作厚度為200nm的GZO透明導電膜,透明導電膜在重摻雜N+區處與硅基體直接接觸,并將局部重摻雜N+區連接成為電子收集的組合體。
本發明方法制備的發射極局部重摻雜/透明導電膜復合二維電極,將其與P型晶體硅PERC電池及MWT電池技術相結合,形成了一種無正面柵線的P型晶體硅背接觸電池。該新型電池不僅完全避免了正面金屬電極的光遮擋,還可以通過背面的鈍化膜防止電極卷繞后漏電,可顯著提升P型晶體硅電池的轉換效率,并減少了電池制作過程中銀漿的耗量,降低了生產成本。
以上內容僅為說明本發明的技術思想,不能以此限定本發明的保護范圍,凡是按照本發明提出的技術思想,在技術方案基礎上所做的任何改動,均落入本發明權利要求書的保護范圍之內。