本發明涉及晶體硅太陽電池技術領域,更具體地說,涉及一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法。
背景技術:
隨著光伏產業的發展進步,出于對太陽電池高轉換效率以及組件高輸出功率的追求,越來越多的高效電池技術被應用到晶體硅太陽電池的商業化量產中。其中重要的一種高效電池技術是鈍化發射極背面接觸技術(passivatedemitterbackcontact,perc)。這種技術用al2o3/sinx疊層鈍化薄膜替代現有的太陽電池的鋁背場,大大改善了晶體硅太陽電池背面的鈍化效果,提高了中長波段的內量子效率,使得晶體硅太陽電池的量產效率提高了約1個百分點。最新的量產perc電池結構正逐漸過渡到雙面perc電池,相比perc電池,雙面perc電池不需額外增加工藝流程和設備,僅使用鋁細柵線代替perc電池的全覆蓋鋁層,鋁細柵線和雙面perc電池背面局部開膜的線狀區域相重合,并通過開膜區域和硅基片相連接,實現電流傳輸。背面鋁細柵線之間是al2o3/sinx疊層鈍化薄膜,能夠吸收環境中的反射光,這樣就能夠增加額外的輸出功率,同時也降低背面鋁漿料的用量。由于這兩個優勢,雙面perc電池得到越來越多的重視。
現有的雙面perc太陽電池的制作方法包括如下步驟:堿制絨、磷擴散、去psg及背面拋光、背面沉積氧化鋁薄膜和氮化硅薄膜、正面沉積氮化硅薄膜、背面激光局部剝離氧化鋁/氮化硅薄膜、絲網印刷背面電極和背面鋁柵線、絲網印刷正面電極以及燒結,由上述工藝流程制造的雙面perc電池背面使用鋁柵線來收集背面電流,由于絲網印刷燒結鋁細柵線的線電阻比較大,使得雙面perc電池相比已有的單面perc電池在串聯電阻上有比較多的上升,降低了雙面perc電池的填充因子,為兼顧雙面perc電池的填充因子,通常需要增加背面鋁柵線的寬度至300um左右,這樣就增加了背面的遮光面積,降低了對環境反射光的利用效果。
技術實現要素:
為解決上述技術問題,本發明提供了一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,能夠在降低背面電阻,提高雙面perc電池的填充因子的同時,減小背面柵線的寬度,降低背面的遮光面積。
本發明提供的一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,包括:
在p型基底上制作具有背面鋁柵線的雙面perc太陽電池;
去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線,形成背面凹槽,所述背面凹槽的與所述p型基底相鄰的一側形成鋁背場;
在所述背面凹槽中內嵌式印刷銀柵線,所述銀柵線通過所述鋁背場連接至所述p型基底;
對所述銀柵線進行燒結。
優選的,在上述具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法中,所述去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線為:
利用鹽酸和硝酸的混合溶液對所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線酸洗30秒至90秒,去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線。
優選的,在上述具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法中,所述形成背面凹槽為:
形成深度為5微米至25微米以及寬度為30微米至60微米的背面凹槽。
優選的,在上述具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法中,所述在所述背面凹槽中內嵌式印刷銀柵線為:
在每個所述背面凹槽內印刷重量范圍為0.9克至1.3克的銀漿料,形成所述銀柵線。
優選的,在上述具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法中,所述對所述銀柵線進行燒結為:
設置燒結溫度范圍為550℃至600℃,并且設置500℃以上的燒結時間范圍為3秒至30秒,對所述銀柵線進行燒結。
優選的,在上述具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法中,所述在p型基底上制作具有背面鋁柵線的雙面perc太陽電池包括:
在所述p型基底上進行堿制絨和磷擴散;
去除psg并背面拋光;
在所述p型基底的背面沉積氧化鋁薄膜和氮化硅薄膜;
在所述p型基底的背面局部剝離所述氧化鋁薄膜和所述氮化硅薄膜;
絲網印刷背面電極和背面鋁柵線;
絲網印刷正面電極并燒結。
從上述技術方案可以看出,本發明所提供的上述具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,由于在p型基底上制作具有背面鋁柵線的雙面perc太陽電池之后,還包括去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線,形成背面凹槽,所述背面凹槽的與所述p型基底相鄰的一側形成鋁背場;在所述背面凹槽中內嵌式印刷銀柵線,所述銀柵線通過所述鋁背場連接至所述p型基底;對所述銀柵線進行燒結,因此能夠在降低背面電阻,提高雙面perc電池的填充因子的同時,減小背面柵線的寬度,降低背面的遮光面積。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例提供的第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法的示意圖。
具體實施方式
本發明的核心思想在于提供一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,能夠在降低背面電阻,提高雙面perc電池的填充因子的同時,減小背面柵線的寬度,降低背面的遮光面積。
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本申請實施例提供的第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法如圖1所示,圖1為本申請實施例提供的第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法的示意圖,該方法包括如下步驟:
s1:在p型基底上制作具有背面鋁柵線的雙面perc太陽電池;
需要說明的是,在該步驟中,印刷背面鋁細柵線并燒結有兩個作用,其中,第一個作用是形成背面凹槽,另一個是在凹槽的底部形成摻al3+的鋁背場。鋁背場能夠使銀和p型硅基底形成良好的接觸電阻。
s2:去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線,形成背面凹槽,所述背面凹槽的與所述p型基底相鄰的一側形成鋁背場;
具體的,上一步驟中燒結工序的高溫過程中,鋁柵線和p型基底通過背面al2o3/sin局部剝離的窗口發生互熔擴散,使得p型基底背面形成深約20um、寬約50um的u形的背面凹槽,同時背面凹槽一側的硅基底形成摻al3+的鋁背場,凹槽另一側是鋁柵線,本步驟可以在稀的hcl/hno3酸體系中鋁柵線反應生成alcl3和alno3,并溶解在溶液中從而被除去,留下u形的背面凹槽,其中,hcl/hno3酸體系溶液的濃度在1%-5%之間。
s3:在所述背面凹槽中內嵌式印刷銀柵線,所述銀柵線通過所述鋁背場連接至所述p型基底;
需要說明的是,該方案中,銀漿料通過精確對位的方式被印刷到背面凹槽中,形成背面埋柵的銀柵線,為避免背面銀主柵破壞背面的al2o3/si3n4疊層薄膜,所印刷的銀漿料為不與si3n4反應的非穿透性銀漿料,背面電極的主要成分是銀材料,這種背面埋柵雙面perc電池的背面柵線由主柵和細柵組成,兩者的主要成分都是銀,因而背面電極可以由背面的銀主柵替代,也就省去了絲網印刷背面電極工序。
s4:對所述銀柵線進行燒結。
采用銀細柵線后,由于銀細柵線的線電阻低于鋁柵線,因而可以減小銀細柵線的寬度而不增加背面的總電阻,將銀柵線限制在背面凹槽內部,因此降低對太陽光線的阻擋,提高轉換效率。
從上述技術方案可以看出,本申請實施例所提供的第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,由于在p型基底上制作具有背面鋁柵線的雙面perc太陽電池之后,還包括去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線,形成背面凹槽,所述背面凹槽的與所述p型基底相鄰的一側形成鋁背場;在所述背面凹槽中內嵌式印刷銀柵線,所述銀柵線通過所述鋁背場連接至所述p型基底;對所述銀柵線進行燒結,因此能夠在降低背面電阻,提高雙面perc電池的填充因子的同時,減小背面柵線的寬度,降低背面的遮光面積。
本申請實施例提供的第二種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,是在上述第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法的基礎上,還包括如下技術特征:
所述去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線為:
利用鹽酸和硝酸的混合溶液對所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線酸洗30秒至90秒,去除所述雙面perc太陽電池的背面鋁柵線。
需要說明的是,利用這種工藝參數,能夠更加徹底的去除背面鋁柵線,且不會對其他部分造成損壞。
本申請實施例提供的第三種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,是在上述第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法的基礎上,還包括如下技術特征:
所述形成背面凹槽為:
形成深度為5微米至25微米以及寬度為30微米至60微米的背面凹槽。
需要說明的是,這種尺寸的背面凹槽均相互平行排列,保證制作出的銀柵線與鋁背場相結合具有足夠優良的電學性能。
本申請實施例提供的第四種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,是在上述第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法的基礎上,還包括如下技術特征:
所述在所述背面凹槽中內嵌式印刷銀柵線為:
在每個所述背面凹槽內印刷重量范圍為0.9克至1.3克的銀漿料,形成所述銀柵線。
需要說明的是,這種重量范圍的銀漿料能夠保證足以填充滿所述背面凹槽,也能夠做到節省成本,而且,印刷的銀漿料是非穿透性的低溫燒結漿料,通過精確對位方式印刷到所述背面凹槽內。
本申請實施例提供的第五種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,是在上述第一種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法的基礎上,還包括如下技術特征:
所述對所述銀柵線進行燒結為:
設置燒結溫度范圍為550℃至600℃,并且設置500℃以上的燒結時間范圍為3秒至30秒,對所述銀柵線進行燒結。
需要說明的是,低溫燒結后,背面銀柵線和所述背面凹槽內的鋁背場形成較好的歐姆接觸,并牢固地粘結在雙面perc電池的背面。
本申請實施例提供的第六種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法,是在上述第一種至第五種具有背面銀柵線的雙面perc太陽電池的制作方法中任一種的基礎上,還包括如下技術特征:
所述在p型基底上制作具有背面鋁柵線的雙面perc太陽電池包括:
在所述p型基底上進行堿制絨和磷擴散;
去除psg并背面拋光;
在所述p型基底的背面沉積氧化鋁薄膜和氮化硅薄膜;
在所述p型基底的背面局部剝離所述氧化鋁薄膜和所述氮化硅薄膜;
絲網印刷背面電極和背面鋁柵線;
絲網印刷正面電極并燒結。
綜上所述,上述方案中,利用背面用銀柵線代替原來的鋁柵線,銀柵線的線電阻顯著低于鋁柵線,并且銀柵線和背面凹槽內的鋁背場歐姆接觸良好,這就降低了雙面perc電池背面的電阻,能夠將雙面perc電池的串聯電阻降低約0.2mω,電池的填充因子也相應地提高、甚至高于普通的單面perc電池,其轉換效率也得到提升,而且背面銀柵線嵌埋在背面凹槽內,寬度在30-60um之間,相比目前的雙面perc電池,背面細柵線的遮光面積就減少75%以上,因此能夠吸收更多的周圍環境反射光,貢獻更多的輸出功率。
對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。