《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》是常州天合光能有限公司於2013年9月25日申請的專利,該專利的申請號為2013104409075,公布號為CN103474486A,授權公布日為2013年12月25日,發明人是陳奕峰、皮埃爾·J·威靈頓、馮志強、沈輝、皮亞同·皮·阿特瑪特,該發明屬於太陽電池技術領域。
《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》公開了一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法,晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極包括與局域背表面場連線的局域電極以及在與矽片襯底的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜的背面電極,在局域電極與背面電極之間設有至少一個梁橋電極,梁橋電極與矽片襯底的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜,局域電極與背面電極通過梁橋電極連線,並且在局域電極與背面電極之間除梁橋電極的連線區域外也設定有背面鈍化膜。它能夠抑制局域背表面場空洞的形成,增加局域背表面場的厚度,降低少數載流子穿過局域背表面場來到接觸區被複合的電阻損失,提高背鈍化電池的轉換效率。
2017年5月17日,《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》獲得第十屆江蘇省專利項目金獎。
(概述圖為《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》摘要附圖)
基本介紹
- 中文名:晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法
- 公布號:CN103474486A
- 公布日:2013年12月25日
- 申請號:2013104409075
- 申請日:2013年9月25日
- 申請人:常州天合光能有限公司
- 地址:江蘇省常州市新北區電子產業園天合路2號
- 發明人:陳奕峰、皮埃爾·J·威靈頓、馮志強、沈輝、皮亞同·皮·阿特瑪特
- Int.Cl.:H01L31/0224(2006.01)I、H01L31/18(2006.01)I
- 代理機構:常州市科誼專利代理事務所
- 代理人:孫彬
- 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2013年9月,局域背表面場電池是高效晶體矽太陽電池研發的重要方向,通過背面鈍化技術和局域背表面場結構,可以顯著的降低太陽電池背面的複合,提高長波段內背反射,降低背面的自由載流子吸收,從而提高電池的轉換效率。為了降低背鈍化電池的製備工藝,一般採用雷射或者化學漿料腐蝕的方法將背面鈍化膜局部打開,然後採用絲網印刷或者蒸鍍的方法在背面形成一層鋁層,然後在高溫過程中,鋁原子取代矽原子進入矽晶格,在開膜區域的下方形成p型重摻雜區域,也即局部背表面場。
然而,採用常規的全背表面印刷或者沉積鋁層的方法,在高溫過程中由於鋁與矽的擴散係數差別,在接觸的區域很容易形成空洞,導致:1、無法形成局域慨旬背頁巴盛艱表面場,造成嚴重的背面表面複合;2、局域背表面場與鋁矽合金層接觸面積變小,填充因子下降;3、由於空洞效應,局域背表面場的厚度不足,空洞的形成制約了2013年9月前局域背表面場電池,特別是背點接觸電池效率的提升。
發明內容
專利目的
《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》所要解決的技術問題是克服2013年9月前已有技術的缺陷,提供一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,它能夠抑制局域背表面場空洞的形成,增加局域背表面場的厚度,降低少數載流子穿過局域背表面場來到接觸區被複合的電阻損失,提高背鈍化電池的轉換效率。
技術方案
一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極您跨章,包括與局域背表面場連線的局域電極以及在與矽片襯底的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜的背面電極,在局域電極與背面電極之間設有至少一個梁橋電極,梁橋電極與矽片襯底的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜,局域電極與背面電極通過梁橋電極連線,並且在局域電極與背面電極之間除梁橋電極的連線區域外也設定有背面鈍化膜。
進一步,梁橋電極的寬度為0.1-50000微米,長度為0.1-1000微米。通過控制梁橋電極的寬度和長度可以控制高溫過程中矽往鋁矽液態合金擴散的總量。
進一步,背面鈍化膜的材料選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
進一步,局域電極、背面電極以及梁橋電極的材料中含有鋁。
進一步,局域電極的橫截面為線狀或點狀,點狀包括圓形或平行四邊形或正多邊形。
進一步。當所述的局域電極的橫截面為線狀時,局域電極的寬度為1微米以上,局域電極中心之間的間距為100微米以上。
進一步,當所述的局域電極的橫截面為點狀時,局域電極的尺寸在1微米以上,局域電極中心之間的間距為50微米以戒滲煉上。
《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》還提供了一種該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括嚷記愚以下步驟:
1)提供一絲網印刷用網版,其中,網版在該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的背面電極區域以及多個局域電極和梁橋電極組成的陣列區域設定網紗,使漿料可以通過,其餘部分由不透過漿料的膜組成;
2)提供一沉積背面鈍化膜的矽片襯底,並且局部雷射開膜;
3)利用步驟1)中的網版,採用絲網印刷的方法在矽片襯底的背面印刷金屬漿料;
4)在高溫燒結過程中使局域電極與矽片襯底形成局域背表面場。
該發明還提供了一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一沉積背面鈍化膜的矽片襯底,並且局部雷射開膜;
2)採用CVD方法或PVD方法在矽片襯底的背面鈍化膜上沉積該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極中的背面電極以及多個局域電極和梁橋電極排布而成的單元;
3)在高溫燒結過程中使局域電極與矽片襯底形成局域背表面場。
有益效果
(1)《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》採用局部電極,極大地減小了局域背表面場出現空洞的機率,提高了電池的開路電壓和填充因子;該發明通過在開膜區域形成局部電極,限制了在高溫過程中矽在電極中的橫向傳輸,如果各個電極中含有鋁,它能使矽在鋁矽液態合金的濃度迅速達到飽和值,在降溫過程中矽很快從鋁矽液態中析出,在鋁矽界面固化,形成局域背表面場,極大地抑制了空洞的產生。
(2)採用梁橋電少罪拳舉極將局部電極收集的電流導向背面電極,採用梁橋電極和背面電極,降低了背面電極的電阻,從而降低了電池的肯束葛電阻損失;
(3)該發明工藝簡單,對於常規的絲網印刷,僅需要一次印刷就可實現該發明的結構,適合套用於規模化生產。
附圖說明
圖1為《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的第一種結構的結構示意圖;
圖2為該發明的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的結構剖視圖;
圖3為該發明的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的第三種結構的結構示意圖;
圖4為該發明的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的第四種結構的結構示意圖;
圖5為陣列狀的第三種結構的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的結構示意圖;
圖6為陣列狀的第四種結構的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的結構示意圖。
權利要求
1.一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場(5)連線的局域電極(3)以及在與矽片襯底(6)的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜(2)的背面電極(1),其特徵在於:在局域電極(3)與背面電極(1)之間設有至少一個梁橋電極(4),梁橋電極(4)與矽片襯底(6)的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜(2),局域電極(3)與背面電極(1)通過梁橋電極(4)連線,並且在局域電極(3)與背面電極(1)之間除梁橋電極(4)的連線區域外也設定有背面鈍化膜(2),所述的梁橋電極(4)的寬度為0.1-50000微米,長度為0.1-1000微米,所述的局域電極(3)、背面電極(1)以及梁橋電極(4)的材料中含有鋁。
2.根據權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:所述的背面鈍化膜(2)的材料選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:所述的局域電極(3)的橫截面為線狀或點狀,點狀包括圓形或平行四邊形或正多邊形。
4.根據權利要求3所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:當所述的局域電極(3)的橫截面為線狀時,局域電極(3)的寬度為1微米以上,局域電極(3)中心之間的間距為100微米以上。
5.根據權利要求3所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:當所述的局域電極(3)的橫截面為點狀時,局域電極(3)的尺寸在1微米以上,局域電極(3)中心之間的間距為50微米以上。
6.一種如權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一絲網印刷用網版,其中,網版在如權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的背面電極(1)區域以及多個局域電極(3)和梁橋電極(4)組成的陣列區域設定網紗,使漿料可以通過,其餘部分由不透過漿料的膜組成;
2)提供一沉積背面鈍化膜(2)的矽片襯底(6),並且局部雷射開膜;
3)利用步驟1)中的網版,採用絲網印刷的方法在矽片襯底(6)的背面印刷金屬漿料;4)在高溫燒結過程中使局域電極(3)與矽片襯底(6)形成局域背表面場(5)。
7.一種如權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一沉積背面鈍化膜(2)的矽片襯底(6),並且局部雷射開膜;
2)採用CVD方法或PVD方法在矽片襯底(6)的背面鈍化膜(2)上沉積該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極中的背面電極(1)以及多個局域電極(3)和梁橋電極(4)排布而成的單元;
3)在高溫燒結過程中使局域電極(3)與矽片襯底(6)形成局域背表面場。
實施方式
實施例一
如圖3所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有四個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
該實施例提供一種絲網印刷製備的圓孔狀陣列的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,在完成背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜沉積後,採用化學漿料進行開膜。通過網版設計,採用絲網印刷和設計好的背面網版在背面印刷鋁漿,使之形成由多個圓孔陣列形成的圖形,其中圓孔接觸之間的間距為500微米,單個圓孔點接觸的圖形如圖3所示,圓孔的直徑為100微米,圓孔邊緣與覆蓋在Al2O3/SiNx:H鈍化膜2上的背面電極1的距離為20微米,通過網版設計,在印刷過程中圓孔與背面電極1通過四個通道連線,通道的寬度為50微米,長度與圓孔邊緣到背面電極1距離相等,也為20微米。在經過常規的燒結後,圓孔與下方的矽片襯底6形成局域背表面場5,圓孔也形成局部電極3,通道內形成梁橋電極4,局部電極3與背面電極1通過四個梁橋電極4互相連線。由於除了梁橋電極4接觸的地方以外,局部電極3與背面電極1被Al2O3/SiNx:H鈍化膜隔離,因此在高溫過程中,矽在鋁矽合金液體的擴散受到限制,因此極大地降低了空洞的產生。如果不採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法而採用背面完全印刷鋁漿和燒結,空洞率為100%,而採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法,空洞率從100%降到20%,有效地降低了空洞率。
實施例二
如圖4、5所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有二個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
背面鈍化膜2的材料可以選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
該實施例提供一種由絲網印刷製備的方孔狀陣列的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,在完成背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜2沉積和局部雷射開膜後,通過網版設計,採用絲網印刷在背面印刷鋁漿,使之形成由方孔陣列形成的圖形。其中方孔中心之間的間距為400微米,單個方孔點接觸的圖形如圖4所示,方孔的邊長為80微米,方孔邊緣與背面電極1的距離為30微米,在同一次印刷中還形成了兩個連線方孔與背面電極1的梁橋電極4,梁橋電極4的寬度為40微米,長度也為30微米。在經過常規的燒結後,方孔內的局域電極3與下方的矽片襯底6形成局域背表面場5。除了梁橋電極4接觸的地方以外,局部電極3與背面電極1被Al2O3/SiNx:H鈍化膜2隔離,採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法,空洞率從90%降到22%,背面方孔點接觸陣列的局部如圖5所示。
實施例三
如圖6所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有多個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
背面鈍化膜2的材料可以選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
該實施例提供一種絲網印刷製備的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,首先設計絲網印刷所需網版,在完成背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜沉積和局部雷射開膜後,採用絲網印刷和設計好的背面網版和背面印刷鋁漿,使之形成由線狀陣列形成的圖形。其中線與線之間的間距為1200微米,背面線狀陣列的局部如圖6所示。線寬為60微米,線長為153毫米,線邊緣與覆蓋在背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜上的背面電極1的距離為30微米,在同一次印刷中還形成了寬度為40微米,長度為30微米,間距為1毫米的梁橋電極4。在經過常規的燒結後,線內的局域電極3與下方的矽片襯底6形成局域背表面場5,與背面電極1通過梁橋電極4陣列連線。採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法,空洞率從100%降到17%。
實施例四
如圖1、2所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有至少一個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
梁橋電極4的寬度可以為0.1-50000微米,長度可以為0.1-1000微米。
背面鈍化膜2的材料可以選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
局域電極3的橫截面可以為線狀或點狀,點狀包括圓形或平行四邊形或正多邊形。
當局域電極3的橫截面為線狀時,局域電極3的寬度為1微米以上,局域電極3中心之間的間距為100微米以上。
當局域電極3的橫截面為點狀時,局域電極3的尺寸在1微米以上,局域電極3中心之間的間距為50微米以上。
一種該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一沉積背面鈍化膜2的矽片襯底6,並且局部雷射開膜;
2)採用CVD方法或PVD方法在矽片襯底6的背面鈍化膜2上沉積該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極中的背面電極1以及多個局域電極3和梁橋電極4排布而成的單元;
3)在高溫燒結過程中使局域電極3與矽片襯底6形成局域背表面場5。
榮譽表彰
2017年5月17日,《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》獲得第十屆江蘇省專利項目金獎。
進一步,梁橋電極的寬度為0.1-50000微米,長度為0.1-1000微米。通過控制梁橋電極的寬度和長度可以控制高溫過程中矽往鋁矽液態合金擴散的總量。
進一步,背面鈍化膜的材料選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
進一步,局域電極、背面電極以及梁橋電極的材料中含有鋁。
進一步,局域電極的橫截面為線狀或點狀,點狀包括圓形或平行四邊形或正多邊形。
進一步。當所述的局域電極的橫截面為線狀時,局域電極的寬度為1微米以上,局域電極中心之間的間距為100微米以上。
進一步,當所述的局域電極的橫截面為點狀時,局域電極的尺寸在1微米以上,局域電極中心之間的間距為50微米以上。
《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》還提供了一種該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一絲網印刷用網版,其中,網版在該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的背面電極區域以及多個局域電極和梁橋電極組成的陣列區域設定網紗,使漿料可以通過,其餘部分由不透過漿料的膜組成;
2)提供一沉積背面鈍化膜的矽片襯底,並且局部雷射開膜;
3)利用步驟1)中的網版,採用絲網印刷的方法在矽片襯底的背面印刷金屬漿料;
4)在高溫燒結過程中使局域電極與矽片襯底形成局域背表面場。
該發明還提供了一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一沉積背面鈍化膜的矽片襯底,並且局部雷射開膜;
2)採用CVD方法或PVD方法在矽片襯底的背面鈍化膜上沉積該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極中的背面電極以及多個局域電極和梁橋電極排布而成的單元;
3)在高溫燒結過程中使局域電極與矽片襯底形成局域背表面場。
有益效果
(1)《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》採用局部電極,極大地減小了局域背表面場出現空洞的機率,提高了電池的開路電壓和填充因子;該發明通過在開膜區域形成局部電極,限制了在高溫過程中矽在電極中的橫向傳輸,如果各個電極中含有鋁,它能使矽在鋁矽液態合金的濃度迅速達到飽和值,在降溫過程中矽很快從鋁矽液態中析出,在鋁矽界面固化,形成局域背表面場,極大地抑制了空洞的產生。
(2)採用梁橋電極將局部電極收集的電流導向背面電極,採用梁橋電極和背面電極,降低了背面電極的電阻,從而降低了電池的電阻損失;
(3)該發明工藝簡單,對於常規的絲網印刷,僅需要一次印刷就可實現該發明的結構,適合套用於規模化生產。
附圖說明
圖1為《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的第一種結構的結構示意圖;
圖2為該發明的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的結構剖視圖;
圖3為該發明的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的第三種結構的結構示意圖;
圖4為該發明的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的第四種結構的結構示意圖;
圖5為陣列狀的第三種結構的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的結構示意圖;
圖6為陣列狀的第四種結構的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的結構示意圖。
權利要求
1.一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場(5)連線的局域電極(3)以及在與矽片襯底(6)的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜(2)的背面電極(1),其特徵在於:在局域電極(3)與背面電極(1)之間設有至少一個梁橋電極(4),梁橋電極(4)與矽片襯底(6)的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜(2),局域電極(3)與背面電極(1)通過梁橋電極(4)連線,並且在局域電極(3)與背面電極(1)之間除梁橋電極(4)的連線區域外也設定有背面鈍化膜(2),所述的梁橋電極(4)的寬度為0.1-50000微米,長度為0.1-1000微米,所述的局域電極(3)、背面電極(1)以及梁橋電極(4)的材料中含有鋁。
2.根據權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:所述的背面鈍化膜(2)的材料選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:所述的局域電極(3)的橫截面為線狀或點狀,點狀包括圓形或平行四邊形或正多邊形。
4.根據權利要求3所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:當所述的局域電極(3)的橫截面為線狀時,局域電極(3)的寬度為1微米以上,局域電極(3)中心之間的間距為100微米以上。
5.根據權利要求3所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,其特徵在於:當所述的局域電極(3)的橫截面為點狀時,局域電極(3)的尺寸在1微米以上,局域電極(3)中心之間的間距為50微米以上。
6.一種如權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一絲網印刷用網版,其中,網版在如權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的背面電極(1)區域以及多個局域電極(3)和梁橋電極(4)組成的陣列區域設定網紗,使漿料可以通過,其餘部分由不透過漿料的膜組成;
2)提供一沉積背面鈍化膜(2)的矽片襯底(6),並且局部雷射開膜;
3)利用步驟1)中的網版,採用絲網印刷的方法在矽片襯底(6)的背面印刷金屬漿料;4)在高溫燒結過程中使局域電極(3)與矽片襯底(6)形成局域背表面場(5)。
7.一種如權利要求1所述的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一沉積背面鈍化膜(2)的矽片襯底(6),並且局部雷射開膜;
2)採用CVD方法或PVD方法在矽片襯底(6)的背面鈍化膜(2)上沉積該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極中的背面電極(1)以及多個局域電極(3)和梁橋電極(4)排布而成的單元;
3)在高溫燒結過程中使局域電極(3)與矽片襯底(6)形成局域背表面場。
實施方式
實施例一
如圖3所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有四個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
該實施例提供一種絲網印刷製備的圓孔狀陣列的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,在完成背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜沉積後,採用化學漿料進行開膜。通過網版設計,採用絲網印刷和設計好的背面網版在背面印刷鋁漿,使之形成由多個圓孔陣列形成的圖形,其中圓孔接觸之間的間距為500微米,單個圓孔點接觸的圖形如圖3所示,圓孔的直徑為100微米,圓孔邊緣與覆蓋在Al2O3/SiNx:H鈍化膜2上的背面電極1的距離為20微米,通過網版設計,在印刷過程中圓孔與背面電極1通過四個通道連線,通道的寬度為50微米,長度與圓孔邊緣到背面電極1距離相等,也為20微米。在經過常規的燒結後,圓孔與下方的矽片襯底6形成局域背表面場5,圓孔也形成局部電極3,通道內形成梁橋電極4,局部電極3與背面電極1通過四個梁橋電極4互相連線。由於除了梁橋電極4接觸的地方以外,局部電極3與背面電極1被Al2O3/SiNx:H鈍化膜隔離,因此在高溫過程中,矽在鋁矽合金液體的擴散受到限制,因此極大地降低了空洞的產生。如果不採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法而採用背面完全印刷鋁漿和燒結,空洞率為100%,而採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法,空洞率從100%降到20%,有效地降低了空洞率。
實施例二
如圖4、5所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有二個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
背面鈍化膜2的材料可以選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
該實施例提供一種由絲網印刷製備的方孔狀陣列的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,在完成背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜2沉積和局部雷射開膜後,通過網版設計,採用絲網印刷在背面印刷鋁漿,使之形成由方孔陣列形成的圖形。其中方孔中心之間的間距為400微米,單個方孔點接觸的圖形如圖4所示,方孔的邊長為80微米,方孔邊緣與背面電極1的距離為30微米,在同一次印刷中還形成了兩個連線方孔與背面電極1的梁橋電極4,梁橋電極4的寬度為40微米,長度也為30微米。在經過常規的燒結後,方孔內的局域電極3與下方的矽片襯底6形成局域背表面場5。除了梁橋電極4接觸的地方以外,局部電極3與背面電極1被Al2O3/SiNx:H鈍化膜2隔離,採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法,空洞率從90%降到22%,背面方孔點接觸陣列的局部如圖5所示。
實施例三
如圖6所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有多個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
背面鈍化膜2的材料可以選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
該實施例提供一種絲網印刷製備的晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,首先設計絲網印刷所需網版,在完成背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜沉積和局部雷射開膜後,採用絲網印刷和設計好的背面網版和背面印刷鋁漿,使之形成由線狀陣列形成的圖形。其中線與線之間的間距為1200微米,背面線狀陣列的局部如圖6所示。線寬為60微米,線長為153毫米,線邊緣與覆蓋在背面Al2O3/SiNx:H鈍化膜上的背面電極1的距離為30微米,在同一次印刷中還形成了寬度為40微米,長度為30微米,間距為1毫米的梁橋電極4。在經過常規的燒結後,線內的局域電極3與下方的矽片襯底6形成局域背表面場5,與背面電極1通過梁橋電極4陣列連線。採用《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》提供的方法,空洞率從100%降到17%。
實施例四
如圖1、2所示,一種晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極,包括與局域背表面場5連線的局域電極3以及在與矽片襯底6的接觸表面上覆蓋有背面鈍化膜2的背面電極1,在局域電極3與背面電極1之間設有至少一個梁橋電極4,梁橋電極4與矽片襯底6的接觸表面上也覆蓋有背面鈍化膜2,局域電極3與背面電極1通過梁橋電極4連線,並且在局域電極3與背面電極1之間除梁橋電極4的連線區域外也設定有背面鈍化膜2。
梁橋電極4的寬度可以為0.1-50000微米,長度可以為0.1-1000微米。
背面鈍化膜2的材料可以選自氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氧化鈦中的一種或幾種。
局域電極3、背面電極1以及梁橋電極4的材料中含有鋁。
局域電極3的橫截面可以為線狀或點狀,點狀包括圓形或平行四邊形或正多邊形。
當局域電極3的橫截面為線狀時,局域電極3的寬度為1微米以上,局域電極3中心之間的間距為100微米以上。
當局域電極3的橫截面為點狀時,局域電極3的尺寸在1微米以上,局域電極3中心之間的間距為50微米以上。
一種該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極的製備方法,該方法包括以下步驟:
1)提供一沉積背面鈍化膜2的矽片襯底6,並且局部雷射開膜;
2)採用CVD方法或PVD方法在矽片襯底6的背面鈍化膜2上沉積該晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極中的背面電極1以及多個局域電極3和梁橋電極4排布而成的單元;
3)在高溫燒結過程中使局域電極3與矽片襯底6形成局域背表面場5。
榮譽表彰
2017年5月17日,《晶體矽太陽電池的背面梁橋式接觸電極及其製備方法》獲得第十屆江蘇省專利項目金獎。