一種背接觸太陽能電池及太陽能電池組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種背接觸太陽能電池，包括n型硅基體、p+摻雜區(qū)域、n+摻雜區(qū)域、鈍化減反層、正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵，還包括正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線，正電極導(dǎo)電線設(shè)置在正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，正電極導(dǎo)電線與正電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，負(fù)電極導(dǎo)電線設(shè)置在正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，負(fù)電極導(dǎo)電線與負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，負(fù)電極導(dǎo)電線與正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料。該背接觸太陽能電池能減少細(xì)柵電阻的影響，降低銀漿的使用量，提高填充因子，減少背面金屬對背面入射光的遮擋。
【專利說明】
一種背接觸太陽能電池及太陽能電池組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種背接觸太陽能電池及太陽能電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，較低的生產(chǎn)成本和較高的能量轉(zhuǎn)化效率一直是太陽能電池工業(yè)追求的目標(biāo)。對于目前常規(guī)太陽能電池，其正電極接觸電極和負(fù)電極接觸電極分別位于電池片的正反兩面。電池的正面為受光面，正面金屬正電極接觸電極的覆蓋必將導(dǎo)致一部分入射的太陽光被金屬電極所反射，造成一部分光學(xué)損失。普通晶硅太陽能電池的正面金屬電極的覆蓋面積在7%左右，減少金屬電極的正面覆蓋可以直接提高的電池的能量轉(zhuǎn)化效率。
[0003]背接觸太陽能電池是一種將正電極和負(fù)電極接觸電極均放置在電池背面(非受光面)的電池，該電池的受光面無任何金屬電極遮擋，從而有效增加了電池片的短路電流，使電池片的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。
[0004]背接觸結(jié)構(gòu)的太陽能電池是目前能工業(yè)化批量生產(chǎn)的晶硅太陽能電池中能量轉(zhuǎn)化效率最高的一種電池，它的高轉(zhuǎn)化效率，低的組件封裝成本，一直深受人們所青睞。在以往的背接觸太陽能電池制作工藝中，其金屬化工藝大都采用流程較為復(fù)雜電鍍來實現(xiàn)，該方法在降低背接觸電池的串聯(lián)電阻，提高電池的開路電壓確實有出色的表現(xiàn)，但是該方法工藝復(fù)雜，排放的廢棄物嚴(yán)重污染環(huán)境，且與目前工業(yè)化生產(chǎn)的主流金屬化方法不相兼容，因此對于低成本的產(chǎn)業(yè)化推廣難度較大。使用目前主流的絲網(wǎng)印刷技術(shù)進(jìn)行背接觸電池的金屬化如果采用常規(guī)的主柵線設(shè)計時面臨的兩個主要問題是1.主柵線和相反電極細(xì)柵線之間以及主柵線和相反電極對應(yīng)的摻雜區(qū)域之間的絕緣。2.為了減少主柵線和細(xì)柵線上的線電阻需要采用較寬的柵線，更多的漿料耗量帶來成本的急劇上升。
[0005]—般的解決絕緣的辦法是在硅片上正電極主柵對應(yīng)的區(qū)域印刷絕緣層漿料，只有正電極細(xì)柵線及周圍部分P+區(qū)域不被遮擋。同樣的，在負(fù)電極主柵對應(yīng)的區(qū)域印刷絕緣層漿料，只有負(fù)電極細(xì)柵線及周圍部分η+區(qū)域不被遮擋。絕緣層的厚度一般為10?30μπι。由于印刷的方式以及絕緣漿料的特性限制了漿料的厚度以及硅片表面不平整帶來的尖端效應(yīng)，導(dǎo)致這種絕緣效果不夠理想，局部區(qū)域會發(fā)生擊穿從而導(dǎo)致電池片反向漏電流的增加。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種背接觸太陽能電池，該背接觸太陽能電池可實現(xiàn)導(dǎo)電線與細(xì)柵以及導(dǎo)電線與硅基體之間的絕緣，不需要在電池背面鈍化減反射膜上設(shè)置特別的絕緣層。多條導(dǎo)電線替代主柵和焊帶的設(shè)計減少了細(xì)柵電阻的影響，能大幅度降低銀漿的使用量，提高填充因子，減少背面金屬對背面入射光的遮擋。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種背接觸太陽能電池組件，該背接觸太陽能電池組件光電轉(zhuǎn)換效率高。
[0008]本發(fā)明的第一個目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種背接觸太陽能電池，包括η型硅基體、ρ+摻雜區(qū)域、η+摻雜區(qū)域、鈍化減反層、正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵，所述ρ+摻雜區(qū)域、η+摻雜區(qū)域交替排列分布在所述η型硅基體的背面，所述鈍化減反層設(shè)置在所述ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域上，所述正電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述P+摻雜區(qū)域相連接，所述負(fù)電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述η+摻雜區(qū)域相連接，還包括正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線，所述正電極導(dǎo)電線設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料。
[0009]本發(fā)明在正電極導(dǎo)電線上和負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹絕緣層可以比較容易實現(xiàn)較好的絕緣效果，因為其包裹的絕緣層厚度可變化范圍很大，輕易可以做到30μπι及其以上的厚度，這樣電池片的反向漏電流可以得到很好的控制。
[0010]進(jìn)一步的，本發(fā)明所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，使所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵和所述η+摻雜區(qū)域絕緣，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，使所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵和所述P+摻雜區(qū)域絕緣。
[0011]由于導(dǎo)電線上包裹的絕緣材料不僅使導(dǎo)電線與相反電極細(xì)柵線之間絕緣還使得導(dǎo)電線與相反電極細(xì)柵線所連接的摻雜區(qū)域絕緣。如此，不需要在電池背面鈍化膜上印刷絕緣層或者制備絕緣性能優(yōu)異的背面鈍化膜。
[0012]所以，本發(fā)明在η型硅基體的背面沒有主柵線，細(xì)柵之間的連接通過導(dǎo)電線實現(xiàn)，導(dǎo)電線與相反電極細(xì)柵線及其所連接的摻雜區(qū)域部位上包裹有絕緣材料，與相同電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，減少了細(xì)柵線線電阻的影響能夠大幅度的降低了銀漿的使用量，提高了填充因子，減少了背面金屬對背面入射光的遮擋。
[0013]本發(fā)明所述絕緣材料優(yōu)選為橡膠、樹脂、蟲膠、棉紗紙、麻、蠶絲或人造絲管，絕緣材料的厚度優(yōu)選為2?300μπι。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，所述ρ+摻雜區(qū)域、η+摻雜區(qū)域相互平行且交替排列分布在所述η型硅基體的背面，所述正電極細(xì)柵和所述負(fù)電極細(xì)柵也相互平行且交替排列分布在所述鈍化減反層上，所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相垂直設(shè)置，所述負(fù)電極導(dǎo)電線也與所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相垂直設(shè)置，且所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極導(dǎo)電線相平行交替設(shè)置。
[0015]這樣設(shè)計，便于工業(yè)化生產(chǎn)以及與現(xiàn)有工藝相兼容。
[0016]本發(fā)明所述正電極導(dǎo)電線和所述負(fù)電極導(dǎo)電線的橫截面優(yōu)選為圓形、橢圓形或長方形，其橫截面積為0.01?4mm2。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，所述導(dǎo)電材料設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和所述負(fù)電極細(xì)柵上，或設(shè)置在所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的導(dǎo)電線上，以及設(shè)置在所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的導(dǎo)電線上。
[0018]當(dāng)所述導(dǎo)電材料設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和所述負(fù)電極細(xì)柵上時，可以在正電極細(xì)柵或負(fù)電極細(xì)柵上印刷導(dǎo)電膠或含錫合金漿料，導(dǎo)電膠可以為粘結(jié)劑包裹的導(dǎo)電顆粒，粘結(jié)劑可以為高分子材料例如:環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠、聚氨酯導(dǎo)電膠、熱塑性樹脂導(dǎo)電膠和聚酰亞胺導(dǎo)電膠等，導(dǎo)電顆粒通常為銀，金，銅或者合金金屬顆粒等。
[0019]所述導(dǎo)電材料優(yōu)選為導(dǎo)電膠、錫或含錫合金。
[0020]當(dāng)所述導(dǎo)電材料設(shè)置在所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的導(dǎo)電線上，以及設(shè)置在所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的導(dǎo)電線上時，可以在導(dǎo)電線上局部包裹防氧化鍍層材料或者導(dǎo)電膠，所述防氧化鍍層材料可以是錫或者是含錫的合金，導(dǎo)電膠為粘結(jié)劑包裹的導(dǎo)電顆粒，粘結(jié)劑可以為高分子材料例如:環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠、聚氨酯導(dǎo)電膠、熱塑性樹脂導(dǎo)電膠和聚酰亞胺導(dǎo)電膠等，導(dǎo)電顆粒通常為銀，金，銅或者合金金屬顆粒等。
[0021]本發(fā)明還包括正電極接觸點和負(fù)電極接觸點，所述正電極接觸點為多個并穿透所述鈍化減反層與所述P+摻雜區(qū)域相接觸，所述負(fù)電極接觸點為多個并穿透所述鈍化減反層與所述Π+摻雜區(qū)域相接觸，所述正電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述P+摻雜區(qū)域通過所述正電極接觸點相連接，所述負(fù)電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述η+摻雜區(qū)域通過所述負(fù)電極接觸點相連接。
[0022]正電極接觸點和負(fù)電極接觸點可以通過絲網(wǎng)印刷或者電鍍等方式實現(xiàn)金屬細(xì)柵和硅基體ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域的接觸。
[0023]本發(fā)明所述正電極導(dǎo)電線和所述負(fù)電極導(dǎo)電線先設(shè)置在絕緣基板或薄膜上，然后將設(shè)置有正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣基板或薄膜反向鋪設(shè)在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，使正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線分別與所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相接觸。
[0024]即正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線的一面鋪設(shè)在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，絕緣基板或薄膜的一面不與正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相接觸。
[0025]其中絕緣薄膜優(yōu)選為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者聚烯烴共聚物(PO)材料等，這樣設(shè)計，便于將正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線安裝在電池片的背面上。此處絕緣基板與包裹在導(dǎo)電線局部上的絕緣材料不同。
[0026]將設(shè)置正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣基板或薄膜鋪設(shè)在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上時，在電池片上設(shè)有對準(zhǔn)點，利用對準(zhǔn)點可以準(zhǔn)確的將導(dǎo)電線放置于細(xì)柵上，使得正電極導(dǎo)電線上的絕緣材料覆蓋η+區(qū)域以及η+區(qū)域上的細(xì)柵，負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣材料覆蓋P+區(qū)域以及P+區(qū)域上的細(xì)柵。
[0027]本發(fā)明正電極導(dǎo)電線或負(fù)電極導(dǎo)電線的根數(shù)優(yōu)選為2?400根，可以將正電極細(xì)柵或負(fù)電極細(xì)柵上的電流導(dǎo)出，所述正電極導(dǎo)電線和所述負(fù)電極導(dǎo)電線可以相互平行交替設(shè)置即叉指狀平行排列。
[0028]本發(fā)明所述的硅基體優(yōu)選為N型單晶硅襯底，其電阻率優(yōu)選為I?30Ω.cm，厚度優(yōu)選為50?300μπι，使用前先經(jīng)表面制絨。
[0029]本發(fā)明所述硅基體的前表面優(yōu)選為制絨面，所述制絨面上優(yōu)選設(shè)有低摻雜濃度的η+前表面場FSF，所述η+前表面場FSF上優(yōu)選設(shè)有鈍化減反膜，所述鈍化減反膜優(yōu)選為S1x鈍化膜和SiNx減反膜的復(fù)合膜;所述硅基體的背表面優(yōu)選為拋光面或制絨面。
[0030]相互平行且交替排列在所述硅基體的背面的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域可以通過熱擴(kuò)散、離子注入和退火、掩膜和刻蝕等工藝方法組合進(jìn)行制備;所述P+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域的表面上還覆蓋有氧化鋁A10、氮化硅SiN等鈍化減反膜。
[0031]本發(fā)明的第二個目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種背接觸太陽能電池組件，包括采用上述背接觸太陽能電池制成。
[0032]優(yōu)選的，該背接觸太陽能電池組件，從上到下包括:前層材料、封裝材料、背接觸太陽能電池串、封裝材料、背層材料，所述背接觸太陽能電池串包含若干背接觸太陽能電池。
[0033]在導(dǎo)電線的兩端設(shè)置有N匯流條電極，P匯流條電極，相鄰兩背接觸電池片之間的連接通過導(dǎo)電線兩端的匯流條連接。
[0034]每個太陽能電池組件中背接觸太陽能電池片個數(shù)優(yōu)選為I?960個。
[0035]該背接觸太陽能電池組件的制備方法優(yōu)選如下:
[0036](I)選取η型晶體硅片，在η型晶體硅片的背面制作相互交替排列分布的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域；
[0037](2)在所述ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域上設(shè)置鈍化減反層，在所述鈍化減反層上設(shè)置正電極接觸細(xì)柵和負(fù)電極接觸細(xì)柵，所述正電極接觸細(xì)柵與所述P+摻雜區(qū)域相連接，所述負(fù)電極接觸細(xì)柵與所述η+摻雜區(qū)域相連接；
[0038](3)在所述正電極接觸細(xì)柵和負(fù)電極接觸細(xì)柵上設(shè)置正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線，其中所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，制得背接觸太陽能電池片；
[0039](4)選取多個背接觸太陽能電池片，相鄰兩電池片的正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線相連接，最后連接到匯流條，形成電池串，再經(jīng)疊層、層壓步驟制得背接觸太陽能電池組件。
[0040]該背接觸太陽能電池組件的制備方法進(jìn)一步可優(yōu)選如下:
[0041](I)選取η型晶體硅片，在η型晶體硅片的背面制作相互交替排列分布的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域；
[0042](2)在所述ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域上設(shè)置鈍化減反層，在所述鈍化減反層上設(shè)置正電極接觸點和負(fù)電極接觸點，在所述正電極接觸點上設(shè)置正電極細(xì)柵將其相連，在所述負(fù)電極接觸點上設(shè)置負(fù)電極細(xì)柵并將其相連；
[0043](3)在所述正電極接觸細(xì)柵和負(fù)電極接觸細(xì)柵上設(shè)置正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線，其中所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，制得背接觸太陽能電池片；
[0044](4)選取多個背接觸太陽能電池片，相鄰兩電池片的正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線相連接，最后連接到匯流條，形成電池串，再經(jīng)疊層、層壓步驟制得背接觸太陽能電池組件。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明中的電池組件結(jié)構(gòu)簡便，實現(xiàn)了導(dǎo)電線與部分細(xì)柵以及部分硅基體之間的絕緣，不需要在電池背面鈍化減反膜上設(shè)置特別的絕緣層，并且該結(jié)構(gòu)由于減少了細(xì)柵電阻的影響，能夠大幅度的降低了銀漿的使用量，提高填充因子，減少背面金屬對背面入射光的遮擋。
[0046]以下結(jié)合附圖和優(yōu)選示例性實施方案進(jìn)一步詳細(xì)說明給出本發(fā)明的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0047]圖1是本發(fā)明實施例1-3中背接觸太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖2是本發(fā)明實施例1-3中在ρ+摻雜區(qū)域制作正電極接觸點，在η+摻雜區(qū)域上制作負(fù)電極接觸點的示意圖；
[0049]圖3是本發(fā)明實施例1-3中在ρ+、η+摻雜區(qū)域上直接印刷細(xì)柵與ρ+、η+形成歐姆接觸的不意圖；
[0050]圖4是本發(fā)明實施例1-3中利用導(dǎo)電線連接電池片形成電池串的示意圖；
[0051]【附圖說明】:1、η+前場2、ρ+摻雜區(qū)域即ρ+發(fā)射極，3、η+摻雜區(qū)域即η+背場，4、背面鈍化減反層，51、與ρ+摻雜區(qū)域相連的正電極細(xì)柵，52、與η+摻雜區(qū)域相連的負(fù)電極柵線，61、正電極導(dǎo)電線，62正電極導(dǎo)電線，7、導(dǎo)電材料，8、絕緣材料，91、正電極接觸點，92、負(fù)電極接觸點，1、11型硅基體，11、匯流條。
【具體實施方式】
[0052]實施例1
[0053]如圖1和圖3所示，本實施例提供的一種背接觸太陽能電池，包括η型硅基體10、ρ+摻雜區(qū)域2、η+摻雜區(qū)域3、鈍化減反層4、正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52，ρ+摻雜區(qū)域2、η+摻雜區(qū)域3交替排列分布在η型硅基體10的背面，鈍化減反層4設(shè)置在述ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3上，正電極細(xì)柵51設(shè)置在鈍化減反層4上且與ρ+摻雜區(qū)域2相連接，負(fù)電極細(xì)柵52設(shè)置在鈍化減反層4上且與η+摻雜區(qū)域3相連接，還包括正電極導(dǎo)電線61和負(fù)電極導(dǎo)電線62，正電極導(dǎo)電線61設(shè)置在正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52上，正電極導(dǎo)電線61與正電極細(xì)柵51相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料7，正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料8，負(fù)電極導(dǎo)電線設(shè)置在正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52上，負(fù)電極導(dǎo)電線62與負(fù)電極細(xì)柵52相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料7，負(fù)電極導(dǎo)電線62與正電極細(xì)柵51相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料8。
[0054]正電極導(dǎo)電線61與負(fù)電極細(xì)柵52相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料8，使正電極導(dǎo)電線61與負(fù)電極細(xì)柵52和η+摻雜區(qū)域3絕緣，負(fù)電極導(dǎo)電線62與正電極細(xì)柵51相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料8，使負(fù)電極導(dǎo)電線62與正電極細(xì)柵51和ρ+摻雜區(qū)域2絕緣。
[0055]絕緣材料8可以為橡膠、樹脂、蟲膠、棉紗紙、麻、蠶絲或人造絲管等，絕緣材料的厚度可以為2?300μηι等。
[0056]由于導(dǎo)電線上包裹的絕緣材料不僅使導(dǎo)電線與相反電極細(xì)柵線之間絕緣還使得導(dǎo)電線與相反電極細(xì)柵線所連接的摻雜區(qū)域絕緣。如此，不需要在電池背面鈍化膜上印刷絕緣層或者制備絕緣性能優(yōu)異的背面鈍化膜。
[0057]所以，本發(fā)明在η型硅基體的背面沒有主柵線，細(xì)柵之間的連接通過導(dǎo)電線實現(xiàn)，導(dǎo)電線與相反電極細(xì)柵線及其所連接的摻雜區(qū)域部位上包裹有絕緣材料，與相同電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，減少了細(xì)柵線線電阻的影響能夠大幅度的降低了銀漿的使用量，提高了填充因子，減少了背面金屬對背面入射光的遮擋。
[0058]ρ+摻雜區(qū)域2、n+摻雜區(qū)域3相互平行且交替排列分布在η型硅基體10的背面，正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52也相互平行且交替排列分布在鈍化減反層4上，正電極導(dǎo)電線61與正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52相垂直設(shè)置，負(fù)電極導(dǎo)電線62也與正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52相垂直設(shè)置，且正電極導(dǎo)電線61與負(fù)電極導(dǎo)電線62相平行交替設(shè)置。
[0059]這樣設(shè)計，便于工業(yè)化生產(chǎn)以及與現(xiàn)有工藝相兼容。
[0060]正電極導(dǎo)電線61和負(fù)電極導(dǎo)電線62的橫截面可以為圓形、橢圓形或長方形等，其橫截面積可以為0.01?4mm2等。
[0061]導(dǎo)電材料7設(shè)置在正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52上，或設(shè)置在正電極導(dǎo)電線61與正電極細(xì)柵51相接觸部位的導(dǎo)電線上，以及設(shè)置在負(fù)電極導(dǎo)電線62與負(fù)電極細(xì)柵52相接觸部位的導(dǎo)電線上。
[0062]當(dāng)導(dǎo)電材料7設(shè)置在正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52上時，可以在正電極細(xì)柵51或負(fù)電極細(xì)柵52上印刷導(dǎo)電膠或含錫合金漿料，導(dǎo)電膠可以為粘結(jié)劑包裹的導(dǎo)電顆粒，粘結(jié)劑可以為高分子材料例如:環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠、聚氨酯導(dǎo)電膠、熱塑性樹脂導(dǎo)電膠和聚酰亞胺導(dǎo)電膠等，導(dǎo)電顆粒通常為銀，金，銅或者合金金屬顆粒等。
[0063]導(dǎo)電材料優(yōu)選為導(dǎo)電膠、錫或含錫合金。
[0064]當(dāng)導(dǎo)電材料7設(shè)置在正電極導(dǎo)電線61與正電極細(xì)柵51相接觸部位的導(dǎo)電線上，以及設(shè)置在負(fù)電極導(dǎo)電線62與負(fù)電極細(xì)柵52相接觸部位的導(dǎo)電線上時，可以在導(dǎo)電線上局部包裹防氧化鍍層材料或者導(dǎo)電膠，防氧化鍍層材料可以是錫或者是含錫的合金，導(dǎo)電膠為粘結(jié)劑包裹的導(dǎo)電顆粒，粘結(jié)劑可以為高分子材料例如:環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠、聚氨酯導(dǎo)電膠、熱塑性樹脂導(dǎo)電膠和聚酰亞胺導(dǎo)電膠等，導(dǎo)電顆粒通常為銀，金，銅或者合金金屬顆粒等。
[0065]如圖2所示，本實施例還包括正電極接觸點91和負(fù)電極接觸點92，正電極接觸點91為多個并穿透鈍化減反層4與ρ+摻雜區(qū)域2相接觸，負(fù)電極接觸92點為多個并穿透鈍化減反層4與η+摻雜區(qū)域3相接觸，正電極細(xì)柵51設(shè)置在鈍化減反層4上且與ρ+摻雜區(qū)域2通過正電極接觸點91相連接，負(fù)電極細(xì)柵52設(shè)置在鈍化減反層4上且與η+摻雜區(qū)域3通過負(fù)電極接觸點92相連接。
[0066]正電極接觸點91和負(fù)電極接觸點92可以通過絲網(wǎng)印刷或者電鍍等方式實現(xiàn)金屬細(xì)柵和硅基體P+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3的接觸。
[0067]正電極導(dǎo)電線61和負(fù)電極導(dǎo)電線62先設(shè)置在絕緣基板或薄膜(圖中未顯示)上，然后將設(shè)置正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣基板或薄膜反向鋪設(shè)在正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52上(絕緣基板或絕緣薄膜在上，正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線在下)，使正電極導(dǎo)電線61和負(fù)電極導(dǎo)電線62分別與正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52相接觸。
[0068]其中薄膜優(yōu)選為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者聚烯烴共聚物(PO)材料等，這樣設(shè)計，便于將正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線安裝在電池片的背面上。此處絕緣基板與包裹在導(dǎo)電線局部上的絕緣材料不同。
[0069]將設(shè)置正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣基板或薄膜鋪設(shè)在正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上時，在電池片上設(shè)有對準(zhǔn)點，利用對準(zhǔn)點可以準(zhǔn)確的將導(dǎo)電線放置于細(xì)柵上，使得正電極導(dǎo)電線上的絕緣材料覆蓋η+區(qū)域以及η+區(qū)域上的細(xì)柵，負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣材料覆蓋P+區(qū)域以及P+區(qū)域上的細(xì)柵。
[0070]其中正電極導(dǎo)電線或負(fù)電極導(dǎo)電線的根數(shù)優(yōu)選為2?400根，可以將正電極細(xì)柵或負(fù)電極細(xì)柵上的電流導(dǎo)出，正電極導(dǎo)電線和所述負(fù)電極導(dǎo)電線可以相互平行交替設(shè)置即叉指狀平行排列。
[0071]硅基體優(yōu)選為N型單晶硅襯底，其電阻率優(yōu)選為I?30 Ω.cm，厚度優(yōu)選為50?300ym，使用前先經(jīng)表面制絨。
[0072]硅基體的前表面優(yōu)選為制絨面，制絨面上優(yōu)選設(shè)有低摻雜濃度的η+前表面場FSF，η+前表面場FSF上優(yōu)選設(shè)有鈍化減反膜，鈍化減反膜優(yōu)選為S1x鈍化膜和SiNx減反膜的復(fù)合膜;硅基體的背表面優(yōu)選為拋光面或制絨面。
[0073]相互平行且交替排列在所述硅基體的背面的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域可以通過熱擴(kuò)散、離子注入和退火、掩膜和刻蝕等工藝方法組合進(jìn)行制備;所述P+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域的表面上還覆蓋有氧化鋁Α10、氮化硅SiN等鈍化減反膜。
[0074]本實施例提供的一種背接觸太陽能電池組件，采用上述背接觸太陽能電池制成。
[0075]該背接觸太陽能電池組件，從上到下包括:前層材料、封裝材料、背接觸太陽能電池串(如圖4所示)、封裝材料、背層材料，所述背接觸太陽能電池串包含若干背接觸太陽能電池。
[0076]在導(dǎo)電線的兩端設(shè)置有N匯流條電極，P匯流條電極，相鄰兩背接觸電池片之間的連接通過導(dǎo)電線兩端的匯流條連接。
[0077]每個太陽能電池組件中背接觸太陽能電池片個數(shù)優(yōu)選為I?960個。
[0078]該背接觸太陽能電池組件的制備方法如下:
[0079](I)選取η型硅基體10，在η型硅基體10的背面制作相互交替排列分布的ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3;
[0080](2)在ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3上設(shè)置鈍化減反層4，在鈍化減反層4上設(shè)置正電極接觸細(xì)柵51和負(fù)電極接觸細(xì)柵52，正電極接觸細(xì)柵51與ρ+摻雜區(qū)域2相連接，負(fù)電極接觸細(xì)柵52與η+摻雜區(qū)域3相連接；
[0081 ] (3)在正電極接觸細(xì)柵51和負(fù)電極接觸細(xì)柵52上設(shè)置正電極導(dǎo)電線61與負(fù)電極導(dǎo)電線62，其中正電極導(dǎo)電線61與正電極細(xì)柵51相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料7，正電極導(dǎo)電線61與負(fù)電極細(xì)柵52相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料8，負(fù)電極導(dǎo)電線62與負(fù)電極細(xì)柵52相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料7，負(fù)電極導(dǎo)電線62與正電極細(xì)柵51相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料8，制得背接觸太陽能電池片；
[0082](4)選取多個背接觸太陽能電池片，相鄰兩電池片的正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線相連接，最后連接到匯流條11，形成電池串，再經(jīng)疊層、層壓步驟制得背接觸太陽能電池組件。
[0083]實施例2
[0084]如圖1和圖3中所示，本實施例提供的背接觸太陽能電池，包括η型單晶硅硅基體，設(shè)置于硅基體正面的η+前場以及前鈍化層，設(shè)于硅基體背面的ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3，ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3相互交替排列在硅基體的背面，鈍化減反層4用于背表面的鈍化，P+摻雜區(qū)域2上設(shè)有正電極接觸點91，η+摻雜區(qū)域3上設(shè)有負(fù)電極接觸點92，娃基體的背面上還設(shè)有正電極細(xì)柵51和負(fù)電極細(xì)柵52，分別連接正電極接觸點91和負(fù)電極接觸點92ο
[0085]其中N型單晶硅基體硅基體的電阻率為I?30 Ω.cm，厚度為50?300μπι，使用前先經(jīng)表面制絨處理。硅基體的前表面為制絨面，制絨面上依次設(shè)有低表面摻雜濃度的n+FSF，S1x鈍化膜和SiNx減反膜;硅基體背表面可以為拋光面，也可以為制絨面。ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3的表面上依次覆蓋有氧化鋁AlO鈍化膜和氮化硅SiN保護(hù)膜。相互交替排列在硅基體的背面的P+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3可以通過本領(lǐng)域所熟知的技術(shù)如擴(kuò)散、離子注入&退火、掩膜和刻蝕等方法組合進(jìn)行制作。
[0086]如圖1中所不，本實施例提供的正電極導(dǎo)電線61和負(fù)電極導(dǎo)電線62表面局部包裹絕緣材料8使得連接正電極細(xì)柵的導(dǎo)電線與負(fù)電極細(xì)柵以及η+摻雜區(qū)域絕緣，連接負(fù)電極細(xì)柵的導(dǎo)電線與正電極細(xì)柵及P+摻雜區(qū)域絕緣。
[0087]上述背接觸太陽能電池及組件的制備方法如下:
[0088](I)制備ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3相互交替排列在硅片背表面的太陽能電池，使用N型單晶硅基體，電阻率為I?30 Ω.cm，厚度為50?300μπι，Ν型晶體硅基體使用前先經(jīng)表面制絨處理，然后利用擴(kuò)散、離子注入&退火、掩膜、刻蝕等技術(shù)組合在硅基體的背表面制作相互交替排列的P+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3，在ρ+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3的交界處制作帶隙，在硅基體前表面制作低表面摻雜濃度的n+FSF，然后再利用S1/SiN和ΑΙΟ/SiN等介質(zhì)膜分別進(jìn)行電池前表面的鈍化、光學(xué)減反和電池背表面的鈍化，從而形成所需要的P+摻雜區(qū)域2和η+摻雜區(qū)域3相互交替排列在硅片背表面的太陽能電池，其中每列ρ+摻雜區(qū)域2的寬度為500?3000μπι，每列η+摻雜區(qū)域3的寬度為200?2000μπι，帶隙區(qū)域的寬度為30?200μηι，如圖1所示。
[0089](2)如圖2所示，在硅片的背面通過印刷銀漿形成形狀的點陣(即正電極接觸點91和負(fù)電極接觸點92)，再通過正電極細(xì)柵51將正電極接觸點91相連，負(fù)電極細(xì)柵52將負(fù)電極接觸點92相連，可以采用印刷不燒穿鈍化減反膜的銀漿的方式。
[0090](3)在硅片背面印刷對準(zhǔn)點以便在后續(xù)步驟中和導(dǎo)線層實現(xiàn)精確對位；
[0091](4)高溫快速燒結(jié):將印刷完的硅片置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，優(yōu)化燒結(jié)溫度為400-900°C，經(jīng)燒結(jié)后背面金屬銀點穿過背面鈍化減反層與ρ+、η+摻雜區(qū)域形成歐姆接觸；
[0092](5)在細(xì)柵上印刷導(dǎo)電膠，用于和導(dǎo)電線的連接，導(dǎo)電膠限制在ρ+或者η+區(qū)域里面，不能接觸相鄰區(qū)域以免漏電，導(dǎo)電膠在80?200°C下快速低溫烘干；
[0093](6)將局部包裹絕緣層的導(dǎo)電線附著在聚烯烴共聚物(PO)薄膜上；
[0094](7)電池片和導(dǎo)電線層精準(zhǔn)對位，加熱100?200°C使得PO薄膜軟化將電池片和導(dǎo)電線層粘結(jié)在一起；
[0095](8)將組串通過匯流條進(jìn)行匯流，依次按照玻璃、EVA、電池層、導(dǎo)電線層(如圖4所示)、背層材料的順序進(jìn)行層疊和外觀檢查，將層疊后的模組送入層壓機(jī)進(jìn)行層壓。層壓的過程中導(dǎo)電膠固化使得電池片細(xì)柵線和導(dǎo)電線層形成良好的接觸。將層壓后的組件安裝邊框、接線盒。
[0096]實施例3
[0097]與實施例1不同的是，該背接觸太陽能電池組件的制備方法如下:
[0098](I)選取η型晶體硅片，在η型晶體硅片的背面制作相互交替排列分布的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域；
[0099](2)在ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域上設(shè)置鈍化減反層，在鈍化減反層上設(shè)置正電極接觸點和負(fù)電極接觸點，在正電極接觸點上設(shè)置正電極細(xì)柵將其相連，在負(fù)電極接觸點上設(shè)置負(fù)電極細(xì)柵并將其相連；
[0100](3)在正電極接觸細(xì)柵和負(fù)電極接觸細(xì)柵上設(shè)置正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線，其中正電極導(dǎo)電線與正電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，負(fù)電極導(dǎo)電線與負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，負(fù)電極導(dǎo)電線與正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，制得背接觸太陽能電池片；
[0101](4)選取多個背接觸太陽能電池片，相鄰兩電池片的正電極導(dǎo)電線與負(fù)電極導(dǎo)電線相連接，最后連接到匯流條，形成電池串，再經(jīng)疊層、層壓步驟制得背接觸太陽能電池組件。
[0102]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種背接觸太陽能電池，包括η型硅基體、P+摻雜區(qū)域、η+摻雜區(qū)域、鈍化減反層、正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵，所述P+摻雜區(qū)域、η+摻雜區(qū)域交替排列分布在所述η型硅基體的背面，所述鈍化減反層設(shè)置在所述P+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域上，所述正電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述P+摻雜區(qū)域相連接，所述負(fù)電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述η+摻雜區(qū)域相連接，其特征是還包括正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線，所述正電極導(dǎo)電線設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位設(shè)有導(dǎo)電材料，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的正電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，使所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵和所述η+摻雜區(qū)域絕緣，所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的負(fù)電極導(dǎo)電線上包裹有絕緣材料，使所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵和所述P+摻雜區(qū)域絕緣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述絕緣材料為橡膠、樹脂、蟲膠、棉紗紙、麻、蠶絲或人造絲管，絕緣材料的厚度為2?300μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述ρ+摻雜區(qū)域、η+摻雜區(qū)域相互平行且交替排列分布在所述η型硅基體的背面，所述正電極細(xì)柵和所述負(fù)電極細(xì)柵也相互平行且交替排列分布在所述鈍化減反層上，所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相垂直設(shè)置，所述負(fù)電極導(dǎo)電線也與所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相垂直設(shè)置，且所述正電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極導(dǎo)電線相平行交替設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述正電極導(dǎo)電線和所述負(fù)電極導(dǎo)電線的橫截面為圓形、橢圓形或長方形，其橫截面積為0.01?4_2。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述導(dǎo)電材料設(shè)置在所述正電極細(xì)柵和所述負(fù)電極細(xì)柵上，或設(shè)置在所述正電極導(dǎo)電線與所述正電極細(xì)柵相接觸部位的導(dǎo)電線上，以及設(shè)置在所述負(fù)電極導(dǎo)電線與所述負(fù)電極細(xì)柵相接觸部位的導(dǎo)電線上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電膠、錫或含錫合金。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:還包括正電極接觸點和負(fù)電極接觸點，所述正電極接觸點為多個并穿透所述鈍化減反層與所述P+摻雜區(qū)域相接觸，所述負(fù)電極接觸點為多個并穿透所述鈍化減反層與所述η+摻雜區(qū)域相接觸，所述正電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述P+摻雜區(qū)域通過所述正電極接觸點相連接，所述負(fù)電極細(xì)柵設(shè)置在所述鈍化減反層上且與所述η+摻雜區(qū)域通過所述負(fù)電極接觸點相連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述正電極導(dǎo)電線和所述負(fù)電極導(dǎo)電線先設(shè)置在絕緣基板或薄膜上，然后將設(shè)置有正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線的絕緣基板或薄膜的反向鋪設(shè)在所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵上，使正電極導(dǎo)電線和負(fù)電極導(dǎo)電線分別與所述正電極細(xì)柵和負(fù)電極細(xì)柵相接觸。10.—種背接觸太陽能電池組件，其特征是:包括采用權(quán)利要求1-9任一項所述的背接觸太陽能電池制成。
【文檔編號】H01L31/0224GK106057923SQ201610595460
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610595460.2, CN 106057923 A, CN 106057923A, CN 201610595460, CN-A-106057923, CN106057923 A, CN106057923A, CN201610595460, CN201610595460.2
【發(fā)明人】蔣秀林, 孫壽亮, 黃卓, 周艷方, 單偉
【申請人】晶澳（揚州）太陽能科技有限公司