一种背接触异质结单晶硅太阳能电池及其制作方法技术

技术编号:14239181 阅读:18 留言:0更新日期:2016-12-21 14:37
本发明专利技术适用于太阳能光伏技术领域,提供了一种背接触异质结太阳能电池及其制作方法,所述方法包括:在非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层;在透明导电氧化物层表面,通过第二镀膜技术形成一层金属层;通过激光划线技术,按照预设的金属电极图案,在金属层上进行激光划线,在所述金属层形成包括主电极和栅线电极的金属电极图案。通过在非晶硅层与金属层中间镀一层透明导电氧化物层,再结合不同的激光特性,进行激光划线,可以避免激光划线过程中对非晶硅和硅基底的损伤,同时可有效避免金属对硅的扩散,并且相对于现有技术,本发明专利技术工艺流程较为简单,且可以采用铝等廉价金属材料,降低了电池制作成本,可以达到量产的目的。

Back contact heterojunction monocrystalline silicon solar cell and manufacturing method thereof

The invention is applicable to the technical field of solar photovoltaic, provides a back contact heterojunction solar cell and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: the surface of amorphous silicon layer, forming a layer of transparent conductive oxide layer by first coating technology; transparent conductive oxide layer in the surface, forming a layer of metal layer by second coating technology by laser scribing technology; metal electrode pattern according to the preset, for laser marking on the metal layer, forming a metal electrode includes a main electrode and the gate electrode wire in the metal layer. By depositing a layer of transparent conductive oxide layer between the amorphous silicon layer and a metal layer, combined with the characteristics of different laser, laser marking, can avoid the damage of amorphous silicon and silicon substrate by laser scribing process, and can effectively prevent the diffusion of silicon metal, and relative to the prior art, the invention process is relatively simple, and can be made of aluminum and other cheap metal materials, reduces the manufacturing cost of the battery, can achieve the purpose of production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能光伏
,尤其涉及一种背接触异质结单晶硅太阳能电池及其制作方法
技术介绍
背接触技术和异质结技术分别是一种可获得高转换效率的单晶硅太阳能电池技术。在背接触太阳能电池中,电池正面没有任何电极分布,发射极和基极交叉排列于电池背面,分别收集晶体硅光伏效应产生的光生正负载流子,由于电池正面没有金属电极栅线遮挡产生的光学损失,可有效增加电池片的短路电流,极大提高了转换效率。在异质结太阳能电池中,在P型非晶硅或N型非晶硅与单晶硅基底之间插入一层本证非晶硅,有效改善了单晶硅表面的钝化效果,极大提高了少数载流子寿命,可获得极高的开路电压,从而提高了转换效率。背接触异质结单晶硅太阳能电池结合了上述两种技术的优点,可获得极高的光电转换效率。在背接触异质结单晶硅太阳能电池中,为便于收集光生电流,一般都会在太阳能电池中设置一金属电极,而对于金属电极的制作,目前一般采用光刻、电镀、掩膜镀膜、喷墨打印等技术实现,但是,采用光刻技术,由于制作效率低,因此不适宜量产;采用电镀的方式,在实际操作中,存在电镀技术形成的金属层跟硅片之间的结合力不高的技术难题;采用掩膜镀膜的方式,由于金属层通常较厚,为保证金属层在掩膜表面不脱落,需要频繁更换掩膜,制造成本较高;而采用喷墨打印技术结合化学腐蚀技术制作背面金属电极工艺比较复杂,需要用到化学腐蚀的技术形成所需的电极图案,生产效率和成本控制都是很大的挑战。因此通过上述已知的方式进行对背接触异质结单晶硅太阳能电池的金属电极的制作时,存在工艺复杂、成本较高,并且不适宜于量产的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法,旨在解决目前在对背接触异质结单晶硅太阳能电池制作金属电极时,存在工艺复杂、成本较高,并且不适宜量产的问题。本专利技术实施例是这样实现的,一种背接触异质结单晶硅太阳能的制作方法,包括:在所述非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层;在所述透明导电氧化物层表面,通过第二镀膜技术形成一层金属层;通过激光划线技术,按照预设的金属电极图案,在所述金属层上进行激光划线,在所述金属层形成包括主电极和栅线电极的金属电极图案。本专利技术实施例还提供了一种背接触异质结单晶硅太阳能电池片,包括:附着于所述非晶硅层的透明导电氧化物层;以及附着于所述透明导电氧化物层的金属层;所述金属层包括通过激光划线技术形成的、包括主电极和栅线电极的金属电极图案。在本专利技术实施例中,通过在背接触异质结单晶硅太阳能电池的非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层,通过第二镀膜技术在透明导电氧化物层的表面形成一层金属层,并通过激光划刻技术在金属层的表面形成主电极和栅线电极的金属电极图案,工艺流程简单,并且通过在交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅的非晶硅层与金属层中间镀上一层透明导电氧化物层,再结合不同的激光特性,进行激光划线,可以有效解决激光划线过程中对非晶硅和硅基底的损伤,同时可有效避免金属对硅的扩散,解决了应用激光刻蚀制作背接触异质结太阳能电池背面金属电极的两大难题。并且相对于现有技术,本专利技术工艺流程较为简单,且可以采用铝等廉价金属材料,降低了电池制作成本,可以达到量产的目的。附图说明图1示出了本专利技术实施例提供的一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法的实现流程图;图2示出了本专利技术实施例提供的另一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法的实现流程图;图3示出了本专利技术实施例提供的又一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法的实现流程图;图4示出了本专利技术实施例提供的一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的结构示意图;图5示出了本专利技术实施例提供的一种背接触异质结单晶硅太阳能电池背面金属电极结构示意图;图6示出了本专利技术实施例提供的一种包括刻槽的背接触异质结单晶硅太阳能电池结构示意图;图7示出了本专利技术实施例提供的另一种包括刻槽的背接触异质结单晶硅太阳能电池结构示意图;图8示出了本专利技术实施例提供的另一种背接触异质结太阳能电池的结构示意图;图9示出了本专利技术实施例提供的又一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的结构示意图;图10示出了本专利技术实施例提供的一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的各制作阶段的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中,通过在背接触异质结单晶硅太阳能电池的非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层,通过第二镀膜技术在透明导电氧化物层的表面形成一层金属层,并通过激光划刻技术在金属层的表面形成主电极和栅线电极的金属电极图案,工艺流程简单,并且通过在交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅的非晶硅层与金属层中间镀上一层透明导电氧化物层,再结合不同的激光特性,进行激光划线,可以有效解决激光划线过程中对非晶硅和硅基底的损伤,同时可有效避免金属对硅的扩散,解决了应用激光刻蚀制作背接触异质结太阳能电池背面金属电极的两大难题。并且相对于现有技术,本专利技术工艺流程较为简单,且可以采用铝等廉价金属材料,降低了电池制作成本,可以达到量产的目的。实施例一、图1示出了本专利技术实施例提供的一种异质结单晶硅太阳能电池的制作方法的实现流程,所述背接触异质结太阳能电池包括依次层叠的硅基底、钝化层、交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅层,详述如下:在步骤S110中,在所述交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层。在本专利技术实施例中,背接触异质结单晶硅太阳能电池中的硅基底1可以是P型或N型单晶硅片,其电阻率为0.5~50Ω·cm,其厚度为50~500μm。硅基底1的正面可以采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术形成表面钝化层和减反射层,单晶硅背面可采用PECVD技术形成背面钝化层2和交叉排列的P型非晶硅3和N型非晶硅4的非晶硅层。在本专利技术实施例中,第一镀膜技术包括但不限于溅射、蒸发、离子束、化学气相淀积技术(Chemical Vapor Deposition,CVD)。在本专利技术实施例中,透明导电氧化物层包括:ITO薄膜,即InSnOx(掺铟的氧化锡薄膜),广泛用于触摸屏等领域;以及AZO薄膜,即AlZnOx(掺铝的氧化锌薄膜)等氧化物材料。其中,透明导电氧化层的厚度为1~1000nm,优选为50-300nm。在步骤S120中,在所述透明导电氧化物层表面,通过第二镀膜技术形成一层金属层。在本专利技术实施例中,第二镀膜技术包括但不限于溅射、蒸发、离子束、电镀、丝网印刷技术。在本专利技术实施例中,金属层为合金层、多层金属层或者单一金属层,当为单一金属层时,该单一金属层的材料可以是铝、银、铜、镍等具有较低电阻率的单质金属材料,当为合金层时,合金层材料可以为铝、铬等金属组合形成的合金材料,但通常合金材料电阻率较高,不利于载流子的有效收集。当为多层金属层时,可由两层或两层以上不同金属材料组成,例如,采用铝层以及铬层组成的两层金属层结构,可以解决铝在空气中很容易氧化的问题,优选的,金属层为铝层,导电率高,成本低。在步骤S本文档来自技高网...
一种背接触异质结单晶硅太阳能电池及其制作方法

【技术保护点】
一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法,所述背接触异质结单晶硅太阳能电池片包括依次层叠的硅基底、钝化层、交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅层,其特征在于,所述方法包括:在所述交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层;在所述透明导电氧化物层表面,通过第二镀膜技术形成一层金属层;通过激光划线技术,按照预设的金属电极图案,在所述金属层上进行激光划线,在所述金属层形成包括主电极和栅线电极的金属电极图案。

【技术特征摘要】
1.一种背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法,所述背接触异质结单晶硅太阳能电池片包括依次层叠的硅基底、钝化层、交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅层,其特征在于,所述方法包括:在所述交叉排列的P型非晶硅和N型非晶硅层表面,通过第一镀膜技术形成一层透明导电氧化物层;在所述透明导电氧化物层表面,通过第二镀膜技术形成一层金属层;通过激光划线技术,按照预设的金属电极图案,在所述金属层上进行激光划线,在所述金属层形成包括主电极和栅线电极的金属电极图案。2.如权利要求1所述的背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法,其特征在于,在所述通过激光划线技术,按照预设的金属电极图案,在所述金属层上进行激光划线,在所述金属层形成包括主电极和栅线电极的金属电极图案之前,还包括:在所述金属层表面,通过第三镀膜技术形成一层抗氧化金属合金层。3.如权利要求1所述的背接触异质结单晶硅太阳能电池的制作方法,其特征在于,在所述通过激光划线技术,按照预设的金属电极图案,在所述金属层上进行激光划线,在所述金属层形成包括主电极和栅线电极的金属电极图案之后,还包括:在所述金属层除所述主电极之外的区域,通过第四镀膜技术形成一层电极保...

【专利技术属性】
技术研发人员:张振刚萧生刚宋江刘万满
申请(专利权)人:深圳市科纳能薄膜科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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