制造太阳能电池的方法技术

本发明专利技术公开了一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的钝化层包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆至少在所述背面上的钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案，其中所述Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；以及(c)焙烧所述Al导体图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年11月25日提交的美国临时申请61/908,226的权益。
本专利技术涉及太阳能电池，更具体地讲，涉及太阳能电池上的背面电极及其制造方法。
技术介绍
本领域已提出了在半导体层的背面上具有钝化层的太阳能电池，诸如钝化发射极背面电池(PERC)。US20130183795公开了制造PERC型太阳能电池的背面电极的方法。该方法包括：(a)制备半导体基板，该半导体基板在背面上具有带有开孔的钝化层；(b)施涂包含Al粉、含Pb-Si-B的玻璃料和有机介质的铝(Al)浆；以及(c)焙烧所述Al浆。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种太阳能电池，该太阳能电池在背面上包括钝化层并具有高转换效率。本专利技术的一个方面是一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的钝化层包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆至少在背面上的钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案，其中Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；和(c)焙烧所述Al导体图案。本专利技术的另一个方面是一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层；(d)在所述背面上的钝化层上形成烧透型图案；(b)通过施涂Al浆在所述烧透型图案上形成铝(Al)导体图案，其中Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；以及(c)同时焙烧所述烧透型图案和Al导体图案以形成Al电极。本专利技术的另一个方面是一种制造太阳能电池的方法，该方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层；(b)通过施涂Al浆在所述背面上的钝化层上形成铝(Al)导体图案，其中Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉和(iv)有机介质；以及(d)在Al导体图案上形成烧透型图案；(c)同时焙烧Al导体图案和烧透型图案以形成Al电极。本专利技术的另一个方面是一种太阳能电池，该太阳能电池包括半导体层、至少在该半导体层的背面上形成的钝化层、位于钝化层上的铝电极，其中铝电极局部连接到半导体层，并且其中该铝电极包含碳化锆。通过本专利技术可制造具有足够高效率的太阳能电池。附图说明图1A至图1D说明了制造太阳能电池的方法。图2(a)至图2(c)是所述太阳能电池的背面视图。图3A和图3B说明了制造太阳能电池的另一种方法。图4(a)和图4(b)是所述太阳能电池的截面视图。具体实施方式在一个实施方案中，所述方法包括下列步骤：(a)制备基板，该基板包括半导体层和至少在该半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的钝化层包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆在背面上的钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案；以及(c)焙烧所述Al导体图案。下面参照图1A至图1D，阐释制造PERC型太阳能电池的方法的一个实施例。制备基板100，该基板包括半导体层10，和在该半导体层10的背面上形成的钝化层12a(图1A)。可在正面上形成另一个钝化层12b，但不是必需的。在本说明书中，“正面”是实际安装太阳能电池发电时的受光面，“背面”是正面的相对面。在一个实施方案中，半导体层10可为带有n型扩散层的p掺杂硅圆片，该n型扩散层在p掺杂硅圆片的正面上形成。p掺杂硅圆片可通过掺杂硼而形成。n型扩散层可通过掺杂磷而形成。背面上的钝化层12a可有助于减少背面表面附近的孔与电子的重组。正面上的钝化层12b除用作钝化层之外，还可充当减反射涂层(ARC)。钝化层12a和12b可由氧化钛、氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化铟锡、氧化锌或碳化硅形成。可通过溅射、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、或热化学气相沉积或等离子体化学气相沉积，来施涂这些氧化物、氮化物和碳化物。也可以将多个层用作钝化层12a和12b，例如氮化硅/氧化硅这两层，或氮化硅/氧化铝这两层。钝化层12a和12b的厚度可为10nm至500nm。背面上的钝化层12a包括开口14，在开口14处未形成钝化层并且半导体层的表面暴露。为制得开口14，举例来说，可通过图案掩模形成钝化层12a，或者可用激光烧蚀钝化层12a。基于半导体层10的背面表面的总面积计，开口14的面积在一个实施方案中可为至少0.001％，在另一个实施方案中可为至少0.01％，在另一个实施方案中可为至少1％。基于半导体层10的背面表面的总面积计，开口14的面积在一个实施方案中可为50％或更小，在另一个实施方案中可为30％或更小，在另一个实施方案中可为15％或更小。换句话讲，在一个实施方案中，半导体层10的背面表面的至少50％可被钝化层12覆盖。通过用钝化层12覆盖这种区域，可充分减少所述背面表面附近的孔与电子的重组。要了解形成钝化层和开口图案的方法，可参见L.Gauteroetal.,ComparisonofdifferentrearcontactingapproachesforindustrialPERCsolarcellsonMC-Siwafe,25thEUPVSEC2010-2CO.3.1,ISBN:3-936338-26-4，第1328-1331页(2010年)。就正面来说，可将正面电极浆料11丝网印刷到钝化层12b上(图1B)。在一个实施方案中，正面电极浆料11可基本上包含分散到有机介质中的银粉和玻璃料。可将US20130255769、US20110232746和US20080254567以引用的方式并入本文，以便说明正面电极浆料。Al导体图案15至少在开口14中形成。在一个实施方案中，通过将Al浆施涂到背面上的钝化层12a上来形成Al导体图案15，从而填充开口14。Al导体图案15可在基板100的背面上的整个表面上形成，使得Al导体图案15可填充所有的开口14(图1C)。在另一个实施方案中，Al导体图案15的形状可包括点、直线、弧线或折线，只要Al导体图案15填充开口14。可在80至200℃的烘箱内干燥所施涂的Al浆1至20分钟。干燥后的Al导体图案15可具有10至50μm的厚度。该干燥步骤不是必需的。通过分别焙烧Al导体图案15和正面电极浆料11，制得Al电极25和正面电极21(图1D)。在焙烧期间，可基本上除去(例如，烧掉或碳化掉)浆料中的有机介质，从而形成电极。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤：(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层，其中所述背面上的所述钝化层包括一个或多个开口；(b)通过施涂Al浆，至少在所述背面上的所述钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案，其中所述Al浆包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化锆(ZrC)粉，和(iv)有机介质；以及(c)焙烧所述Al导体图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.25 US 61/908,2261.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层，
其中所述背面上的所述钝化层包括一个或多个开口；
(b)通过施涂Al浆，至少在所述背面上的所述钝化层的开口中形成铝(Al)导体图案，其
中所述Al浆包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化锆(ZrC)粉，和
(iv)有机介质；以及
(c)焙烧所述Al导体图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述Al浆中的所述Al粉为100重量份，则所述
ZrC粉为0.01重量份至5重量份。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述钝化层由氧化钛、氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧
化铟锡、氧化锌或碳化硅形成。
4.一种制造太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)制备基板，所述基板包括半导体层和至少在所述半导体层的背面上形成的钝化层；
(d)在所述背面上的所述钝化层上形成烧透型图案；
(b)通过施涂Al浆，在所述烧透型图案上形成铝(Al)导体图案，其中所述Al浆包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化锆(ZrC)粉，和
(iv)有机介质；以及
(c)同时焙烧所述烧透型图案和所述Al导体图案以形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池智惠子，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US