晶体硅太阳能电池的金属化方法和电池及其组件、系统技术方案

本发明专利技术涉及一种晶体硅太阳能电池的金属化方法和电池及其组件、系统。本发明专利技术的一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，包括以下步骤：印刷制备晶体硅太阳能电池基体背表面的电极，在晶体硅太阳能电池基体的正表面使用银浆或掺铝银浆印刷主栅和分段副栅；在分段副栅上铺设导电线，之后将铺设好导电线的晶体硅太阳能电池基体进行烧结处理，烧结后的导电线与分段副栅和主栅形成欧姆接触。其有益效果是：采用铜线取代部分含银浆料来形成副栅，既降低了含银副栅带来的表面复合又减少了金属化工序的生产成本。相比现有的正面金属化工艺，本发明专利技术可以节约大概40-60％的含银浆料消耗量。另外，按照本发明专利技术所制成的太阳能电池通用性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种晶体硅太阳能电池的金属化方法和电池及其组件、系统。
技术介绍
太阳能电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件。中金属化是太阳能电池生产工序中一个关键步骤，光生载流子必须通过金属化形成的导电电极才能获得有效收集。目前，量产太阳能电池中最常用的金属化方法是丝网印刷金属浆料法，通过印刷银浆或掺铝银浆，经过高温烧结过程，形成具备电学接触、电学传导、焊接互联等功能的金属化。为了形成良好的欧姆接触以及兼顾可焊性，晶体硅太阳能电池的正表面一般印刷银浆或掺铝银浆，但银浆或掺铝银浆的价格一般都较为昂贵，导致含银浆料在太阳能电池制造成本中的占比居高不下。因而寻找一种可以降低含银浆料使用量、同时又能满足欧姆接触和可焊性要求的正面金属化方法成为减少太阳能电池生产成本的一项关键工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低成本的太阳能电池的金属化方法和电池及其组件、系统。所述的太阳能电池的金属化方法可以显著地降低含银浆料的使用量，从而降低太阳能电池的生产成本。本专利技术提供一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其技术方案为：一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，包括以下步骤：印刷制备晶体硅太阳能电池基体背表面的电极，在晶体硅太阳能电池基体的正表面使用银浆或掺铝银浆印刷主栅和分段副栅；在分段副栅上铺设导电线，之后将铺设好导电线的晶体硅太阳能电池基体进行烧结处理，烧结的峰值温度为850～950℃，烧结后分段副栅与正表面发射极形成欧姆接触，导电线与分段副栅和主栅形成欧姆接触，完成晶体硅太阳能电池的制作。其中，所述导电线为铜线、铝线、银包铜或者其他合金导电线。其中，所述分段副栅的形状是非连续的圆点，所述非连续圆点的直径为30-300微米，所述导电线的直径为40-80微米。其中，所述分段副栅的形状是是非连续的线条，所述非连续线条的长度为40-300微米，所述非连续线条的宽度为40-300微米，所述导电线的直径为40-80微米；非连续的线条垂直于主栅、平行主栅或者与主栅具有一定的倾斜角度。其中，所述晶体硅太阳能电池基体是P型晶体硅太阳能电池基体，所述P型晶体硅太阳能电池基体的背表面的金属化方法为使用银浆印刷背面主栅电极并烘干，然后使用铝浆印刷背面铝电极并烘干。其中，对晶体硅太阳能电池进行金属化方法之前还包括以下步骤：S1P、选择P型晶体硅太阳能电池基体，并对P型晶体硅太阳能电池基体的表面作制绒处理；P型晶体硅太阳能电池基体的电阻率为0.5～15Ω·cm；S2P、将步骤S1P处理后的P型晶体硅太阳能电池基体放入工业用扩散炉中进行磷扩散，磷源采用三氯氧磷，扩散温度为800-900℃，时间为60-120分钟；磷扩散后的方阻值为50-150Ω/sqr；S3P、将磷扩散后的P型晶体硅太阳能电池基体放入刻蚀清洗机中，去除背面的磷扩散层和正面的磷硅玻璃层；S4P、将步骤S3P处理后的P型晶体硅太阳能电池基体放入PECVD(等离子体增强化学气相沉积)设备中，在正表面镀上氮化硅层。其中，所述晶体硅太阳能电池基体是N型晶体硅太阳能电池基体，所述N型晶体硅太阳能电池基体背表面的金属化方法为在背表面使用银浆印刷电极并进行烘干。其中，对晶体硅太阳能电池进行金属化方法之前还包括以下步骤：S1N、选择N型晶体硅太阳能电池基体，并对N型晶体硅太阳能电池基体的正表面作制绒处理；N型晶体硅太阳能电池基体的电阻率为0.5～15Ω·cm；S2N、将步骤S1N处理后的N型晶体硅太阳能电池基体放入工业用扩散炉中对制绒面进行硼扩散，硼源采用三溴化硼，扩散温度为920-1000℃，时间为60-180分钟；硼扩散后的方阻值为40-100Ω/sqr；S3N、将硼扩散后的硅基体放入刻蚀清洗机中，去除背面的硼扩散层和正面的硼硅玻璃层；S4N、使用离子注入机在步骤S3N处理后的N型晶体硅太阳能电池基体背面注入磷原子并进行退火处理；退火的峰值温度为700～950℃，退火时间为30～200min，环境气源为N2和O2；S5N、将步骤S4N处理后的N型晶体硅太阳能电池基体放入清洗机中，去除正面和背面的氧化层；S6N、将步骤S5N处理后的N型晶体硅太阳能电池基体放入PECVD设备中，在正面和背面均镀上氮化硅层。本专利技术还提供了一种晶体硅太阳能电池，包括晶体硅太阳能电池基体，所述晶体硅太阳能电池基体的正表面的电极包括主栅、分段副栅和导电线，所述分段副栅、主栅与所述导电线连接。其中，所述导电线为铜线、铝线、银包铜或者其他合金导电线。其中，所述分段副栅的形状是非连续的圆点或者是非连续的线条。本专利技术还提供了一种晶体硅太阳能电池组件，包括由上至下的前层材料、封装材料、晶体硅太阳能电池、封装材料、背层材料，所述晶体硅太阳能电池是上述的一种晶体硅太阳能电池。本专利技术还提供了一种晶体硅太阳能电池系统，包括一个或多于一个串联的晶体硅太阳能电池组件，晶体硅太阳能电池组件是上述的一种晶体硅太阳能电池组件。本专利技术的实施包括以下技术效果：本专利技术的技术优点主要体现在：采用导电线取代部分含银浆料来形成副栅，既降低了含银副栅带来的表面复合又减少了金属化工序的生产成本。相比现有的正面金属化工艺，本专利技术可以节约大概40-60％的含银浆料消耗量。另外，按照本专利技术所制成的太阳能电池和现有技术所制电池在外观上没有明显差异，在将电池封装成组件时也无需对焊接工艺和设备做任何改动，通用性好。附图说明图1为本专利技术实施例的一种正表面为圆点状分段副栅的晶体硅太阳能电池示意图(印刷热敏导电层之前)。图2为本专利技术实施例的一种正表面为圆点状分段副栅的晶体硅太阳能电池示意图(导电线与分段副栅形成欧姆接触之后)。图3为本专利技术实施例的一种正表面为横向线条状分段副栅的太阳能电池示意图(印刷热敏导电层之前)。图4为本专利技术实施例的一种正表面为错位排列的圆点状分段副栅的太阳能电池示意图(印刷热敏导电层之前)图5为本专利技术实施例的一种正表面为竖向线条状分段副栅的太阳能电池示意图(印刷热敏导电层之前)1、晶体硅太阳能电池基体；2、圆点状分段副栅；3、主栅；4、线条状分段副栅；5、导电线。具体实施方式下面将结合实施例以及附图对本专利技术加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。参见图1至图3所示，一种晶体硅太阳能电池的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其特征在于：包括以下步骤：印刷制备晶体硅太阳能电池基体背表面的电极，在晶体硅太阳能电池基体的正表面使用银浆或掺铝银浆印刷主栅和分段副栅；在分段副栅上铺设导电线，之后将铺设好导电线的晶体硅太阳能电池基体进行烧结处理，烧结后分段副栅与正表面发射极形成欧姆接触，导电线与分段副栅和主栅形成欧姆接触，完成晶体硅太阳能电池的制作。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其特征在于：包括以下步骤：印
刷制备晶体硅太阳能电池基体背表面的电极，在晶体硅太阳能电池基体的正表
面使用银浆或掺铝银浆印刷主栅和分段副栅；在分段副栅上铺设导电线，之后
将铺设好导电线的晶体硅太阳能电池基体进行烧结处理，烧结后分段副栅与正
表面发射极形成欧姆接触，导电线与分段副栅和主栅形成欧姆接触，完成晶体
硅太阳能电池的制作。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其特征在
于：所述导电线为铜线、铝线或者银包铜线；烧结的峰值温度为850～950℃。
3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其特征在
于：所述分段副栅的形状是非连续的圆点，所述非连续的圆点的直径为30-300
微米，所述导电线的直径为40-80微米。
4.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其特征在
于：所述分段副栅的形状是非连续的线条，所述非连续的线条的长度为40-300
微米，所述非连续线条的宽度为40-300微米，所述导电线的直径为40-80微米；
非连续的线条垂直于主栅、平行主栅或者与主栅具有角度。
5.根据权利要求1～4任一所述的一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其
特征在于：所述晶体硅太阳能电池基体是P型晶体硅太阳能电池基体，所述P
型晶体硅太阳能电池基体的背表面的金属化方法为使用银浆印刷背面主栅并烘
干，然后使用铝浆印刷背面铝电极并烘干。
6.根据权利要求5所述的一种晶体硅太阳能电池的金属化方法，其特征在
于：对晶体硅太阳能电池进行金属化方法之前还包括以下步骤：
S1P、选择P型晶体硅太阳能电池基体，并对P型晶体硅太阳能电池基体
的表面作制绒处理；P型晶体硅太阳能电池基体的电阻率为0.5～15Ω·cm；
S2P、将步骤S1P处理后的P型晶体硅太阳能电池基体放入工业用扩散炉

\t中进行磷扩散，磷源采用三氯氧磷，扩散温度为800-900℃，时间为60-120分
钟；磷扩散后的方阻值为50-150Ω/sqr；
S3P、将磷扩散后的P型晶体硅太阳能电池基体放入刻蚀清洗机中，去除
背面的磷扩散层和正面的磷硅玻璃层；
S4P、将步骤S3P处理后的P型晶体硅太阳能电池基体放入PECVD设备中，
在正表面镀上氮化硅层。
7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建伟，孙玉海，刘志锋，季根华，张育政，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32