一种p型背接触太阳电池及其制备方法技术

一种p型背接触太阳电池及其制备方法，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜、p型硅基底、钝化隧穿层、n型掺杂膜层、背面钝化膜和电池电极；电池电极包括正极和负极，正极包括正极细栅线和正极连接电极，所述负极包括负极细栅线和负极连接电极；正极细栅线置于本征膜层范围内，且穿过背面钝化膜、本征膜层及钝化隧穿层后与p型硅基底形成接触；负极细栅线穿过背面钝化膜与n型掺杂膜层形成接触；正极细栅线与正极连接电极连接，并通过正极连接电极导出电流，负极细栅线与负极连接电极连接，并通过负极连接电极导出电流。使用了本征膜层进行了隔离，在空间的横向和纵向方向上都没有接触，大大较少了漏电流的产生，提高了可靠性和电池性能表现。

A p type back contact solar cell and its preparation method

A p-type back-contact solar cell and a preparation method thereof, in turn from top to bottom, comprise a positive passivation and antireflection film, a p-type silicon substrate, a passivation tunneling layer, an n-type doped film, a back passivation film and a battery electrode; a battery electrode includes a positive electrode and a negative electrode, and a positive electrode includes a fine grid wire and a positive electrode connecting electrode, the negative electrode package. The positive grid wire is placed within the intrinsic film layer and contacts with the p-type silicon substrate after passing through the back passivation film, intrinsic film layer and passivation tunneling layer; the negative grid wire is contacted with the n-type doped film through the back passivation film; the positive grid wire is connected with the positive electrode connecting electrode and is connected and connected with the positive electrode, and is connected with the negative electrode. The current is induced by connecting the electrode with the positive electrode, and the fine grid wire of the negative electrode is connected with the electrode connected with the negative electrode, and the current is induced by connecting the electrode with the negative electrode. The intrinsic film was used for isolation, and there was no contact in the transverse and longitudinal directions of the space. The leakage current was greatly reduced, and the reliability and performance of the battery were improved.

【技术实现步骤摘要】
一种p型背接触太阳电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种p型背接触太阳电池及其制备方法。
技术介绍
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。背接触电池，即backcontact电池，其中p型背接触太阳电池又称为IBC电池。IBC全称为Interdigitatedbackcontact，指状交叉背接触。IBC电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；并且这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。目前使用的背接触太阳电池通常使用n型片作为基底材料，并且在背面通常使用银浆，因此在制备IBC电池时，需要对发射极和背面场的区域均进行较高浓度的掺杂，才能使得在后续的电极制备工艺过程中较好的形成电极接触，成本较高。并且由于需要进行至少两次的不同掺杂类型的掺杂工艺过程，工艺流程较长，尤其是在硅片在进行p型掺杂时，需要更高的温度和时间，额外带来边缘pn结难以去除，增加工艺的复杂性，延长了工艺流程。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种p型背接触太阳电池及其制备方法，可以较好的解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种p型背接触太阳电池，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜、p型硅基底、钝化隧穿层、间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域、背面钝化膜和电池电极；所述第一膜层区域包括：钝化隧穿层上远离p型硅基底一侧的n型掺杂膜层；所述第二膜层区域未进行额外掺杂，第二膜层区域包括：钝化隧穿层上远离p型硅基底一侧的本征膜层；所述的电池电极包括正极和负极，所述正极包括正极细栅线和正极连接电极，所述负极包括负极细栅线和负极连接电极；所述正极细栅线置于第二膜层区域范围内，且穿过背面钝化膜、第二膜层区域及钝化隧穿层后与p型硅基底形成接触；所述负极细栅线置于第一膜层区域范围内，并穿过背面钝化膜与第一膜层区域形成接触；所述正极细栅线与正极连接电极连接，并通过正极连接电极导出电流，所述负极细栅线与负极连接电极连接，并通过负极连接电极导出电流。所述第一膜层区域由多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种或多种组成，并掺杂有V族元素；所述第二膜层区域由多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种或多种组成。所述钝化隧穿层为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅及非晶硅中的一种。所述第一膜层区域的宽度为0.08～3mm，所述第二膜层区域的宽度为0.05～1mm。所述正面钝化及减反射膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成；所述背面的钝化膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成。所述的正极细栅线和p型硅基底之间的局部接触区域内设置有一层掺杂成分为III族元素的空穴掺杂层，空穴掺杂层的厚度为1～15um。所述的空穴掺杂层和正极细栅线之间还包括一层铝硅合金层，铝硅合金层厚度为1～5um。所述正极细栅线为含铝的电极，所述正极细栅线的宽度为20um～200um。所述负极细栅线包含银的电极，所述负极细栅线的宽度为10um～100um。所述正极连接电极包含银、铜、铝、镍中的一种或多种，所述负极连接电极包含银、铜、铝、镍中的一种或多种。所述负极细栅线在正极连接电极处分段断开，避免与正极连接电极连通；正极细栅线在负极连接电极处分段断开，避免与负极连接电极连通；正极和负极隔离，互不交叉。所述正极连接电极和负极细栅线交叉设置，交叉处设置有绝缘体互相隔离，所述负极连接电极和正极细栅线交叉处可进一步包含一层绝缘体互相隔离。一种p型背接触太阳电池的制备方法，包括如下步骤，1)对p型硅基底进行正面表面织构化处理；2)在p型硅基底背面制备钝化隧穿层和第二膜层区域，并形成间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域；3)在p型硅基底正面进行正面钝化及减反射膜制备，在p型硅基底背面进行背面钝化膜制备；4)电池电极制备；正极细栅线和p型硅基底形成接触，负极细栅线和第一膜层区域形成接触。负极细栅线和第一膜层区域的接触及负极细栅线和第一膜层区域的接触为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，或者是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。所述电极制备步骤中，负极细栅线和n型掺杂膜层的接触为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，或者是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。进一步地，所述硅基底背面的本征膜层的制备方法是气相沉积方法。进一步地，所述第一区域的形成方法，可以使用外掺杂源局域涂布协同加热推进方法，局域离子注入方法，或局域掩膜协同气体携源热扩散，局域掩膜协同离子注入方法。进一步地，所述电极制备步骤中，正极细栅线和硅基底形成接触，负极细栅线和背面n型掺杂膜层形成接触；所述电极和掺杂层的接触可以为电极浆料烧穿背面钝化膜形成，也可以是电极浆料在预开膜区域形成直接接触。另外，背面使用开孔方式进行正极和负极的接触孔的制备，可以优化孔的排列方式和形状，使得在背面正极上形成更为优化的局部接触，降低金属复合面积，提高电池性能。进一步地，所述电极制备步骤中，还可包括正极和负极间绝缘体的制备过程。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：目前使用的背接触太阳电池通常使用n型片作为基底材料，并且在背面通常使用银浆，需要对发射极和背面场的区域均进行较高浓度的掺杂，才能使得在后续的电极制备工艺过程中较好的形成电极接触，成本较高。并且由于需要进行至少两次的不同掺杂类型的掺杂工艺过程，工艺流程较长，尤其是在硅片在进行p型掺杂时，需要更高的温度和时间，增加工艺的周期。而本专利技术中，我们使用了p型片作为电池基底，并且在工艺流程中取消了掺杂p型背面场的过程，从而极大的减少了工艺流程的复杂性，避免了p型背面场掺杂需要的高温复杂处理过程。另外，电池流程中背面使用铝栅线作为电池正极电极，相比银浆作为电池正极电极，极大的降低了成本，还可以在没有额外掺杂的p型基底上形成更好的接触。另外，电池背面的n型发射极和p型的区域，使用了本征膜层进行了隔离，在空间的横向和纵向方向上都没有接触，大大较少了漏电流的产生，提高了可靠性和电池性能表现。附图说明图1为实施例1的电池结构示意图；图2为实施例2的电池结构示意图；图3为实施例1的电极示意图；图4为实施例中2的电极示意图；其中1为p型硅基底，2为正面钝化减反射膜，3为钝化隧穿层，4为本征膜层，5为n型掺杂膜层，6为背面钝化膜，7为背面钝化膜开膜区域，8为正极细栅线，9为负极细栅线，10为正极连接电极，11为负极连接电极，12为绝缘体，13为空穴掺杂层，14为铝硅合金层。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种p型背接触太阳电池，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜2、p型硅基底1、钝化隧穿层3、间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域、背面钝化膜6和电池电极；所述第一膜层区域包括：钝化隧穿层3上远离p型硅基底1一侧的n型掺杂膜层5；所述第二膜层区域未进行额外掺杂，第二膜层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种p型背接触太阳电池，其特征在于，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜(2)、p型硅基底(1)、钝化隧穿层(3)、间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域、背面钝化膜(6)和电池电极；所述第一膜层区域包括：钝化隧穿层(3)上远离p型硅基底(1)一侧的n型掺杂膜层(5)；所述第二膜层区域未进行额外掺杂，第二膜层区域包括：钝化隧穿层(3)上远离p型硅基底(1)一侧的本征膜层(4)；所述的电池电极包括正极和负极，所述正极包括正极细栅线(8)和正极连接电极(10)，所述负极包括负极细栅线(9)和负极连接电极(11)；所述正极细栅线(8)置于第二膜层区域范围内，且穿过背面钝化膜(6)、第二膜层区域及钝化隧穿层(3)后与p型硅基底(1)形成接触；所述负极细栅线(9)置于第一膜层区域范围内，并穿过背面钝化膜(6)与第一膜层区域形成接触；所述正极细栅线(8)与正极连接电极(10)连接，并通过正极连接电极(10)导出电流，所述负极细栅线(9)与负极连接电极(11)连接，并通过负极连接电极(11)导出电流。

【技术特征摘要】
1.一种p型背接触太阳电池，其特征在于，自上而下依次包括：正面钝化及减反射膜(2)、p型硅基底(1)、钝化隧穿层(3)、间隔排列的第一膜层区域和第二膜层区域、背面钝化膜(6)和电池电极；所述第一膜层区域包括：钝化隧穿层(3)上远离p型硅基底(1)一侧的n型掺杂膜层(5)；所述第二膜层区域未进行额外掺杂，第二膜层区域包括：钝化隧穿层(3)上远离p型硅基底(1)一侧的本征膜层(4)；所述的电池电极包括正极和负极，所述正极包括正极细栅线(8)和正极连接电极(10)，所述负极包括负极细栅线(9)和负极连接电极(11)；所述正极细栅线(8)置于第二膜层区域范围内，且穿过背面钝化膜(6)、第二膜层区域及钝化隧穿层(3)后与p型硅基底(1)形成接触；所述负极细栅线(9)置于第一膜层区域范围内，并穿过背面钝化膜(6)与第一膜层区域形成接触；所述正极细栅线(8)与正极连接电极(10)连接，并通过正极连接电极(10)导出电流，所述负极细栅线(9)与负极连接电极(11)连接，并通过负极连接电极(11)导出电流。2.根据权利要求1所述的p型背接触太阳电池，其特征在于，所述第一膜层区域由多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种或多种组成，并掺杂有V族元素；所述第二膜层区域由多晶硅、非晶硅、微晶硅中的一种或多种组成。3.根据权利要求1所述的p型背接触太阳电池，其特征在于，所述钝化隧穿层(3)为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅及非晶硅中的一种。4.根据权利要求1所述的p型背接触太阳电池，其特征在于，所述第一膜层区域的宽度为0.08～3mm，所述第二膜层区域的宽度为0.05～1mm。5.根据权利要求1所述的p型背接触太阳电池，其特征在于，所述正面钝化及减反射膜(2)，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成；所述背面的钝化膜，采用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、碳化硅、非晶硅中的一种或多种组成。6.权利要求1所述的p型背接触太阳电池，其特征在于，所述的正极细栅线(8)和p型硅基底(1)之间的局部接触区域内设置有一层掺杂成分为III族元素的空穴掺杂层(13)，空穴掺杂层(13)的厚度为1～15um。7.根据权利要求6所述的p型背接触太阳电池，其特征在于，所述的空穴掺杂层(13)和正极细栅线(8)之间还包括一层铝硅合金层(14)，铝硅合金层(14)厚度为1～5um。8.根据权利要求1所述的p...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，鲁伟明，李中兰，靳玉鹏，
申请(专利权)人：泰州隆基乐叶光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32