一种交叉网状电接触的背接触异质结电池及组件制作方法技术

本发明专利技术公开了一种交叉网状电接触的背接触异质结电池及组件制作方法，其包括：提供N型硅片；在所述硅片的正反面非晶硅钝化层起主要钝化作用；第一半导体和第二半导体交替在硅片背面分布；第一收集电极和第一半导体建立电接触，第二收集电极和第二半导体建立电接触，第一收集电极的细金属栅线和第二收集电极的细金属栅线交替平行分布；主栅线采用多主栅或多线的方式；主栅线和细金属栅线垂直排布；不同极性的主栅线和细金属电极之间用绝缘材料在相交节点上实现电绝缘。本发明专利技术制备的太阳能器件的工艺流程简单，极大简化了生产空间和废液处理的要求，且采用多主栅或多线方式，形成交叉网格，极大降低对位精度要求，降低贵金属的用量。

【技术实现步骤摘要】
一种交叉网状电接触的背接触异质结电池及组件制作方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种交叉网状电接触的背接触异质结电池及组件制作方法。
技术介绍
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。高效率太阳能电池是未来产业的趋势，因为高效率太阳能电池不仅仅是提升单位面积的发电瓦数，还可降低成本，也就是可以提升模块发电的附加价值。其中背接触电池是将受光面的电极全部移到背面，使得受光面的面积最大化，从而提高电池的转换效率，具有代表性的为美国的SUNPOWER。另一种异质结太阳能电池一般是在硅晶片上成长非晶硅(a-Si)的钝化层与非晶硅电极，其具有极低的表面复合速率，因此拥有很高的开路电压。比较有代表性的是日本Panasonic的HIT技术。然而，高效电池技术在先阶段都有制造成本较高的问题。比如HIT技术需要较昂贵的双面低温银浆已保证较理想的填充因子和发电效率。SunPower背接触电池采用铜电镀技术有相应的含铜废水处理和环境保护的问题，且生产场地较大，不利于规模量产推广。另一方面，以上技术背电极覆盖比例太高，丧失了双面发电的可能性。MeyerBurger推广SmartWire技术可以大幅降低银浆的用量，但是由于背接触电极是交替指状分布，空间对位精度的要求使得SmartWire技术很难应用到背接触电池领域。因此有必要研发出一种低成本的金属电极和电池连接技术，推动高效的背接触电池的规模量产，同时兼顾双面发电的技术需求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种交叉网状电接触的背接触异质结电池及组件制作方法，可以极大地降低金属化成本，规避较复杂的湿法铜电镀方案，使背接触电池技术可以导入到规模量产推广。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：包括N型硅片、所述硅片的正面依次设有钝化膜层、增透层，所述硅片的背面存在部分开口形成具有暴露基底区域的第一半导体，所述暴露基底区域和第一半导体覆盖区域呈细长条交替分布，所述第二半导体覆盖所述基底暴露区域和部分第一半导体区域，所述第一半导体和第二半导体交叠区域设有绝缘层分隔，所述第一半导体和第二半导体上沉积透明导电膜，所述透明导电膜通过隔离带分隔成与第一半导体接触和与第二半导体接触的长条状区域，与第一半导体相接触的透明导电膜上形成印刷第一收集电极，与第二半导体相接触的透明导电膜上形成印刷第二收集电极，所述第一收集电极与第二收集电极平行交替分布。进一步的，所述钝化膜层为通过PECVD法、热丝法或N型掺杂扩散沉积形成的本征非晶硅层或者本征非晶硅层和N型非晶硅层的组合，其中本征非晶硅层的厚度为1～15nm，N型非晶硅层的厚度为0～15nm。进一步的，所述增透层为氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、ITO、氧化硅、氧化铝、氧化锌中的至少一种，厚度为40～200nm，所述增透层通过PECVD或PVD沉积形成。进一步的，所述绝缘层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、非晶硅中的至少一种，厚度为20～200nm，所述绝缘层通过PECVD或PVD沉积或水玻璃溶胶加热固化或油墨通过喷涂或者印刷的方法形成。进一步的，所述透明导电膜层为金属氧化物，金属氧化物为氧化铟锡薄膜、氧化铟薄膜、掺钛氧化铟、掺铝氧化锌、掺钨氧化铟薄膜中的至少一种，厚度为10～200nm，所述透明导电薄膜通过PVD沉积形成。一种交叉网状电接触的背接触异质结电池组件制作方法，所述方法包括如下步骤：提供制绒清洗形成绒面的N型硅片；在硅片的正面依次镀钝化膜层、增透层；在硅片的背面依次镀含非晶硅的第一半导体层，在第一半导体上用全面积覆盖的方式制作一层绝缘层；在硅片的背面通过丝网印刷第一层图形，确定蚀刻区域，来移除蚀刻区域的第一半导体层直至硅片暴露；通过清洗溶液清洗后，在硅片背面镀含非晶硅的第二半导体层，所述膜层以全面积覆盖的方式制作；为了避免工艺流程中的损伤，所述硅片正面的钝化膜层和增透层可以发生在此项溶液清洗步骤之后；在硅片的背面印刷第二层图形，确定蚀刻区域，移除蚀刻区域的第二半导体层和绝缘层直至第一半导体层暴露；在硅片的背面以全面积覆盖的方式镀透明导电膜层；在硅片的背面印刷第三层图形，确定蚀刻区域，移除蚀刻区域的透明导电膜；在所述硅片的背面印刷细长条的导电银浆，构成细栅线；第一半导体和与之接触的透明导电膜及导电银浆细栅线构成第一收集电极；第二半导体和与之接触的透明导电膜及导电银浆细栅线构成第二收集电极；第一收集电极和第二收集电极呈交替排布；导电银浆可用电镀铜代替，如果采用电镀铜方案，在所述硅片的背面预先镀种子金属层，然后在所述硅片的背面印刷耐电镀油墨形成栅线图案，最后在所述硅片的背面栅线图案区域电镀铜，形成铜栅线电极；为保护需要，在铜栅线电极上通过化学置换反应或通过电镀法在表面镀金属锡层；通过去膜溶液，去除硅片背面的耐电镀油墨及种子金属层；在硅片的背面通过焊接或加热层压的方法叠加一组平行主栅线，主栅线和收集电极的细栅线布线呈垂直相交的形态；与第一收集电极相连的主栅称为第一主栅，与第二收集电极相连的主栅称为第二主栅；在第一主栅和第二收集电极相交的网格点及第二主栅和第一收集电极相交的网格点位置，预先印刷绝缘油墨绝缘两者的电接触，第一主栅和第二主栅交替分布；形成的电池片进行串接形成太阳能发电组件。进一步的，所述蚀刻方法为通过保护油墨和化学腐蚀结合法、腐蚀性油墨反应法中的至少一种方法。进一步的，所述清洗方式为浸泡、喷淋、超声波、鼓泡中的至少一种。进一步的，所述细栅线宽度为10-100um，厚度为3-30um。进一步的，所述主栅线的数目在6～50根之间，主栅线采用传统焊带或多线金属线。由上述对本专利技术结构的描述可知，和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术制备的太阳能器件的工艺流程简单，规避较复杂的湿法铜电镀方案，避免了大型电镀铜设备的采用，极大简化了生产空间和废液处理的要求，同时，由于采用多主栅或多线方式，通过多层金属化方案，形成交叉网格，可以极大降低对位精度要求，并且降低贵金属的用量，以极大地降低金属化成本，符合背面入光和双面发电的设计要求，非常有利于大规模化量产推广异质结和背接触电池技术。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例硅片的背面施加金属电极细栅线电极的结构示意图；图2为本专利技术实施例硅片电池结构的截面图；图3为本专利技术实施例硅片背面在平行细栅线上间隔性地施加绝缘油墨的结构示意图；图4为本专利技术实施例硅片沿第一主栅位置切开(B-B'线)的截面图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：包括N型硅片、所述硅片的正面依次设有钝化膜层、增透层，所述硅片的背面存在部分开口形成具有暴露基底区域的第一半导体，所述暴露基底区域和第一半导体覆盖区域呈细长条交替分布，所述第二半导体覆盖所述基底暴露区域和部分第一半导体区域，所述第一半导体和第二半导体交叠区域设有绝缘层分隔，所述第一半导体和第二半导体上沉积透明导电膜，所述透明导电膜通过隔离带分隔成与第一半导体接触和与第二半导体接触的长条状区域，与第一半导体相接触的透明导电膜上形成印刷第一收集电极，与第二半导体相接触的透明导电膜上形成印刷第二收集电极，所述第一收集电极与第二收集电极平行交替分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：包括N型硅片、所述硅片的正面依次设有钝化膜层、增透层，所述硅片的背面存在部分开口形成具有暴露基底区域的第一半导体，所述暴露基底区域和第一半导体覆盖区域呈细长条交替分布，所述第二半导体覆盖所述基底暴露区域和部分第一半导体区域，所述第一半导体和第二半导体交叠区域设有绝缘层分隔，所述第一半导体和第二半导体上沉积透明导电膜，所述透明导电膜通过隔离带分隔成与第一半导体接触和与第二半导体接触的长条状区域，与第一半导体相接触的透明导电膜上形成印刷第一收集电极，与第二半导体相接触的透明导电膜上形成印刷第二收集电极，所述第一收集电极与第二收集电极平行交替分布。


2.根据权利要求1所述一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：所述钝化膜层为通过PECVD法、热丝法或N型掺杂扩散沉积形成的本征非晶硅层或者本征非晶硅层和N型非晶硅层的组合，其中本征非晶硅层的厚度为1～15nm，N型非晶硅层的厚度为0～15nm。


3.根据权利要求1所述一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：所述增透层为氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、ITO、氧化硅、氧化铝、氧化锌中的至少一种，厚度为40～200nm，所述增透层通过PECVD或PVD沉积形成。


4.根据权利要求1所述一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：所述绝缘层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、非晶硅中的至少一种，厚度为20～200nm，所述绝缘层通过PECVD或PVD沉积或水玻璃溶胶加热固化或油墨通过喷涂或者印刷的方法形成。


5.根据权利要求1所述一种交叉网状电接触的背接触异质结电池，其特征在于：所述透明导电膜层为金属氧化物，金属氧化物为氧化铟锡薄膜、氧化铟薄膜、掺钛氧化铟、掺铝氧化锌、掺钨氧化铟薄膜中的至少一种，厚度为10～200nm，所述透明导电薄膜通过PVD沉积形成。


6.一种权利要求1所述交叉网状电接触的背接触异质结电池组件制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
提供制绒清洗形成绒面的N型硅片；
在硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志刚，张超华，黄巍辉，辛炳奎，林朝晖，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35