一种太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池包括：包括相对设置的第一主表面和第二主表面的硅片；设于第一主表面一侧的第一掺杂硅层；设于第一掺杂硅层背向硅片一侧的金属网格导电膜层；以及设于金属网格导电膜层背向硅片一侧的金属电极，且金属电极和金属网格导电膜层电连接。该太阳能电池中金属网格导电膜层与金属电极的接触电阻较小，并且连接牢度更高，从而有利于提高太阳能电池的电流导出率。导出率。导出率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]非晶硅钝化技术和微晶硅钝化技术是目前较为先进的钝化技术，而由于非晶硅和微晶硅的导电性能较差，因此如何提高非晶硅和微晶硅的电流导出率对提高太阳能电池的性能具有重影响。
[0003]目前，使用非晶硅钝化技术或微晶硅钝化技术的太阳能电池中(如TOPcon电池、N型的IBC电池和HJT电池等)，非晶硅膜层或微晶硅膜层一般通过TCO(transparent conductive oxide，透明导电氧化物)膜层与电极相连，而TCO膜层与电极的接触电阻较大，因此降低了太阳能电池的电流导出率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池及其制备方法，通过在太阳能电池的第一掺杂硅层上设置金属网格导电膜，并通过金属网格导电膜层与金属电极电连接。由于金属网格导电膜层和金属电极均由金属材料制成，因此相较于现有技术中通过TCO膜层与金属电极连接的方式相比，金属网格导电膜层与金属电极的接触电阻较低，并且连接牢度更高，从而有利于提高太阳能电池的电流导出率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种太阳能电池，包括：
[0007]硅片，包括相对设置的第一主表面和第二主表面；
[0008]设于第一主表面一侧的第一掺杂硅层；
[0009]设于第一掺杂硅层背向硅片一侧的金属网格导电膜层；以及
[0010]设于金属网格导电膜层背向硅片一侧的金属电极，且金属电极和金属网格导电膜层电连接。
[0011]进一步地，金属网格导电膜层和金属电极所采用的金属材料相同，对应的金属材料为包括银、铜、锡、银铜合金或铜锡合金中的至少一种；
[0012]和/或，
[0013]金属网格导电膜层的网格呈三角形、正方形、菱形、正六边形或正八边形；
[0014]和/或，
[0015]金属网格导电膜层的网格边长为50～500μm、线宽为1～5μm、厚度为2～10μm；
[0016]和/或，
[0017]金属电极的主栅线宽度为20
‑
180μm，细栅线宽度为20
‑
180μm，金属电极的厚度为6
‑
16μm。
[0018]进一步地，太阳能电池还包括：设于第一主表面与第一掺杂硅层之间的本征非晶硅层；
[0019]设于第一掺杂硅层与金属网格导电膜层之间的金属网格保护层，金属网格导电膜层和金属网格保护层具有导电性和透光性；
[0020]设于第二主表面一侧的本征非晶硅层。
[0021]进一步地，第一掺杂硅层整层的掺杂类型相同，太阳能电池还包括：
[0022]设于第二主表面一侧的本征非晶硅层背向硅片一侧的第二掺杂硅层，第二掺杂硅层的掺杂类型与第一掺杂硅层的掺杂类型相反；
[0023]设于第二掺杂硅层背向硅片一侧的金属网格导电膜层；
[0024]设于第二掺杂硅层与金属网格导电膜层之间的金属网格保护层。
[0025]进一步地，第一掺杂硅层包括P型掺杂非晶硅层、P型掺杂微晶硅层，第二掺杂硅层包括N型掺杂非晶硅层、N型掺杂微晶硅层；或者
[0026]第一掺杂硅层包括N型掺杂非晶硅层、N型掺杂微晶硅层，第二掺杂硅层包括P型掺杂非晶硅层、P型掺杂微晶硅层；
[0027]和/或，第一掺杂硅层背向硅片一侧的金属网格导电膜层的金属材料与第二掺杂硅层背向硅片一侧的金属网格导电膜层的金属材料不同。
[0028]进一步地，第一掺杂硅层包括指状交替设置的P型掺杂区和N型掺杂区，太阳能电池还包括：
[0029]设于第二主表面一侧的本征非晶硅层背向硅片的表面的减反层；
[0030]金属网格导电膜层包括分别与P型掺杂区和N型掺杂区接触的第一部分和第二部分，第一部分的金属材料和第二部分的金属材料均包括银、铜、锡中的至少一种，第一部分的金属材料和第二部分的金属材料不同。
[0031]进一步地，金属网格保护层的厚度为1～10nm，且金属网格保护层的至少部分填充于金属网格导电膜层的网格间隙中。
[0032]第二方面，本专利技术实施例提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
[0033]在硅片的第一主表面一侧形成第一掺杂硅层；
[0034]在第一掺杂硅层背向硅片一侧形成金属网格导电膜层；
[0035]在金属网格导电膜层背向硅片一侧形成金属电极，且使金属电极和金属网格导电膜层电连接。
[0036]进一步地，在第一掺杂硅层背向硅片一侧形成金属网格导电膜层，包括：
[0037]在第一掺杂硅层背向硅片的一侧镀金属种子层；
[0038]在金属种子层背向第一掺杂硅层的一侧喷涂第一光刻胶层，采用第一掩膜版遮盖第一光刻胶层，并曝光显影，以在金属种子层上保留与第一掩膜版的图案对应的第一光刻胶层；
[0039]使用电镀方式在金属种子层上镀金属层，并去除金属种子层上保留的第一光刻胶层，以在金属种子层上形成金属网格导电膜层；其中，金属种子层包括银种子层、铜种子层、锡种子层。
[0040]进一步地，在金属网格导电膜层背向硅片一侧形成金属电极，包括：
[0041]在金属种子层和金属网格导电膜层背向硅片一侧喷涂第二光刻胶层；
[0042]采用第二掩膜板遮盖第二光刻胶层，并对第二光刻胶层曝光显影，使金属网格导电膜层暴露；
[0043]在金属网格导电膜层上制备金属电极；
[0044]去除剩余的第二光刻胶层。
[0045]进一步地，在第一掺杂硅层背向硅片一侧形成金属网格导电膜层，包括：
[0046]采用喷墨打印方式将包括金属颗粒的油墨刻画成网格状图案，并进行烧结处理形成金属网格导电膜层。
[0047]进一步地，金属颗粒的油墨包括：20wt％～40wt％金属纳米颗粒、30wt％～40wt％有机溶剂和余量的分散助剂；
[0048]和/或，
[0049]金属颗粒的粒径为10～30nm；
[0050]和/或，
[0051]金属颗粒的油墨包括银纳米颗粒、铜纳米颗粒和锡纳米颗粒中的至少一种。
[0052]进一步地，在形成金属网格导电膜层之前，方法还包括：在第一掺杂硅层背向硅片的一侧形成金属网格保护层；
[0053]在第一掺杂硅层背向硅片的一侧形成金属网格保护层，包括：
[0054]制备包括聚3,4
‑
乙撑二氧噻吩、乙二醇、表面活性剂和水的混合液；
[0055]过滤混合液得到旋涂物；
[0056]将旋涂物旋涂至第一掺杂硅层背向硅片的一侧；
[0057]采用100℃
‑
120℃的温度烘干旋涂物，得到金属网格保护层。
[0058]进一步地，在第一掺杂硅层背向硅片一侧形成金属网格导电膜层，包括：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：硅片(1)，包括相对设置的第一主表面和第二主表面；设于所述第一主表面一侧的第一掺杂硅层(4)；设于所述第一掺杂硅层(4)背向所述硅片(1)一侧的金属网格导电膜层(5)；以及设于所述金属网格导电膜层(5)背向所述硅片(1)一侧的金属电极(8)，且所述金属电极(8)和所述金属网格导电膜层(5)电连接。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属网格导电膜层(5)和所述金属电极(8)所采用的金属材料相同，所述金属材料包括银、铜、锡、银铜合金或铜锡合金中的至少一种；和/或，所述金属网格导电膜层(5)的网格呈三角形、正方形、菱形、正六边形或正八边形；和/或，所述金属网格导电膜层(5)的网格边长为50～500μm、线宽为1～5μm、厚度为2～10μm；和/或，所述金属电极(8)的主栅线宽度为20
‑
180μm，细栅线宽度为20
‑
180μm，所述金属电极的厚度为6
‑
16μm。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：设于所述第一主表面与所述第一掺杂硅层(4)之间的本征非晶硅层(2)；设于所述第一掺杂硅层(4)与所述金属网格导电膜层(5)之间的金属网格保护层(9)，所述金属网格导电膜层(5)和所述金属网格保护层(9)具有导电性和透光性；设于所述第二主表面一侧的本征非晶硅层(2)；优选地，所述第一掺杂硅层(4)整层的掺杂类型相同，所述太阳能电池还包括：设于所述第二主表面一侧的本征非晶硅层(2)背向所述硅片(1)一侧的第二掺杂硅层(3)，所述第二掺杂硅层(3)的掺杂类型与所述第一掺杂硅层(4)的掺杂类型相反；设于所述第二掺杂硅层(3)背向所述硅片(1)一侧的金属网格导电膜层(5)；设于所述第二掺杂硅层(3)与所述金属网格导电膜层(5)之间的金属网格保护层(9)；进一步优选地，所述第一掺杂硅层(4)包括P型掺杂非晶硅层、P型掺杂微晶硅层，所述第二掺杂硅层(3)包括N型掺杂非晶硅层、N型掺杂微晶硅层；或者所述第一掺杂硅层(4)包括N型掺杂非晶硅层、N型掺杂微晶硅层，所述第二掺杂硅层(3)包括P型掺杂非晶硅层、P型掺杂微晶硅层；和/或，所述第一掺杂硅层(4)背向所述硅片(1)一侧的金属网格导电膜层(5)的金属材料与所述第二掺杂硅层(3)背向所述硅片(1)一侧的金属网格导电膜层(5)的金属材料不同；优选地，所述第一掺杂硅层包括指状交替设置的P型掺杂区和N型掺杂区，所述太阳能电池还包括：设于所述第二主表面一侧的本征非晶硅层(2)背向所述硅片(1)的表面的减反层(6)；所述金属网格导电膜层(5)包括分别与所述P型掺杂区和N型掺杂区接触的第一部分和第二部分，所述第一部分的金属材料和所述第二部分的金属材料均包括银、铜、锡中的至少一种，或者
所述第一部分的金属材料和所述第二部分的金属材料不同；优选地，所述金属网格保护层(9)的厚度为1～10nm，且所述金属网格保护层(9)的至少部分填充于所述金属网格导电膜层(5)的网格间隙中。4.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：在硅片(1)的第一主表面一侧形成第一掺杂硅层(4)；在所述第一掺杂硅层(4)背向所述硅片(1)一侧形成金属网格导电膜层(5)；在所述金属网格导电膜层(5)背向所述硅片(1)一侧形成金属电极(8)，且使所述金属电极(8)和所述金属网格导电膜层(5)电连接。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏月，丁佳卫，商林太，
申请(专利权)人：晶澳扬州太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：