一种具有激光处理层的太阳能电池结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有激光处理层的太阳能电池结构，激光处理层位于电池绒面所在的正面，其正面结构包括硅基体及由内向外依次设置扩散层、激光处理层、氧化层、钝化膜层、金属电极。所述的硅基体为P型硅基体或N型硅基体，所述的氧化层的材质为二氧化硅。本实用新型专利技术提供的一种具有激光处理层的太阳能电池结构，通过在传统的烧结工序后增加了激光处理工艺，利用激光扫描电池片表面，能够有效降低金属电极和硅基体之间的接触电阻，并且对于表面钝化层没有任何影响，提高了电池的开路电压和填充因子，最终提升了转换效率。此工艺方法简单，投资成本少，适合于整合在工业化生产中。适合于整合在工业化生产中。适合于整合在工业化生产中。

【技术实现步骤摘要】
一种具有激光处理层的太阳能电池结构


[0001]本技术属于太阳能电池
，具体涉及一种具有激光处理层的太阳能电池结构。

技术介绍

[0002]随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的迅猛发展，世界范围内的能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的重要问题，大力发展可再生无污染的能源十分迫切。而太阳能的取之不尽、用之不竭以及无污染的特性受到越来越多政府和人们的重视，光伏技术不断的发展，作为将太阳能转化为电能的半导体器件的太阳能电池产品也得到了快速的开发。
[0003]近年来，传统的PERC技术以及新的Topcon，HJT，IBC等技术迅速发展，一次又一次地突破了电池效率的上限。
[0004]提升太阳能电池效率一直是行业内永恒不变的话题，其中电池正面金属化区域的接触复合是决定和影响电池转换效率最主要的因素之一，如何确保在良好的欧姆接触条件下，进一步降低正面金属化区域的接触复合，提升转换效率，成为目前电池技术的难点之一。

技术实现思路

[0005]技术目的：本技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种具有激光处理层的太阳能电池结构，通过在传统的烧结工序后增加了激光处理工艺，利用激光扫描电池片表面，能够有效降低金属电极和硅基体之间的接触电阻，并且对于表面钝化层没有任何影响，提升了电池的转换效率。
[0006]技术方案：本技术所述的一种具有激光处理层的太阳能电池结构，所述电池正面结构包括硅基体，扩散层，激光处理层，氧化层，钝化膜层，金属电极，所述硅基体正面由内至外依次设有所述扩散层，激光处理层，氧化层，钝化膜层，所述硅基体上还设有金属电极。
[0007]在一些实施方式中，所述硅基体为P型或者N型硅片。
[0008]在一些实施方式中，所述扩散层为磷扩散层或者硼扩散层。
[0009]在一些实施方式中，所述氧化层为二氧化硅层，氧化层的厚度为3
‑
8nm。
[0010]在一些实施方式中，所述钝化膜层为复合介质层，包括氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层和氧化硅层中的一种或多种，复合介质层的厚度为60
‑
90nm。
[0011]在一些实施方式中，所述激光处理层处理激光的波长为635~914nm，激光光斑的形状为方形，光斑大小为20~200um。
[0012]在一些实施方式中，所述激光处理层处理激光的电压为10~30V，功率为35~100%。
[0013]在一些实施方式中，所述激光处理层处理激光的的扫描速度为30~150mm/s，激光振镜旋转速度600~2000L/s，扫描单片电池片的时间为1.0~3.0秒。
[0014]有益效果：本技术通过在传统的烧结工序后增加了激光处理工艺，利用激光扫描电池片表面，激光波长采用了635~914nm，可以有效地被硅基体吸收，并且不会对钝化层产生损伤；通过这样一个后激光处理，有效降低了金属电极和硅基体之间的接触电阻，并且对于表面钝化层没有任何影响，提高了电池的开路电压和填充因子，最终提升了转换效率。
附图说明
[0015]图1为本技术一个实施例的电池结构示意图；
[0016]图2为本技术另一个实施例的电池结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0020]下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。
[0021]本技术的原理：首先由激光发出的激光束在电池耗尽区诱导载流子并在反向偏置条件下产生局部电流，电流的优先路径是局部低电阻路径，其存在于Ag栅线下方的发射极和Ag电极之间。但是低电阻接触点只占了总接触界面面积的一小部分，因此，总电流将沿着具有低电阻电流路径的小面积部分流动，并导致较高的电流密度，这些路径可以在绒面金字塔的顶部或附近找到。
[0022]接着，在接触形成的第二阶段，高电流密度将导致大的功率损失，从而在接触界面处产生热点。由于局部产生的热量，在该热点处发生电流诱发的烧结，并且Ag和Si开始相互扩散。
[0023]最后，在烧结接触点的降温阶段，载流子的局部光学激发将在一个时间间隔内被诱导产生。随后，电流诱导的热效应将延伸到微秒至毫秒的范围内。由于在熔融接触点附近，温度会相对低得多，温度将因为周围Ag和Si材料的散热增强而迅速降低，最终形成了较低的Ag/Si欧姆接触。
[0024]通过这样一个后激光处理，有效降低了金属电极和硅基体之间的接触电阻，并且对于表面钝化层没有任何影响，提高了电池的开路电压和填充因子，最终提升了转换效率。
[0025]实施例1
[0026]如图1所示，一种具有激光处理层的太阳能电池结构，所述电池正面结构包括P型硅片1，磷扩散层2，激光处理层Ⅰ3，氧化层Ⅰ4，钝化膜层Ⅰ5，金属电极Ⅰ6，所述P型硅片1正面由内至外依次设有所述磷扩散层2，激光处理层Ⅰ3，氧化层Ⅰ4，钝化膜层Ⅰ5，所述P型硅片1上还设有金属电极Ⅰ6。
[0027]本实施例的电池具体制备工艺如下：
[0028]1）选取P型硅片，电阻率为0.7Ω.cm，用碱溶液及制绒添加剂对硅片进行制绒；
[0029]2）使用三氯氧磷为磷源进行扩散，形成磷扩散层；
[0030]3）激光掺杂：制备选择发射极，用激光对硅片正表面进行重掺杂；
[0031]4）背面抛光：化学清洗去除磷硅玻璃以及边缘PN结，并在背面进行抛光；
[0032]5）退火：使用管式炉进行退火，形成表面氧化层，氧化层厚度4nm；
[0033]6）正背面钝化：背面制备氧化铝及氮化硅膜，正面制备钝化膜层5
‑
氮化硅膜，膜厚为78nm；
[0034]7）激光开口：形成背面局部接触；
[0035]8）印刷背面银浆、背面铝浆以及正面银浆，正面银浆使用常规的浆料；
[0036]9）烧结：将常规的烧结温度曲线峰值温度下降30℃进行烧结，形成初步的欧姆接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有激光处理层的太阳能电池结构，其特征在于：所述电池的正面结构包括硅基体，扩散层，激光处理层，氧化层，钝化膜层，金属电极，所述硅基体正面由内至外依次设有所述扩散层，激光处理层，氧化层，钝化膜层，所述硅基体上还设有金属电极；所述激光处理层处理激光的波长为635~914nm，激光光斑的形状为方形，光斑大小为20~200um；所述激光处理层处理激光的电压为10~30V，功率为35~100%；所述激光处理层处理激光的扫描速度为30~150mm/s，激光振镜旋转速度600~2000L/s，扫描单片电池片的时间为1.0~3.0秒。2.根据权利要求1所述的一种具...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔美丽，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：新型
国别省市：