一种全铝背场晶体硅电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种全铝背场晶体硅电池及其制备方法。该全铝背场晶体硅电池，包括硅片层（7），在硅片层（7）背面依次贴合有P+钝化层（5）和铝背导电层（4），该铝背导电层（4）上设有背电极（6）。该方法是首先在太阳电池背面的除边缘外所有位置印刷一层铝浆，然后印刷背电极，通过烧结使电极区形成P+钝化层；这种电池结构避免了银和硅片的直接接触，从而极大的降低了背电极区域的复合缺陷；可以大幅提高晶体硅电池的光电转换效率；与常规电池的制备方式相比，该种背电极不用考虑和背场的重叠面积，可以降低电极宽度，从而降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体硅电池的背场制备领域，具体说来是一种晶体硅电池及其制备方法。
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，通过电极可将电能输出。具有P型硅的太阳能电池结构，其负电极通常在电池的正面，而其正电极在背面。当光照射时，合适波长的辐射导致了半导体中产生空穴一电子对。在P-N结上存在的电势差使空穴和电子以相反的方向迁移穿过该结，从而产生了电流的流动，这种流动可将电能传递给外电路。 目前商业化的晶体硅电池仍然以常规电池为主，工艺流程较为简单，制造成本较为低廉，性价比较高。常规晶体硅电池的一般制备流程为去除损伤层与制备绒面一扩散制备PN结一采用等离子体或湿法刻蚀的方法去除边缘PN结一去除磷硅玻璃一采用PECVD方法在前表面沉积SiNx减反射膜一印刷背电极并烘干一印刷铝背场并烘干和印刷正电极一烧结使电极和背铝与硅形成欧姆接触一测试分选。方法简单可行，适用于产业化生产，成本低廉，有着较强的市场竞争力。该种电池如图I所示，有以下缺陷，主要是背电极直接印刷硅片上形成欧姆接触，银电极易在硅片内形成金属缺陷，使电极成为严重的漏电区域，降低了太阳能电池的光电转换效率；背电极边缘需要被铝背场覆盖，增加了背电极宽度，增加了背电极浆料成本。实验室开发的高效电池，无非是增加了制备工艺从而减小限制效率提高的因素，或采用昂贵设备提高工艺的精度以便提高效率。无论是增加制备工艺，还是采用高端设备，都会提高生产成本，不利于提高产品的市场竞争力。在不改变常规电池生产线的前提下提高效率是业内人士的普遍追求。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种可以显著提高电池效率的全铝背场晶体硅电池及其制备方法，该电池可以提高电池转换效率，降低电池成本；该制备方法可以在不改变常规生产线的前提下可以实现大规模生产，且不会提高生产成本。为达到以上目的，本专利技术的技术方案是 一种全铝背场晶体硅电池，包括硅片层，在硅片层背面依次贴合有P+钝化层和铝背导电层，该铝背导电层上设有背电极。所述背电极优选为锡电极。所述铝背导电层的厚度优选为10微米-30微米。全铝背场晶体硅电池的制备方法，选自以下两种方法之一 方法I的步骤是a)在镀完氮化硅减反射膜的硅片层背面印刷铝浆并烘干，烘干温度为180 °C -400 °C ； b)在硅片层表面印制银栅线作为正电极并在150°C-300°C下烘干； c)高温烧结，烧结温度为750°C-930°C，形成P+钝化层； d)在铝背导电层上印刷背电极浆料并在150°C-300°C下烘干； e)低温烧结，烧结温度为250°C -600°C，使得背电极和铝背导电层之间的附着力达3N以上，完成全铝背场晶体硅电池的制备； 方法2的步骤是 a)在镀完氮化硅减反射膜的硅片层背面附着铝浆并烘干，形成铝背导电层，烘干温度% 180 0C -400 0C ； b)在硅片层表面印制银栅线作为正电极并在150°C-300°C下烘干； c)高温烧结，烧结温度为750°C-930°C，形成P+钝化层； d)使用激光烧蚀、机械方法或腐蚀的方法在附着背电极的位置将铝背导电层上的表层去掉，形成去表层的窗口，所述被去除的表层厚度为O. I μ m -3 μ m ； e)在铝背导电层上印制背电极并在150°C-300°C下烘干； f)低温烧结，烧结温度为250°C-600°C，使得背电极和铝背导电层之间的附着力达3N以上，完成全铝背场晶体硅电池的制备。铝浆分两次或多次丝网印刷在电池的背面。制备背电极的浆料优选为烧结温度在250°C _600°C范围内的浆料。制备背电极的浆料优选为锡浆。制备背电极的浆料更优选由以下重量份的成分混合得到的粘度为45Pa. s_55Pa. s的浆料锡合金粉65份-80份，铅系玻璃粉I份_5份，有机载体15份-35份，表面活性剂I份_3份。所述有机载体优选选自基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯、氢化蓖麻油中的一种或几种；所述表面活性剂优选为表面活化剂司班85。下面对本专利技术做进一步的解释和说明 本方案所采用的铝浆可以是常规铝浆，背电极浆料需要熔点较低的金属制成的浆料例如锡浆。以保证在烧结时能够和铝浆混合形成较大的粘附力。本专利技术按照背电极的实际宽度设计背电极网版宽度，不用考虑电极覆盖问题。本专利技术需要铝浆的厚度优选为10微米-30微米为宜，要确保在烧结过程中背电极浆料不会透过铝浆和硅形成欧姆接触。与现有技术相比，本专利技术的优势在于 I、本专利技术通过丝网印刷方式制备全铝背场，没有增加任何设备与复杂工艺，唯一改变的是丝网印刷浆料与印刷、烧结工艺条件。2、通过制备全铝背场提高了电极区域的场钝化特性，减小载流子的复合；没有银扩散进硅基体，所以没有造成金属缺陷，即电极区不会产生漏电流，有利于提高电池的长波的光谱响应，降低电池漏电流，提高电池转换效率。3、与常规电池的制备方式相比，该种背电极不用考虑和背场的重叠面积，可以降低电极宽度，从而降低生产成本。附图说明图I是
技术介绍
中电池的结构示意 图2是本专利技术的全铝背场晶体硅电池结构示意 图3是实施例2的制备过程示意 图4是实施例3的制备过程示意 在图中 I一绒面，2 — N+层(富电子层)，3—氮化硅减反射膜， 4一招背导电层，5 — P+钝化层(多空穴层)， 6—背电极， 7 一娃片层，8—去表层的窗口。 具体实施例方式下面结合说明书和附图对本专利技术做进一步的解释和说明 实施例I 一种全铝背场晶体硅电池，如图2所示，包括硅片层7，在硅片层7背面依次贴合有P+钝化层5和铝背导电层4，该铝背导电层4上设有背电极6。所述背电极6为锡电极。所述铝背导电层的厚度为10微米-30微米。实施例2 一种全铝背场晶体硅电池的制备方法，制备过程如图3所示，步骤是 a)在镀完氮化硅减反射膜的硅片层背面附着铝浆并烘干，形成厚度为25微米的铝背导电层，烘干温度为240°C ； b)在硅片层表面印制银栅线形成正电极并在200°C下烘干； c)高温烧结，烧结温度为850°C，形成P+钝化层； d)在铝背导电层上附着锡浆做背电极并烘干，所述烘干温度为170°C； e)低温烧结，烧结温度为300°C，使得背电极和铝背导电层之间的附着力为3N，完成全铝背场晶体硅电池的制备。所述锡浆由以下重量份的成分混合得到的粘度为45Pa. s_55Pa. s的浆料按重量份，锡合金粉65份-80份，铅系玻璃粉I份_5份，有机载体15份-35份，表面活化剂司班85I份_3份；所述有机载体为基纤维素、松油醇、柠檬酸三丁酯、氢化蓖麻油按质量比I: I: I: I组成。实施例3 一种全铝背场晶体硅电池的制备方法，制备过程如图4所示，步骤是 a)在镀完氮化硅减反射膜的硅片层背面附着铝浆并烘干，形成铝背导电层，烘干温度为 250 0C ； b)在硅片层表面印制银栅线作为正电极并在200°C下烘干； c)高温烧结，烧结温度为900°C，形成P+钝化层； d)使用激光烧蚀、机械方法或腐蚀的方法在附着背电极的位置将铝背导电层上的表层去掉，形成去表层的窗口，所述去表层的厚度为O. I μ m -3 μ m ；e)在铝背导电层上丝网印刷上银浆做背电极并烘干，诉述的烘干温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全铝背场晶体硅电池，包括硅片层（7），其特征是，在硅片层（7）背面依次贴合有P+钝化层（5）和铝背导电层（4），该铝背导电层（4）上设有背电极（6）。

【技术特征摘要】
1.一种全铝背场晶体硅电池，包括硅片层(7)，其特征是，在硅片层(7)背面依次贴合有P+钝化层(5)和铝背导电层(4)，该铝背导电层(4)上设有背电极(6)。2.根据权利要求I所述全铝背场晶体硅电池，其特征是，所述背电极(6)为锡电极。3.根据权利要求I或2所述全铝背场晶体硅电池，其特征是，所述铝背导电层的厚度为10微米-30微米。4.权利要求1-3之一所述全铝背场晶体硅电池的制备方法，其特征是，选自以下两种方法之一 方法I的步骤是 a)在镀完氮化硅减反射膜的硅片层背面印刷铝浆并烘干，烘干温度为180°C-400°C ； b)在硅片层表面印制银栅线作为正电极并在150°C-300°C下烘干； c)高温烧结，烧结温度为750°C_930°C，形成P+钝化层； d)在铝背导电层上印刷背电极浆料并在150°C-300°C下烘干； e)低温烧结，烧结温度为250°C-600°C，使得背电极和铝背导电层之间的附着力达3N以上，完成全铝背场晶体硅电池的制备； 方法2的步骤是 a)在镀完氮化硅减反射膜的硅片层背面附着铝浆并烘干，形成铝背导电层，烘干温度% 180 0C -400 0C ； b)在硅片层表面印制银栅线作为正电极并在150°C-300°C下烘干； c)高温烧结，烧结温度为750°C_930°C，形...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭进，姬常晓，刘文峰，任哲，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：