具有背面介电覆层的太阳能电池及其制造方法技术

太阳能电池（11；21；31），其具有设置在太阳能电池（11；21；31）的背面的介电覆层；所述介电覆层至少部分地被至少一个平面触头（12；22；32）所覆盖，而该所述至少一个平面触头（12；22；32）的一条边界线（14；24；34）具有至少一个凹处（16a，16b；26a，26b，26c）。还提供了用于制造该太阳能电池的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有背面介电覆层的太阳能电池及其制造方法
本专利技术涉及一种太阳能电池和一种用于生产太阳能电池的方法。
技术介绍
在根据现有技术生产的太阳能电池中，经常在太阳能电池的背面（即工作时背对入射光的一面）提供介电覆层，作为对光的长波分量的光学镜。最先进的生产方法甚至在用于制作太阳能电池的太阳能电池基底上的发射极扩散之前就施加了介电覆层，且该介电覆层随后被用作阻止发射极掺杂物扩散进入太阳能电池基底的背面的扩散阻挡层。另外，该介电覆层可在正面（即工作时太阳能电池基底对着入射光的一面）的纹理蚀刻之前被施加，并被用作阻止对太阳能电池基底的背面的蚀刻的蚀刻阻挡层。在德国专利申请第102010025983.7号中描述了这样的有利的生产方法。介电覆层通常是利用化学汽相淀积（CVD）方法施加的，尤其是借助等离子体加强化学汽相淀积（PECVD）方法。在此情况下，太阳能电池基底被设置在被称为船的保持装置上，而船被放置在一个涂覆设备中以把覆层加到太阳能电池基底上。太阳能电池基底经常以大体纵向的方式被排列在船上，即基底的背面所在平面大体上沿着纵轴延伸。这种船因而被称为纵向船。为了尽可能全面地把介电覆层淀积到太阳能电池基底的整个背面上，纵向船带有保持圈，其被称为保持销，太阳能电池基底被邻接在这些保持销上，且它们的正面对着一个大体纵向延伸的板。这些保持圈通常用陶瓷或石墨杆制成。现在知道的是，在制成的太阳能电池位于保持圈周围的区域中可能有局部短路，这影响了电池的效率。已经发现，这是由于保持圈的掩盖效应，该效应会使得保持圈周围区域中的介电覆层比其他部分的介电覆层更薄。如果有随后的发射极扩散，其结果是保持圈周围区域中的掺杂物可能局部地通过该更薄的介电覆层进入到太阳能电池基底的背面。这与设置在太阳能电池基底的背面上的触头一起，会造成所述局部短路。如果在发射极扩散之前所述介电覆层被用作蚀刻阻挡层（例如在上述纹理蚀刻中），这种危险会加大。这是由于，在这种性质的蚀刻步骤中，介电覆层会受到攻击并被所用的蚀刻介质进一步变薄。通过把太阳能电池基底设置在水平船而非纵向船上，可以避免上述问题，因为那样太阳能电池基底将平躺在板上且这意味着不再需要保持圈。然而，实际结果却是，与在纵向船上的太阳能电池基底相比，水平船上只有一半多的太阳能电池基底能够得到涂覆。因而水平船的使用伴随着生产成本的显著加大。避免上述问题的另一方式，是把太阳能电池基底置于带有间接等离子体的涂覆设备中。然而，实际结果是，在这样的涂覆设备中施加的介电覆层不如在直接等离子体的涂覆设备中产生的介电覆层厚。由于不够厚，用间接等离子体生产的介电层不那么适合作为扩散或蚀刻阻挡层。这妨碍了它们在上述现代太阳能电池生产方法中的用途。上述问题也可通过在太阳能电池基底的背面施加宽度较小和高度较低的触头，而得到避免。但如实际结果已经表明的，触头的宽度和高度必须减小得很多，才能可靠地防止阴影区的接触。而且，接触面积的显著减小还导致了由于电阻的加大而引起的效率损失。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术的一个目的是提供一种太阳能电池，该太阳能电池的背面带有介电覆层，且该太阳能电池具有改善的效率并能够被经济地制造。根据本专利技术的一个方面，上述目的得到了实现。根据本专利技术的其他方面，提供了各种有利的改进。本专利技术的另一目的，是提供一种方法，借助它能够经济地制造一种太阳能电池，在该太阳能电池的背面带有一种介电覆层，且该太阳能电池具有改善的效率。根据本专利技术的一个方面，上述的目的得到了实现。根据本专利技术的其他方面，提供了各种有利的改进。根据本专利技术的太阳能电池具有设置在该太阳能电池的背面的介电覆层。它可以是例如一个氧化物-氮化物覆层。该介电覆层至少部分地被至少一个平面触头所覆盖。该至少一个平面触头的一个边界线具有至少一个凹处。以此方式，在被所述至少一个凹处与所述至少一个平面触头分开的区域中，能够设置太阳能电池基底那些在介电覆层淀积期间被保持圈所掩盖的区域。因而，这些区域中的局部短路能够得到防止。另外，所述至少一个凹处只会使平面触头的总面积有略微的减小，从而可以实现太阳能电池的效率的改进。在本专利技术的场合，太阳能电池的背面，指的是当太阳能电池处于工作状态时太阳能电池背向入射光的大面积的一面。大面积的面是太阳能电池的背面和正面，它们与太阳能电池的小面积的边相区别。触头在此指的是一种金属覆层，通过它太阳能电池能够得到电连接。有利地，所述介电覆层在太阳能电池的背面上被所述至少一个凹处与所述平面触头分开的一个区域的至少一部分中具有一个厚度，该厚度小于其最大厚度的50％，优选地是小于其最大厚度的30％，且特别优选地是小于其最大厚度的10％。这使得能够通过有效防止局部短路而有效地改善效率。在另一变形实施例中，太阳能电池背面上被所述至少一个凹处与所述平面触头分开的一个区域至少部分地不带有所述介电覆层。因而，在被所述至少一个凹处与所述平面触头分开的背面区域的至少一部分中完全没有介电覆层。这种变形已经被证明是有效的，特别是在与介电覆层在太阳能电池正面的纹理蚀刻期间的蚀刻阻挡层用途有关的方面上。由于在纵向船中，一般提供两至三个保持圈，所以所述边界线优选地具有两个且特别优选地具有三个凹处。这些凹处被以这样的方式设置，即，它们把这些区域与平面触头的在介电覆层淀积期间被保持圈掩盖的区域分开。有利地，所述边界线具有几个凹处，且这些凹处相对于在所述平面触头的一个平面中延伸的一条直线镜面对称地设置。在纵向船中，以部分镜象的方式设置所述保持圈可以是有利的，例如，如果保持圈通过纵向船的一个大体纵向的板并在该板的两侧被用作保持圈。由于凹处的所述镜象对称设置，在介电覆层淀积期间被所述保持圈所掩盖的区域可被设置在太阳能电池的凹处中，其中这些凹处中的一个被设置在纵向船的所述板的一侧且这些凹处中的另一个被设置在所述板的另一侧。因而，设置了总共优选地是四个且特别优选地是六个的凹处。实际中，采用现有技术的一种印刷工艺施加的一种平面触头是有效的，特别是采用屏网印刷施加的一种触头。例如，所述平面触头可通过屏网印刷基于铝的糊，而得到形成。优选地，该太阳能电池被设计为一种硅太阳能电池。它可以是单晶硅或多晶硅太阳能电池。在根据本专利技术的该方法中，通过使太阳能电池基底与保持圈邻接，而使太阳能电池被设置在一种保持装置上。然后，该保持装置被置于一个涂覆设备上，且诸如一种氧化物-氮化物覆层的介电覆层被淀积到该太阳能电池基底的背面。然后，一个平面触头被加到该介电覆层的至少部分上。在把平面触头加到介电覆层的至少部分上的该过程中，在介电覆层淀积期间被保持圈所掩盖的那些区域没有被施加平面触头。因此，在介电覆层淀积期间被掩盖的区域中没有被加上平面触头。在此，被掩盖的区域指的是这样的区域，即：这些区域中介电覆层的淀积被保持圈或其他掩盖物以这样的方式所阻止，即使得淀积的介电覆层的厚度被减小或者根本就没有出现介电覆层。利用根据本专利技术的该方法，被掩盖的区域中局部短路的形成被经济地阻止，且制成的太阳能电池的效率因此而得到改善。根据本专利技术的太阳能电池可利用根据本专利技术的该方法生产。有利地，纵向船被用作保持装置。在此情况下，纵向船指的是太阳能电池基底被基本上纵向地设置在其中的一种保持装置，即，太阳能电池基底的背面（或更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.15 DE 10201004843771.太阳能电池制造方法，其中：-一个太阳能电池基底被设置在具有至少一个保持圈的一个保持装置上(70)，所述太阳能电池基底与所述至少一个保持圈邻接，-所述保持装置被插入一个涂覆设备中且一种介电覆层被淀积在所述太阳能电池基底的背面(72)，-一种平面触头被施加(78)到所述介电覆层的至少一部分上，-当所述平面触头被施加(78)到所述介电覆层的至少某些部分上时，在所述介电覆层的淀积期间被所述保持圈掩盖的那些区域不受影响，-所述平面触头以这样的方式配置(78)，即其边界线具有至少一个凹处，且-所述平面触头以这样的方式被配置和设置(78)，即所述至少一个凹处使所述在介电覆层的淀积期间被保持圈掩盖的那些区域的至少一部分不被所述平面触头覆盖。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：一个纵向船被用作所述保持装置(70)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：为在介电覆层的淀积期间被保持圈掩盖的每一个区域设置一个凹处，且这些凹处中的每一个都以这样的方式得到配置和设置，即该凹处使在介电覆层淀积期间被相应的保持圈所掩盖的区域至少部分地不被所述平面触头覆盖。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述平面触头是印刷上去的。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述介电覆层是借助从气相的等离子体加强淀积而被淀积到所述太阳能电池基底的背面上的(72)，其中采用了直接等离子体。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在介电覆层的所述淀积之后，进行发射极扩散以在所述太阳能电池基底的正面上形成发射极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚斯·特佩，阿道夫·闵塞尔，简·薛昂，马赛厄斯·海恩，彼得·温特尔，
申请(专利权)人：森特瑟姆光伏股份有限公司，
类型：
国别省市：