背接触太阳能电池及其制备工艺、叠层电池、光伏组件的制作方法

本技术涉及光伏领域，特别涉及一种背接触太阳能电池及其制备工艺、叠层电池、光伏组件。

背景技术：

1、背接触（back contact，bc）太阳能电池因其正背面电极均位于背面、正面无金属栅线遮挡光吸收层的特点，能够明显提升电池的光学利用率，从而获得更高的短路电流和转换效率。bc电池的核心工艺难点在于背面复杂的叉指状电极图形化及金属化过程，特别是p型电极和n型电极的精准区分与高质量欧姆接触的构建。

2、目前，太阳能电池金属化主要采用丝网印刷技术，传统银浆因其优异的导电性和成熟的工艺体系占据主导地位。然而，随着银价持续高位运行，银耗量已成为制约光伏降本的关键因素。为了降低银用量，铝-银复合浆料或纯铝浆料的替代方案备受关注。铝资源丰富且成本低廉，且能够有效降低金属化成本。然而，bc电池的金属化工艺仍需针对性优化。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种背接触太阳能电池及其制备工艺、叠层电池、光伏组件，以解决现有技术中铝带银复合电极存在铝刺导致电池效率和寿命衰减的问题。

2、根据本技术一些实施例，本技术实施例一方面提供一种背接触太阳能电池的制备工艺，该制备工艺包括：获取电池基底，在电池基底上印刷导电材料后进行第一干燥、烧结和退火处理，形成电极，得到背接触太阳能电池；其中，导电材料包括第一铝粉、银包铝粉、玻璃粉和激光敏感性添加剂；银包铝粉包括铝核和包覆在铝核外表面的银层；激光敏感性添加剂包括复合金属氧化物，复合金属氧化物中的金属元素选自铟元素、锡元素、锌元素、钛元素和锶元素中的至少两种；电池基底表面划分交替设置的第一区和第二区，对第一区进行第一激光烧结；对第二区进行第二激光烧结；第一激光烧结的功率小于第二激光烧结的功率，第一激光烧结的扫描速度大于第二激光烧结的扫描速度。

3、在一些实施例中，第一铝粉为第一表面钝化后铝粉，第一表面钝化后铝粉的制备方法包括：将铝粉原料进行热处理，在铝粉原料的外表面形成第一钝化层；热处理的气氛为含氧气氛，热处理的温度为150~250℃，热处理的时间为30~90min；第一钝化层包括氧化铝，第一钝化层的厚度为5~15nm。

4、在一些实施例中，第一铝粉为第二表面钝化后铝粉，第二表面钝化后铝粉的制备方法包括：将铝粉原料浸入钝化试剂中进行搅拌后，进行过滤和第二干燥，在铝粉原料的外表面形成第二钝化层；钝化试剂为含有硅烷偶联剂和/或磷酸酯的溶液，钝化试剂的质量浓度为0.1~0.5%；搅拌的温度为20~30℃，搅拌的时间为20~60min；第二钝化层的厚度为5~15nm。

5、在一些实施例中，第一铝粉为球形铝粉，第一铝粉的d50粒径为1.5~3.5μm。

6、在一些实施例中，银包铝粉由第二铝粉浸渍在浸镀液中进行置换反应，在第二铝粉的表面沉积银层得到；其中，浸镀液为硝酸银和/或银氨溶液，浸镀液的ph值为9~11；置换反应的温度为45~55℃，置换反应的时间为45~75min。

7、在一些实施例中，银包铝粉的d50粒径为2.5~4.5μm；银包铝粉中银层的厚度为50~150nm。

8、在一些实施例中，激光敏感性添加剂选自纳米氧化铟锡、纳米氧化铟锌和纳米钛酸锶中的任意一种或多种，激光敏感性添加剂的d50粒径为20~100nm。

9、在一些实施例中，玻璃粉为铋系玻璃粉和/或碲系玻璃粉；其中，以重量份数计，铋系玻璃粉包括40~60份的bi2o3、15~30份的b2o3、10~20份的zno、5~15份的bao和1~5份的al2o3；以重量份数计，碲系玻璃粉包括45~65份的teo2、15~30份的bi2o3、10~20份的zno、2~8份的li2o和1~5份的na2o。

10、在一些实施例中，第一铝粉和银包铝粉的质量比为1：（0.3~1）；第一铝粉和银包铝粉的总质量、玻璃粉的质量和激光敏感性添加剂的质量之比为（65~85）：（3~8）：（0.5~5）。

11、在一些实施例中，烧结为激光烧结，激光烧结的激光波长为800~1100nm，激光烧结的光斑直径为30~100μm，激光烧结的功率为20~80w，激光烧结的扫描速度为500~3000mm/s。

12、在一些实施例中，第一激光烧结的功率为40~60w，第一激光烧结的扫描速度为1000~2000mm/s；第二激光烧结的功率为50~80w，第二激光烧结的扫描速度为800~1500mm/s。

13、在一些实施例中，退火处理的温度为350~450℃，退火处理的时间为5~20min；和/或，第一干燥的温度为100~150℃，第一干燥的时间为5~15min。

14、根据本技术一些实施例，本技术实施例另一方面提供一种背接触太阳能电池，该背接触太阳能电池由上述的背接触太阳能电池的制备方法制备得到。

15、根据本技术一些实施例，本技术实施例又一方面提供一种叠层电池，该叠层电池包括顶电池和底电池，该底电池为上述的背接触太阳能电池。

16、根据本技术一些实施例，本技术实施例又一方面提供一种光伏组件，该光伏组件包括：电池串、封装胶膜以及盖板；电池串由多个如上述的背接触太阳能电池，或如上述的叠层电池连接而成；封装胶膜用于覆盖电池串的表面；以及盖板，用于覆盖封装胶膜背离电池串的表面。

17、本技术实施例提供的技术方案至少具有以下优点：本技术提供的背接触太阳能电池制备工艺通过上述导电材料与分区激光烧结工艺配合，能够明显提高bc电池的金属化质量与光电转换效率。具体地，本技术采用铝基材料替代传统银基材料，能够明显降低成本。通过在导电材料中引入银包铝粉，利用银层作为导电桥梁和烧结促进剂，能够在降低成本的同时，降低接触电阻。添加激光敏感性添加剂能够增强导电材料对近红外激光的吸收，从而实现局部精准加热。在烧结的过程中，玻璃粉先熔融，形成的液态玻璃腐蚀掉硅基底表面的钝化层，为金属接触打开通道；银包铝粉的银层随后熔融润湿通过玻璃液铺展润湿裸露的硅表面，最后铝核熔融通过银液层向硅基底扩散形成银-铝-硅共晶合金化接触，通过激光烧结能够灵活调节铝扩散的深度，避免“铝刺”的问题，从而在保证低银耗的同时进一步提升电极的导电性能。通过对电池基底表面进行分区烧结，不同区域采用不同的激光烧结功率和扫描速度，能够通过差异化激光参数实现第一区和第二区的电极性能的分区调控，实现第一区中铝的扩散深度大于第二区中铝的扩散深度。第一区的第一激光烧结工艺采用相对低功率和相对高扫描速度，利用银壳熔融形成的液态界面促进铝适度扩散，形成低接触电阻的欧姆接触。第二区的第二激光烧结工艺采用相对高功率和相对低扫描速度，通过快速热输入促使银壳瞬间致密化，形成物理屏障并限制铝向硅内扩散，有效防止铝刺穿透。通过上述烧结工艺能够使第一区保持良好导电性的同时，更好地保护第二区的表面钝化质量，从而进一步提升电池的开路电压与填充因子。综上，本技术的背接触太阳能电池的制备工艺能够降低银的用量，同时通过以上烧结工艺优化实现高性能金属化，能够实现bc电池的大规模生产。