提高破碎强度的PERC电池和太阳能电池组件的制作方法

提高破碎强度的perc电池和太阳能电池组件
技术领域
1.本技术属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种提高破碎强度的perc电池和太阳能电池组件。


背景技术：

2.相关技术中，perc电池以其高效率和低成本的优势，在逐步取代常规晶体硅bsf电池。而硅片的薄片化是行业发展的大趋势。但是，薄片带来了perc 电池破碎强度(三点弯折或四点弯曲)的下降，从而影响到组件机械载荷强度。基于此，如何提高perc电池的破碎强度，成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术提供一种提高破碎强度的perc电池太阳能电池组件，旨在解决如何提高perc电池的破碎强度的问题。
4.第一方面，本技术提供一种提高破碎强度的perc电池，包括电池基片和设于所述电池基片的背面电路，所述电池基片形成有激光开设的连接孔，所述连接孔贯穿所述电池基片的钝化层，所述背面电路通过所述连接孔接触所述电池基片的硅基底，所述连接孔的孔径的范围为25μm
‑
30μm，所述连接孔的深度的范围为20μm
‑
30μm。
5.可选地，所述电池基片呈正方形且边长为210mm，所述背面电路包括背面细栅，所述背面细栅的线宽的范围为120μm
‑
130μm。
6.可选地，所述背面细栅的线宽为125μm。
7.可选地，所述背面细栅的数量范围为190
‑
200根。
8.可选地，所述背面细栅的数量为198根。
9.可选地，相邻两根所述背面细栅的间距的范围为0.8
‑
1.2mm。
10.可选地，相邻两根所述背面细栅的间距为1.0582mm。
11.可选地，所述背面细栅的高度的范围为25
‑
35μm。
12.可选地，所述连接孔的孔径为27μm。
13.第二方面，本技术提供一种太阳能电池组件，包括上述任一项所述的电池。
14.本技术实施例的提高破碎强度的perc电池中，由于孔径和深度在前述范围，故可以改善激光开孔造成的机械损伤和应力集中，有利于提高perc电池的破碎强度。
附图说明
15.图1是本技术实施例提供的提高破碎强度的perc电池的结构示意图；
16.图2是本技术实施例提供的提高破碎强度的perc电池的结构示意图；
17.图3是本技术实施例提供的提高破碎强度的perc电池的结构示意图；
18.图4是本技术实施例提供的提高破碎强度的perc电池的背面细栅的结构示意图；
19.图5是本技术实施例提供的提高破碎强度的perc电池的示例一和示例二的最大弯
曲强度的箱线图。
具体实施方式
20.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
21.现有技术中，perc电池破碎强度较低。本技术实施例的提高破碎强度的perc电池的制作方法，由于连接孔的孔径的范围为25μm
‑
30μm，连接孔的深度的范围为20μm
‑
30μm，故可以改善激光开孔造成的机械损伤和应力集中，有利于提高perc电池的破碎强度。
22.请参阅图1，本技术实施例提供的提高破碎强度的perc电池10，包括电池基片11和设于电池基片11的背面电路，电池基片11形成有激光开设的连接孔111，连接孔111贯穿电池基片11的钝化层112，背面电路通过连接孔111 接触电池基片11的硅基底113，连接孔111的孔径的范围为25μm
‑
30μm，连接孔111的深度的范围为20μm
‑
30μm。
23.本技术实施例的提高破碎强度的perc电池10，由于连接孔111的孔径的范围为25μm
‑
30μm，连接孔111的深度的范围为20μm
‑
30μm，故可以改善激光开孔造成的机械损伤和应力集中，有利于提高perc电池10的破碎强度。
24.具体地，在本实施例中，背面电路包括背面细栅12。perc电池10为双面电池。在其他的实施例中，perc电池10可为单面电池，背面电路可为背电场。
25.具体地，在本实施例中，电池基片11呈正方形且边长为210mm。如此，由于电池的尺寸较大，容易破碎，故可以显著提高大尺寸电池的破碎强度。
26.具体地，连接孔111的孔径例如为25μm、26μm、27μm、28μm、29μ m、30μm。如此，通过控制连接孔111的孔径，避免了孔径过小导致背面细栅 12与硅基底的欧姆接触效果较差，也避免了孔径过大导致机械损伤较大和应力集中，可以增强背面细栅12框架的金属结构，有利于提高perc电池10的破碎强度。
27.在本实施例中，连接孔111的孔径为27μm。如此，在保证背面细栅12 与硅基底的欧姆接触良好的同时，提高perc电池10的破碎强度的效果最好。
28.具体地，连接孔111的深度例如为20μm、21μm、22μm、23μm、25μ m、26μm、27μm、28μm、30μm。如此，通过控制连接孔111的深度，避免了深度过小导致背面细栅12与硅基底的欧姆接触效果较差，也避免了深度过大导致的机械损伤较大和应力集中，可以增强背面细栅12框架的金属结构，有利于提高perc电池10的破碎强度。
29.在本实施例中，连接孔111的孔径为25μm。如此，在保证背面细栅12 与硅基底的欧姆接触良好的同时，提高perc电池10的破碎强度的效果最好。
30.在本实施例中，可利用激光在电池基片11形成连接孔111。如此，可以准确高效地对电池基片11进行开孔，有利于提高生产效率和perc电池10的品质。激光可为绿光，波长为532nm，脉冲宽度为纳秒。
31.具体地，激光的功率的范围为25w
‑
30w。例如为25w、26w、27w、28w、 29w、30w。在本实施例中，激光的功率为30w。如此，有利于提高perc电池 10的破碎强度。
32.具体地，激光打孔的深度的范围为10μm
‑
15μm。例如为10μm、11μm、 12μm、13μm、14μm、15μm。可以理解，由于印刷后烧结时铝会扩散，激光打孔的深度在前述范围，可以使得烧
结后，铝扩形成深度范围为20μm
‑
30 μm的连接孔111。
33.请参阅图2，具体地，电池基片11可包括正面栅线114、正面膜层115、硅基底113和钝化层112。
34.正面栅线114可为银栅线、铝栅线、铜栅线或其他类型的栅线，在此不对正面栅线114的具体类型进行限定。正面栅线114的数量、间距、高度、宽度可与背面细栅12相同。关于正面栅线114的解释和说明，可参照对于背面细栅 12的解释和说明，为避免冗余，在此不再赘述。
35.请参阅图3，正面膜层115可包括依次层叠设置的减反层1151、防护层1152 和扩散层1153。
36.减反层1151可形成有开口，正面栅线114可通过减反层1151的开口接触防护层1152。如此，避免减反层1151阻挡正面栅线114和防护层1152的接触，保证电流可从防护层1152流向正面栅线114。
37.减反层1151可包括sinx薄膜。如此，可以减少perc电池10对太阳光的反射，使得perc电池10吸收更多的太阳光，以激发出更多的电子和空穴，形成电流。
38.防护层1152可包括透明导电层，并可将正面栅线114与扩散层1153隔开。如此，由于防护层1152可导电，故不会阻断电流，可保证perc电池10的正常工作。由于防护层1152呈透明状，故不会导致perc电池10获取的太阳光减少，有利于提高光电转换效率。由于防护层1152隔开正面栅线114与扩散层 1153，故可以降低正面栅线114的浆料烧穿pn结的风险，有利于提高perc 电池10的品质。
39.硅基底可为p型单晶硅，扩散层1153可为n型扩散层1153。可对p型单晶硅片的正面进行磷扩散，以形成n型的扩散层1153。另外，硅基底可形成有绒面。如此，通过绒面减少perc电池10对太阳光的反射，有利于提高光电转换效率。
40.钝化层112包括sinx薄膜、alox薄膜、siox薄膜、sioxny薄膜、非晶硅薄膜中的至少一种。如此，可以减小复合速率，提高少数载流子寿命，有利于提高perc电池10的光电转换效率。
41.具体地，可对硅片进行制绒、扩散、局部重扩散、刻蚀、正面膜层115的沉积、背面钝化和激光开孔形成电池基片11，可对电池基片11进行丝网印刷和烧结，形成提高破碎强度的perc电池10。
42.在本实施例中，电池基片11为p型单晶硅片。可以理解，在其他的实施例中，电池基片11也可为n型硅片。具体地，p型单晶硅片的边长为166mm，电阻率为0.7
‑
0.9ohm
·
cm。
43.在制绒前，可清洗电池基片11，以去除去除电池基片11的损伤层和表面油污。具体地，可使用体积浓度为10％的koh药液对电池基片11进行粗抛处理，去损伤层。可使用体积浓度为2％的koh和体积浓度为10％的h2o2混合液对电池基片11进行清洗，去除表面油污。如此，可以避免损伤层和表面油污对制绒产生不利影响，有利于保证制绒效果。
44.在制绒时，可对p型单晶硅片进行碱制绒，使得p型单晶硅片的表形成金字塔状的减反射绒面。如此，可以减少太阳能电池对太阳光的反射，有利于提高太阳能电池的光电转换效率。具体地，可利用naoh溶液或koh溶液对p 型单晶硅片进行碱制绒。
45.在制绒后，可使用体积浓度为5％的hf清洗电池基片11，以中和电池基片 11表面残留的碱液并去除电池基片11表面的杂质。如此，可以避免残留的碱液和杂质对后续的制
作产生不利影响。
46.在扩散时，可对电池基片11进行磷扩散。具体地，可采用管式磷扩散的工艺进行磷扩散。进一步地，将电池基片11至于扩散炉，控制温度为760℃，采用pocl3对电池基片11的正面进行磷扩散，以形成n型扩散层1153，使电池基片11的方阻为145ohm/sq，扩散后自然形成的磷硅玻璃作为电池基片11正面的掩膜，实现背面去除发射结以及抛光的目的。
47.在局部重掺杂时，可采用激光，利用磷硅玻璃作为掺杂源实现选择性发射结，激光掺杂区的方阻为85ohm/sq。如此，实现对扩散后的电池基片11进行局部重扩散。具体地，激光可为绿光，波长为532nm。
48.在刻蚀时，可采用湿法在线滚轮式设备，去除电池基片11背面的磷硅玻璃，实现背面抛光，然后去除电池基片11正面的磷硅玻璃，并采用hf溶液清洗电池基片11。如此，实现对电池基片11的刻蚀，可以防止短路。可以理解，虽然仅在电池基片11的正面进行磷扩散形成磷硅玻璃，但是磷硅玻璃会渗透进入电池基片11的背面，所以也要去除电池基片11背面的磷硅玻璃。
49.在钝化时，可利用离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemicalvapor deposition，pecvd)沉积钝化层112。如此，镀膜时所需的基本温度较低，沉积的速率较快，效率较高，形成的钝化膜针孔较少，不易龟裂，质量较好，有利于提高生产效率和电池性能。
50.请参阅图4，可选地，电池基片呈正方形且边长为210mm，背面电路包括背面细栅12，背面细栅12的线宽a的范围为120μm
‑
130μm。例如为120μ m、121μm、122μm、124μm、125μm、126μm、128μm、129μm、130μ m。
51.如此，通过控制perc电池10背面细栅12的线宽，避免了线宽过大导致电池无法正常工作，也避免了线宽过小导致金属覆盖面积较小，可以增强背面细栅12框架的金属结构，有利于提高perc电池10的破碎强度。
52.在本实施例中，背面细栅12的线宽a为125μm。如此，在保证perc电池10正常工作的同时，提高perc电池10的破碎强度的效果最好。
53.可选地，背面细栅12的数量范围为190
‑
200根。例如为190根、191根、 194根、195根、196根、198根、200根。
54.如此，通过控制背面细栅12的数量，避免了数量过多而导致电池无法正常工作，也避免了数量过少而导致金属覆盖面积较小，可以增强背面细栅12框架的金属结构，有利于提高perc电池10的破碎强度。
55.在本实施例中，背面细栅12的数量为198根。如此，在保证perc电池 10正常工作的同时，提高perc电池10的破碎强度的效果最好。
56.可选地，相邻两根背面细栅12的间距b的范围为0.8
‑
1.2mm。例如为 0.8mm、0.9216mm、0.9733mm、1.0582mm、1.1226mm、1.1533mm、1.1958mm、 1.2mm。
57.如此，通过控制相邻两根背面细栅12的间距，避免了间距过大而导致间隔的区域强度较差，也避免了间距较小而导致栅线混乱电池无法正常工作，可以增强背面细栅12框架的金属结构，有利于提高perc电池10的破碎强度。
58.可选地，相邻两根背面细栅12的间距b为1.0582mm。如此，在保证perc 电池10正常工作的同时，提高perc电池10的破碎强度的效果最好。
59.可选地，背面细栅12的高度的范围为25
‑
35μm。例如为25μm、26μm、 27μm、29μm、30μ
m、31μm、33μm、34μm、35μm。
60.如此，通过控制背面细栅12的高度，避免了高度过大而导致电池过厚或无法正常工作，也避免了高度过小而导致强度较差，可以增强背面细栅12框架的金属结构，有利于提高perc电池10的破碎强度。
61.在本实施例中，背面细栅12的高度为30μm。如此，在保证perc电池 10正常工作的同时，提高perc电池10的破碎强度的效果最好。
62.可选地，可采用预设网版印刷背面细栅12。在本实施例中，预设网版的网布目数为325inch。预设网版的网布线径为16μm。预设网版的线宽为125
±
5 μm。预设网版的膜厚为17
±
1μm。预设网版的纱厚为28
±
1μm。预设网版的总厚为45
±
2μm。预设网版的张力为24
±
2n。
63.本技术提供一种太阳能电池组件，包括上述任一项的电池。
64.本技术实施例的太阳能电池组件，由于连接孔111的孔径的范围为25μ m
‑
30μm，连接孔111的深度的范围为20μm
‑
30μm，故可以改善激光开孔造成的机械损伤和应力集中，有利于提高perc电池10的破碎强度。
65.请注意，关于太阳能电池组件的解释和说明请参照前文关于提高破碎强度的perc电池10的解释和说明，为避免冗余，在此不再赘述。
66.在一个例子中，也即是示例一中，激光的功率为27w，激光开孔的孔径从左至右依次为27.32μm、28.43μm和25.94μm，网版设计的线宽为125μm，背面细栅的实际线宽为125μm。左侧孔和中间孔的中心的距离为38.92μm。
67.在另一个例子中，也即是示例二中，激光的功率为(30w,50w]，激光开孔的孔径从左至右依次为35.88μm和36.71μm，网版设计的线宽为90
‑
115μm，铝背场的实际线宽为130μm。两个孔的中心的距离为40.71μm。
68.请参阅图5，图5是示例一和示例二的perc电池10的最大弯曲强度的箱线图。显然，示例一的perc电池10的破碎强度(三点弯折)提升了20mpa。
69.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。