太阳能电池的制备方法及太阳能电池与流程

1.本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。


背景技术：

2.随着光伏产业技术的快速发展，国内外市场对电池效率的需求也在不断提高，这也促使众多厂商着力于高效电池的研究与开发。就晶体硅太阳能电池而言，perc电池通过在电池背面添加电介质钝化层来提高转换效率，相较于传统电池工艺，技术升级成本与量产难度较低，目前已成本业界主流的电池技术。
3.然而，现有的perc电池制备过程中多采用激光进行背面开槽，再进行铝浆/银铝浆印刷，并经烘干、烧结得到与硅基底背面局部接触的背场，以将电流导出。激光开槽过程中，不可避免会对硅基底背面造成一定程度的损伤，影响背钝化性能，也会造成电池串阻升高，转换效率降低，难以满足市场需求；另一方面，激光开槽设备也很大程度增大传统电池产线升级成本，工艺相对复杂。除此，业内也公开有适用于perc电池的烧穿型银铝浆，通过烧结穿透背面钝化膜并与硅基底相接触，但浆料成本较高，且对背面钝化膜层结构以及烧结工艺的要求也较高。
4.鉴于此，有必要提供一种新的太阳能电池的制备方法及太阳能电池。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池，能够简化工艺，降低生产设备需求与成本。
6.为实现上述目的，本技术提供了一种太阳能电池的制备方法，主要包括：
7.在硅基底的背场区域印刷背场浆料，烘干形成背电场；
8.在硅基底的背面制备背面钝化层；
9.在所述背面钝化层上印刷背极浆料，并经烧结形成穿过所述背面钝化层并与背电场相接触的背电极。
10.作为本技术实施例的进一步改进，所述硅基底采用p型硅片；所述背面钝化层的制备包括在所述硅基底的背面依次沉积al2o3膜或sin
x
膜。
11.作为本技术实施例的进一步改进，所述al2o3膜采用ald方法或pecvd方法沉积得到，且厚度设置为3～20nm；所述sin
x
膜采用pecvd方法沉积得到，其厚度设置为80～100nm。
12.作为本技术实施例的进一步改进，所述背电场包括沿第一方向延伸且沿垂直于第一方向的第二方向间隔排布的背面副栅、沿所述第二方向延伸并连接相邻所述背面副栅的背面主栅；所述背电极至少部分层叠设置在所述背面主栅上。
13.作为本技术实施例的进一步改进，所述制备方法还包括对硅基底依次进行表面处理、制结与清洗。
14.作为本技术实施例的进一步改进，所述“表面处理”是指采用koh或naoh或tmah的
水溶液对硅基底进行制绒，得到既定的金字塔状绒面结构；所述“制结”是指采用既定的掺杂源在所述硅基底正面扩散得到相应的扩散层，所述扩散层与硅基底的掺杂类型相反；所述“清洗”包括去除所述硅基底正面的玻璃层及对所述硅基底进行边缘刻蚀与背面抛光。
15.作为本技术实施例的进一步改进，所述制备方法还包括在硅基底正面制备减反射层；再于所述减反射层表面印刷正面电极浆料，并经前述烧结步骤得到相应的正面电极。
16.作为本技术实施例的进一步改进，所述背场浆料采用铝浆；所述背极浆料采用银浆。
17.本技术还提供一种采用如前所述的制备方法制得的太阳能电池。
18.本技术的有益效果是：本技术太阳能电池的制备方法通过调整背面钝化层与背电场的制备过程，所述背电场直接印制在硅基底上，无需对背面钝化层进行开窗处理，简化工艺，产线调整与升级更为方便，降低设备投入与生产成本。
附图说明
19.图1是本技术太阳能电池的结构示意图；
20.图2是本技术太阳能电池的背面结构示意；
21.图3是本技术太阳能电池的制备方法的主要流程示意图。
22.100-太阳能电池；1-硅基底；11-扩散层；2-减反射层；3-背面钝化层；4-正面电极；5-背电极；6-背电场；61-背面副栅；62-背面主栅；621-框部。
具体实施方式
23.以下将结合附图所示的实施方式对本技术进行详细描述。但该实施方式并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。
24.参图1所示，本技术提供的太阳能电池100包括硅基底1、分别设置在所述硅基底1两侧表面的减反射层2与背面钝化层3，所述硅基底1的正面形成有扩散层11。此处，所述硅片10采用p型硅片，所述扩散层11通常可采用磷掺杂制得。
25.结合图2所示，所述太阳能电池100还包括设置在所述硅基底1正面的正面电极4、设置在所述硅基底1背面的背电极5与背电场6，所述正面电极4、背电极5设置为银电极；所述背电场6则设为铝背场。此处，所述太阳能电池100为双面电池，即所述背电场6仅设置在所述硅基底1背面既定的背场区域，以进行表面电流的收集。
26.所述硅基底1采用p型硅片，通常采用的掺杂元素为硼。所述减反射层2的厚度通常设置为70～100nm，具体可由氮化硅膜和/或氧化硅膜和/或氮氧化硅膜构成。所述减反射层2还可设置呈层叠或渐变的膜层结构，在将所述减反射层2设置为层叠膜结构时，相互层叠的各膜层的折射率通常遵循自内向外逐层递减的方式设置。所述背面钝化层3包括依次层叠设置在所述硅基底1背面的al2o3膜或sin
x
膜。其中，所述al2o3膜较适于p型硅片的表面钝化，能够避免形成反转层，还会增加p型硅片表面的多子浓度，降低少子浓度，降低表面复合速率。通常地，所述al2o3膜的厚度设置为3～20nm；所述sin
x
膜的厚度设置为80～100nm。
27.所述背电场6包括沿第一方向延伸且沿垂直于第一方向的第二方向间隔分布的背面副栅61、沿所述第二方向延伸并连接相邻所述背面副栅61的背面主栅62；所述背电极5至
少部分层叠设置在所述背面主栅62上。本实施例中，所述背面主栅62设有若干框部621，所述背电极5沿第一方向相对设置的边缘位置层叠设置在所述框部621上且与所述框部621相导通，所述背电极5的中间部分则与所述硅基底1相接触。当然，在本发明的其它实施方式中，所述背电极5亦可完全层叠设置在所述背电场6上，即所述背电极5不与所述硅基底1相接触。
28.参图3所示，本技术还提供了上述太阳能电池100的制备方法，包括：
29.对硅基底1进行表面处理；
30.制结，采用既定的掺杂源在所述硅基底1正面扩散得到相应的扩散层11；
31.清洗，去除所述硅基底1正面的玻璃层，并对所述硅基底1进行边缘刻蚀与背面抛光；
32.在所述硅基底1的正面沉积制备减反射层2；
33.在硅基底1的背场区域印刷背场浆料，烘干形成背电场6；
34.在硅基底1的背面制备背面钝化层3；
35.在所述背面钝化层3上印刷背极浆料，烧结形成穿过背面钝化层3并与背电场6相接触的背电极5。
36.具体地，所述“表面处理”步骤包括先采用koh或naoh或tmah的水溶液对硅基底1进行双面碱制绒，优选可控制所述硅基底1表面的金字塔高度介于1～3μm。实际生产中，还可以在上述溶液中添加既定的制绒添加剂，改善硅基底1的绒面质量。
37.前述扩散层11通常可采用pocl3作为气态磷源，在p型硅片的正面扩散得到；所述扩散层11亦可采用离子注入等方法制得。
38.所述“清洗”通常可采用hf溶液去除所述硅基底1表面的磷硅玻璃层(psg)；并采用既定的酸/碱溶液进行边缘刻蚀与背面抛光，去除边结与背结。需要说明的是，前述背面抛光也可视为对所述硅基底1的背面进行二次制绒的过程。
39.所述减反射层2通常可采用pecvd方法制得，此处，所述减反射层2采用sin
x
膜，其兼具较好的光学性能与表面钝化效果。实际制备过程中，为提高所述减反射层2的膜层性能与减反射效果，并考虑该减反射层2在后续金属化制程中的“可烧穿”性能，可以对反应气体流量、反应时间、温度等工艺参数进行优化调节。所述背面钝化层3的制备包括在所述硅基底1的背面依次沉积al2o3膜或sin
x
膜，所述al2o3膜采用ald方法或pecvd方法沉积得到；所述sin
x
膜同样可采用pecvd方法沉积得到。还需说明的是，还可以在完成所述背电场6或背面钝化层3的制备后，再进行所述减反射层2的制备。
40.上述制备方法中，先完成背电场6的印制，再依次沉积背面钝化层3、印刷背极浆料。所述背面钝化层3覆盖在所述背电场6上，所述背极浆料在完成印刷时，其与背电场6分处于所述背面钝化层3的两侧，再经烧结蚀穿所述背面钝化层3并与所述背电场6相接触。此处，通过将背场浆料直接印刷在硅基底1背面，无需采用激光开槽等方法对背面钝化层3进行开窗处理，工艺得以简化，降低设备投入与生产成本。
41.当然，所述制备方法还包括在所述减反射层2表面印刷正面电极浆料，并经前述烧结步骤得到相应的正面电极4。前述烧结步骤需要同时考量所述正面电极浆料与背极浆料的组成与烧穿性能，还需对所述减反射层2与背面钝化层3的膜层厚度与构成进行优化调节，以使得既定烧结工艺条件下，能够制得高质量的正面电极4与背电极5。
42.综上所述，本技术太阳能电池100的制备方法适于双面perc电池的生产，通过调整背面钝化层3与背电场6的制备过程，所述背电场6直接印制在硅基底1上，无需对背面钝化层3进行开窗处理，简化工艺，产线调整与升级更为方便，降低设备投入与生产成本。
43.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
44.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本技术的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本技术的保护范围之内。