太阳能电池及其制备方法与流程

1.本技术涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能电池是人们未来发电的一种重要方式，印刷电极是制作太阳能电池的关键环节，一般采用丝网印刷工艺分别在硅片的正面和背面形成电极结构。电池正面栅线图形和背场形状，决定了太阳电池受光面有效受光面积的大小以及电流传输，从而决定电池转换效率。
3.一般地，太阳能电池印刷图形均为各主栅通过副栅相连，背电极上印刷铝背场相互导通，每根主栅并联输出。由于各主栅通过副栅相连，各主栅的电势略有差异，导致太阳能电池印刷图形存在内部电流，使得开路电压与短路电流方面会有损耗，导致太阳能电池的转换效率低。
4.在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法，以解决现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种太阳能电池，包括：基底层，具有相对的正表面和背表面；正面电极，位于所述正表面，所述正面电极包括多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，任意一个所述主栅与任意一个所述副栅均相交，任意一个所述副栅在至少相邻的两个所述主栅之间断开，形成正面间隙；背面电极，位于所述背表面，所述背面电极包括至少两个背电场和多个背电极，所述背电场与所述背电极相连，任意两个所述背电极互不连接，且所述背电极与所述主栅一一对应，相邻两个所述背电场不相连，形成背面间隙，所述背面间隙在所述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个所述主栅之间的所述正面间隙。
7.可选地，任意一个所述副栅均在任意相邻两个所述主栅之间断开。
8.可选地，任意一个所述主栅与任意一个所述副栅均垂直。
9.可选地，所述正面间隙在所述副栅长度方向的长度为1mm～5mm，所述背面间隙在所述副栅长度方向的长度为1mm～5mm。
10.可选地，所述主栅为直线结构、镂空结构或者分段结构，所述镂空结构中，所述主栅包括多个镂空点，所述分段结构中，所述主栅包括多段栅线，相邻两段所述栅线之间有间隔。
11.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种太阳能电池的制备方法，所述方法包括：在基底层的背表面形成减反射钝化膜；在所述减反射钝化膜上开窗，使得所述基底层
的部分背表面裸露，剩余的所述减反射钝化膜形成多个第一预留部和第二预留部，多个所述第一预留部相互平行，所述第二预留部位于相邻两个所述第一预留部之间；在所述第一预留部的表面上一一对应形成背电极；在所述背表面上开窗位置形成背电场；在所述基底层的正表面形成多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，使得任意一个所述主栅与任意一个所述副栅均相交，所述主栅与所述背电极一一对应，任意一个所述副栅在至少相邻的两个所述主栅之间断开，形成正面间隙，所述第二预留部在所述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个所述主栅之间的所述正面间隙，所述正表面与所述背表面相对。
12.可选地，在所述减反射钝化膜上开窗，包括：采用激光刻蚀所述减反射钝化膜，所述激光的脉冲持续时间与间断时间的比例为1.0～2.0。
13.可选地，任意相邻两个所述第一预留部之间均有一个所述第二预留部。
14.可选地，任意一个所述主栅与任意一个所述副栅均垂直。
15.可选地，所述第二预留部在所述副栅长度方向的长度为1mm～5mm，所述正面间隙在所述副栅长度方向的长度为1mm～5mm。：
16.在本发明实施例中，上述太阳能电池中，包括半导体基层、正面电极和背面电极，基底层，具有相对的正表面和背表面；上述正面电极位于上述正表面，上述正面电极包括多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均相交，任意一个上述副栅在至少相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙；上述背面电极位于上述背表面，上述背面电极包括至少两个背电场和多个背电极，上述背电场与上述背电极相连，任意两个上述背电极互不连接，且上述背电极与上述主栅一一对应，相邻两个上述背电场不相连，形成背面间隙，上述背面间隙在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙。该太阳能电池的任意一个上述副栅均在至少一组相邻两个上述主栅之间断开，相邻两个背电场不相连形成背面间隙，即对应的背电极也不连接，使得半导体基层上形成至少两个独立的小电池，两个独立的小电池的主栅之间不相连，背电极也不连接，减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，降低了开路电压与短路电流的损耗，从而提高了太阳能电池的转换效率，解决了现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本技术的一种实施例的正面电极的示意图；
19.图2示出了根据本技术的一种实施例的背面电极的示意图；
20.图3示出了根据本技术的一种实施例的太阳能电池的制备方法的流程图；
21.图4示出了根据本技术的一种实施例的激光开窗后基底层的背表面的示意图；
22.图5示出了根据本技术的一种实施例的图4中圆圈部分的放大图。
23.其中，上述附图包括以下附图标记：
24.10、基底层；20、正面电极；21、主栅；22、副栅；30、背面电极；31、背电场；32、背电极；40、正面间隙；50、背面间隙；60、第一预留部；70、第二预留部。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
27.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
29.正如背景技术中所说的，现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题，为了解决上述问题，本技术的一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池及其制备方法。
30.根据本技术的实施例，提供了一种太阳能电池，如图1和图2所示，上述太阳能电池包括：
31.基底层10，具有相对的正表面和背表面；
32.正面电极20，位于上述正表面，上述正面电极20包括多条相互平行的副栅22和多条相互平行的主栅21，任意一个上述主栅21与任意一个上述副栅22均相交，任意一个上述副栅22在至少相邻的两个上述主栅21之间断开，形成正面间隙40；
33.背面电极30，位于上述背表面，上述背面电极30包括至少两个背电场31和多个背电极32，上述背电场31与上述背电极32相连，任意两个上述背电极32互不连接，且上述背电极32与上述主栅21一一对应，相邻两个上述背电场31不相连，形成背面间隙50，上述背面间隙50在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅21之间的上述正面间隙40。
34.上述太阳能电池中，包括半导体基层、正面电极和背面电极，基底层，具有相对的正表面和背表面；上述正面电极位于上述正表面，上述正面电极包括多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均相交，任意一个上述副栅在至少相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙；上述背面电极位于上述背表面，上述背面电极包括至少两个背电场和多个背电极，上述背电场与上述背电极相连，任意两个上述背电极互不连接，且上述背电极与上述主栅一一对应，相邻两个上述背电场不相连，形成背面间隙，上述背面间隙在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙。该太阳能电池的任意一个上述副栅均在至少一组相邻两个上述主栅之间断开，相邻两个背电场不相连形成背面间隙，即对应的背电极也不连接，使得半导体基层上形
成至少两个独立的小电池，两个独立的小电池的主栅之间不相连，背电极也不连接，减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，降低了开路电压与短路电流的损耗，从而提高了太阳能电池的转换效率，解决了现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题。
35.需要说明的是，上述基底层为可以产生光伏效应的材料层，优选地，上述基底层为单晶硅层。
36.本技术的一种实施例中，如图1所示，任意一个上述副栅22均在任意相邻两个上述主栅21之间断开。具体地，任意一个上述副栅均在任意相邻两个上述主栅之间断开，使得一个主栅对应一个独立的小电池，进一步减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，进一步降低了开路电压与短路电流的损耗，从而进一步提高了太阳能电池的转换效率。
37.本技术的一种实施例中，如图1所示，任意一个上述主栅21与任意一个上述副栅22均垂直。具体地，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均垂直，使得基底层上可以形成足够多的副栅，使得正极图形结构紧凑，进一步提升太阳能电池的转换效率。
38.本技术的一种实施例中，上述正面间隙在上述副栅长度方向的长度为1mm～5mm，上述背面间隙在上述副栅长度方向的长度为1mm～5mm。具体地，上述正面间隙和上述背面间隙在上述副栅长度方向的长度设置在上述范围，可以减小基底层的空白区域，进一步提高太阳能电池的转换效率，另外，不同的正面间隙在上述副栅长度方向的长度可以相同也可以不同，使得各副栅断口对齐或者呈锯齿状。
39.本技术的一种实施例中，上述主栅为直线结构、镂空结构或者分段结构，上述镂空结构中，上述主栅包括多个镂空点，上述分段结构中，上述主栅包括多段栅线，相邻两段上述栅线之间有间隔。具体地，上述直线结构中，上述主栅形成一条连续的直线且没有镂空点，上述镂空结构中，上述镂空结构有多个镂空点，可以节省形成主栅的浆料，降低生产成本，上述分段结构中，上述主栅包括多段栅线，以进一步提升转换效率，降低生产成本。当然，上述主栅也可以为完整的栅线，本领域技术人员可以根据需要选择合适的主栅结构。
40.根据本技术的实施例，还提供了一种太阳能电池的制备方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：
41.步骤s101，在基底层的背表面形成减反射钝化膜；
42.步骤s102，在上述减反射钝化膜上开窗，使得上述基底层的部分背表面裸露，剩余的上述减反射钝化膜形成多个第一预留部60和第二预留部70，多个上述第一预留部60相互平行，上述第二预留部70位于相邻两个上述第一预留部60之间，如图4所示；
43.步骤s103，在上述第一预留部的表面上一一对应形成背电极；
44.步骤s104，在上述背表面上开窗位置形成背电场；
45.步骤s105，在上述基底层的正表面形成多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，使得任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均相交，上述主栅与上述背电极一一对应，任意一个上述副栅在至少相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙，上述第二预留部在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙，上述正表面与上述背表面相对。
46.上述太阳能电池的制备方法中，首先，在基底层的背表面形成减反射钝化膜；然后，在上述减反射钝化膜上开窗，使得上述基底层的部分背表面裸露，剩余的上述减反射钝化膜形成多个第一预留部和第二预留部，多个上述第一预留部相互平行，上述第二预留部
位于相邻两个上述第一预留部之间；之后，在上述第一预留部的表面上一一对应形成背电极；之后，在上述背表面上开窗位置形成背电场；最后，在上述基底层的正表面形成多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，使得任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均相交，上述主栅与上述背电极一一对应，任意一个上述副栅在至少相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙，上述第二预留部在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙，上述正表面与上述背表面相对。该制备方法形成主栅和副栅，使得任意一个上述副栅均在至少一组相邻两个上述主栅之间断开，第二预留部使得相邻两个背电场不相连形成间隙，即对应的背电极也不连接，使得半导体基层上形成至少两个独立的小电池，两个独立的小电池的主栅之间不相连，背电极也不连接，减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，降低了开路电压与短路电流的损耗，从而提高了太阳能电池的转换效率，解决了现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题。
47.本技术的一种实施例中，在上述减反射钝化膜上开窗，包括：采用激光刻蚀上述减反射钝化膜，上述激光的脉冲持续时间与间断时间的比例为1.0～2.0。具体地，图5为图4中圆圈部分的放大图，如图5所示，激光刻蚀段a和非激光刻蚀段b，由a和b的长度可知，上述激光的脉冲持续时间与间断时间的比例约为1：1。
48.本技术的一种实施例中，任意一个上述副栅均在任意相邻两个上述主栅之间断开。具体地，任意一个上述副栅均在任意相邻两个上述主栅之间断开，使得一个主栅对应一个独立的小电池，进一步减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，进一步降低了开路电压与短路电流的损耗，从而进一步提高了太阳能电池的转换效率。
49.本技术的一种实施例中，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均垂直。具体地，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均垂直，使得基底层上可以形成足够多的副栅，使得正极图形结构紧凑，进一步提升太阳能电池的转换效率。
50.本技术的一种实施例中，上述正面间隙在上述副栅长度方向的长度为1mm～5mm，上述背面间隙在上述副栅长度方向的长度为1mm～5mm。具体地，上述正面间隙和上述背面间隙在上述副栅长度方向的长度设置在上述范围，可以减小基底层的空白区域，进一步提高太阳能电池的转换效率，另外，不同的正面间隙在上述副栅长度方向的长度可以相同也可以不同，使得各副栅断口对齐或者呈锯齿状。
51.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本技术的技术方案。
52.实施例1
53.本实施例的太阳能电池的正面电极包括5条相互平行的主栅和116条相互平行的副栅，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均垂直，任意一个上述副栅在任意相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙，太阳能电池的背面激光开窗170线、脉冲持续时间与间断时间的比例为0.5mm:0.5mm，背面电极包括5个背电场和5个背电极，上述背电场与上述背电极相连，任意两个上述背电极互不连接，且上述背电极与上述主栅一一对应，任意相邻两个上述背电场不相连，形成背面间隙，上述背面间隙在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙。
54.对比例1
55.对比例1的太阳能电池与实施例1的太阳能电池的区别仅在于：
56.任意一个上述副栅均不断开，阳能电池的背面电极包括1个背电场和5个背电极，5个上述背电场与上述背电极均相连。
57.对实施例1和对比例1的太阳能电池进行测试，测试结果如表1所示。
58.表1
[0059][0060]
由表1可知，实施例1的开路电压和短路电流较对比例1要高，但串联电阻和填充因子会稍差，电池转换效率可以提升0.07％以上。
[0061]
从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
[0062]
1)、本技术的太阳能电池中，包括半导体基层、正面电极和背面电极，基底层，具有相对的正表面和背表面；上述正面电极位于上述正表面，上述正面电极包括多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均相交，任意一个上述副栅在至少相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙；上述背面电极位于上述背表面，上述背面电极包括至少两个背电场和多个背电极，上述背电场与上述背电极相连，任意两个上述背电极互不连接，且上述背电极与上述主栅一一对应，相邻两个上述背电场不相连，形成背面间隙，上述背面间隙在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙。该太阳能电池的任意一个上述副栅均在至少一组相邻两个上述主栅之间断开，相邻两个背电场不相连形成背面间隙，即对应的背电极也不连接，使得半导体基层上形成至少两个独立的小电池，两个独立的小电池的主栅之间不相连，背电极也不连接，减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，降低了开路电压与短路电流的损耗，从而提高了太阳能电池的转换效率，解决了现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题。
[0063]
2)、本技术的太阳能电池的制备方法中，首先，在基底层的背表面形成减反射钝化膜；然后，去除部分上述减反射钝化膜，使得上述基底层的部分背表面裸露，剩余的上述减反射钝化膜形成多个第一预留部和第二预留部，多个上述第一预留部相互平行，上述第二预留部位于相邻两个上述第一预留部之间；之后，在上述第一预留部的表面上一一对应形成背电极；之后，在上述背表面上开窗位置形成背电场；最后，在上述基底层的正表面形成多条相互平行的副栅和多条相互平行的主栅，使得任意一个上述主栅与任意一个上述副栅均相交，上述主栅与上述背电极一一对应，任意一个上述副栅在至少相邻的两个上述主栅之间断开，形成正面间隙，上述第二预留部在上述正表面的投影覆盖对应的相邻的两个上述主栅之间的上述正面间隙，上述正表面与上述背表面相对。该制备方法形成主栅和副栅，使得任意一个上述副栅均在至少一组相邻两个上述主栅之间断开，第二预留部使得相邻两个背电场不相连形成间隙，即对应的背电极也不连接，使得半导体基层上形成至少两个独立的小电池，两个独立的小电池的主栅之间不相连，背电极也不连接，减少了太阳能电池印刷图形的内部电流，降低了开路电压与短路电流的损耗，从而提高了太阳能电池的转换效率，解决了现有技术中太阳能电池的转换效率低的问题。
[0064]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技
术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。