一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的 p 型晶體硅太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，由上至下依次包括：正面金屬電極、正面局部接觸金屬電極正面透明導(dǎo)電膜、正面減反射膜/鈍化膜、N型層、P型硅基體和背面電極；正面局部接觸金屬電極以規(guī)則圖案方式排布在正面減反射膜/鈍化膜上，且正面局部接觸金屬電極穿透減反射膜及鈍化膜與硅基體形成局部歐姆接觸，透明導(dǎo)電膜將分散的正面局部接觸金屬電極和正面金屬電極連接成為正面電極；所述背面電極為鋁背場電極、局部接觸電極或背面二維電極。本實(shí)用新型減少了金屬電極的遮光面積與漿料的使用量，保證電極良好的導(dǎo)電性，平衡了受光面電極光遮擋與導(dǎo)電性之間的兩難問題，使電池的轉(zhuǎn)換效率提升、生產(chǎn)成本降低。
【專利說明】
一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體娃太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]自1954年第一塊太陽能電池在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生以來，晶體硅太陽能電池得到了廣泛的應(yīng)用，轉(zhuǎn)換效率不斷提升，生產(chǎn)成本持續(xù)下降。目前，晶體硅太陽能電池占太陽能電池全球市場總額的80%以上，晶體硅電池片的產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率目前已突破20%，全球年新增裝機(jī)容量約50GW且增速明顯，與火力發(fā)電的度電成本不斷縮小，在未來幾年有望與之持平。晶體硅太陽能電池作為一種清潔能源在改變能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境壓力等方面的重要作用日益凸顯。
[0003]晶體硅太陽能電池要想繼續(xù)保持競爭力、獲得更大的發(fā)展與應(yīng)用，必須進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率，同時降低生產(chǎn)成本。目前晶體硅電池的受光面電極采用銀漿絲網(wǎng)印刷的方式形成近百條細(xì)柵和若干條主柵，此工序使用的物料成本昂貴，且銀電極會造成電池片表面5%?7%的面積形成對光的遮擋，大大降低了電池片的轉(zhuǎn)換效率。
[0004]如何在減少遮光面積與保持良好的導(dǎo)電性之間進(jìn)行平衡，是近幾年晶體硅電池技術(shù)研究的一個重點(diǎn)。由于漿料技術(shù)與印刷技術(shù)的進(jìn)步，晶體硅電池的受光面電極細(xì)柵寬度不斷減小，根據(jù)SEMI預(yù)測，到2020年細(xì)柵的寬度將減小至35微米以下，同時主柵采用多主柵及無主柵。在這個柵線細(xì)化技術(shù)過程中，電極的遮光面積有所下降，導(dǎo)電性有所提升，同時獲得了效率的提升與成本的下降。但隨著柵線寬度的不斷減小，電極制備的工藝難度不斷加大，進(jìn)一步提高效率、降低生產(chǎn)成本的空間縮小。
[0005]為了徹底解決金屬電極的光遮擋及成本問題，透明導(dǎo)電膜在晶體硅電池中的應(yīng)用日益受到重視。有人提出采用透明導(dǎo)電膜取代金屬細(xì)柵，但該方法由于仍保留了主柵，電極的光遮面積減少幅度有限，且細(xì)柵的取消會造成導(dǎo)電性變差，影響轉(zhuǎn)換效率。還有人采用不同導(dǎo)電率的透明導(dǎo)電膜完全替代受光面金屬電極與減反射膜，但該方法自提出至今十余年無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。還有人將透明導(dǎo)電膜應(yīng)用于MWT技術(shù)，但實(shí)現(xiàn)工藝復(fù)雜，不易于控制與降低成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供了一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，本實(shí)用新型顯著減少了金屬電極的遮光面積與漿料的使用量，同時保證電極良好的導(dǎo)電性，很好的平衡了受光面電極光遮擋與導(dǎo)電性之間的兩難問題，使電池的轉(zhuǎn)換效率提升、生產(chǎn)成本降低。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)手段:
[0008]—種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，由上至下依次包括:正面金屬電極、正面局部接觸金屬電極正面透明導(dǎo)電膜、正面減反射膜/鈍化膜、N型層、P型硅基體和背面電極;正面局部接觸金屬電極以規(guī)則圖案方式排布在正面減反射膜/鈍化膜上，且正面局部接觸金屬電極穿透減反射膜及鈍化膜與硅基體形成局部歐姆接觸，透明導(dǎo)電膜將分散的正面局部接觸金屬電極和正面金屬電極連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述背面電極為鋁背場電極、局部接觸電極或背面二維電極。
[0009]所述的背面二維電極包括背面透明導(dǎo)電膜、背面局部接觸金屬電極和背面金屬電極，P型硅基體背面依次設(shè)置有全局P+層、背面鈍化膜、背面透明導(dǎo)電膜和背面金屬電極;背面局部接觸金屬電極以規(guī)則圖案方式排布在背面鈍化膜上，且背面局部接觸金屬電極穿透背面鈍化膜與硅基體形成局部歐姆接觸，背面透明導(dǎo)電膜將分散的背面局部接觸金屬電極和背面金屬電極連接成為背面導(dǎo)電組合體。
[0010]正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜均為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IffO薄膜和石墨稀薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成，透明導(dǎo)電膜的厚度為50?500nm。
[0011]P型硅基體是P型單晶硅片或P型多晶硅片;所述的二維電極形成于P型硅基體或發(fā)射極表面;二維電極下方的局部硅基體為重?fù)诫s區(qū)或一般摻雜區(qū)，重?fù)诫s區(qū)的方阻為5?50Ω /□，一般摻雜區(qū)的方阻為50?150 Ω /□。
[0012]正面局部接觸金屬電極和背面局部接觸金屬電極均采用陣列圖案排布，其圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:線段、虛線段或弧線;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。
[0013]所述一維幾何圖形的線寬為30?lOOum，長度為0.05?1.5mm;同一行中相鄰兩個線形的間距為0.5?2mm，同一列中相鄰兩個線形的間距為0.5?2mm;所述二維幾何圖形的尺寸為30?200um，相鄰兩個圖形中心距為0.8?2mm。
[0014]正面金屬電極和背面金屬電極的排布圖案為一組平行線段或多組平行線段的組合，線段的寬度為20?2000um，數(shù)量為5?100根，線長為2?156mm，相鄰線段之間的距離為
0.5?50mmo
[0015]所述的P型硅基體表面為金字塔、倒金字塔、納米/微米多孔結(jié)構(gòu)。
[0016]正面局部接觸金屬電極、背面局部接觸金屬電極、正面金屬電極和背面金屬電極均為銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極和金屬復(fù)合電極。
[0017]正面鈍化膜為氧化鋁薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成，厚度為5?50nm ；正面減反射膜為氮化娃薄膜、氧化娃薄膜、氮氧化娃薄膜、氧化鈦薄膜、碳化硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成，減反射膜整體厚度為50?10nm;背面的鈍化膜為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜的中的一種或多種疊層構(gòu)成，鈍化膜整體厚度為5?50nm。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0019]本實(shí)用新型一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，該電池可以為雙面太陽能電池、背面場BSF電池或背面局部接觸電池;其中的二維電池采用透明導(dǎo)電膜將其上下設(shè)置的金屬電極與局部接觸金屬電極結(jié)合為一個可作為晶硅電池正面或背面電極的導(dǎo)電整體，使電池片的受光面積增加了3%?5%，同時保持了電極良好的導(dǎo)電性，使晶體硅電池的轉(zhuǎn)換效率顯著提升。此外，金屬漿料的使用量大幅減少，使得生產(chǎn)成本顯著降低，且生產(chǎn)上易于實(shí)現(xiàn)、控制。
[0020]進(jìn)一步，陣列圖形為點(diǎn)狀陣列或線狀陣列，接觸點(diǎn)多，局部歐姆接觸良好。
[0021]進(jìn)一步，實(shí)用新型的晶體硅太陽能電池可以制成無金屬細(xì)柵及主柵的P型晶體硅太陽能電池，或者在優(yōu)化金屬主柵的情況下制成無細(xì)柵的P型晶體硅太陽能電池，P型晶體硅太陽能電池可以是雙面太陽能電池、背面場BSF電池或背面局部接觸電池，以適應(yīng)不同的需求。
【附圖說明】
[0022]圖1是基于具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型雙面電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是基于具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型BSF常規(guī)電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是基于具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型背面鈍化局部接觸電池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是點(diǎn)狀局部接觸金屬電極示意圖。
[0026]圖5是線段狀局部接觸金屬電極示意圖。
[0027]其中，1、正面局部接觸金屬電極，2、透明導(dǎo)電膜，3、減反射膜/鈍化膜，4、N型層，5、P型硅基體，6、鋁背場，7、背場電極，8、背面鈍化膜，9、背面透明導(dǎo)電膜，10、局部P+層，11、全局P+層，12、正面金屬電極，13、背面金屬電極，14、背面局部接觸金屬電極。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0029]如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，電池的正面或背面電極采用局部接觸金屬電極、金屬電極與透明導(dǎo)電膜協(xié)同作用的形式，透明導(dǎo)電膜設(shè)置在局部接觸金屬電極之上，金屬電極設(shè)置在透明導(dǎo)電膜之上，透明導(dǎo)電膜將分散的局部接觸金屬電極、金屬電極連接成為電極的導(dǎo)電組合體。
[0030]局部接觸金屬電極圖案可以是為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:線段、虛線段或弧線；二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。所述一維幾何圖形的線寬為30?lOOum，長度為0.05?1.5mm;同一行中相鄰兩個線形的間距為0.5?2mm，同一列中相鄰兩個線形的間距為0.5?2mm。二維幾何圖形的尺寸為30?200um，相鄰兩個圖形中心距為0.8?2mm。具體的，如圖4和圖5所示。
[0031]本實(shí)用新型的晶體硅太陽能電池可以制成無金屬細(xì)柵及主柵的P型晶體硅太陽能電池，或者在優(yōu)化金屬主柵的情況下制成無細(xì)柵的P型晶體硅太陽能電池，P型晶體硅太陽能電池包括雙面電極電池、鋁背場電極電池和背面局部接觸鋁背場電極電池;雙面太陽能電池的正面電極和背面電極均為二維電極，結(jié)構(gòu)相同，設(shè)置方向相反。
[0032]如圖1所示，雙面電極電池的結(jié)構(gòu)依次為正面的二維電極、正面減反射膜/鈍化膜
3、N型層4、P型硅基體5、全局P+層11、背面鈍化膜8和背面的二維電極。正面局部接觸金屬電極I以規(guī)則圖案方式排布在正面減反射膜/鈍化膜3上，且正面局部接觸金屬電極I穿透減反射膜及鈍化膜3與硅基體形成局部歐姆接觸，透明導(dǎo)電膜2將分散的正面局部接觸金屬電極I和正面金屬電極12連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述背面電極為鋁背場電極、局部接觸電極或背面二維電極。背面二維電極包括背面透明導(dǎo)電膜9、背面局部接觸金屬電極14和背面金屬電極13，P型硅基體5背面依次設(shè)置有全局P+層11、背面鈍化膜8、背面透明導(dǎo)電膜9和背面金屬電極13;背面局部接觸金屬電極14以規(guī)則圖案方式排布在背面鈍化膜8上，且背面局部接觸金屬電極I穿透背面鈍化膜8與硅基體形成局部歐姆接觸，背面透明導(dǎo)電膜9將分散的背面局部接觸金屬電極14和背面金屬電極13連接成為背面導(dǎo)電組合體。
[0033]如圖2所示，本實(shí)用新型提供的具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅背面場BSF電池結(jié)構(gòu)所述的鋁背場電極電池結(jié)構(gòu)依次包括正面二維電極、正面減反射膜/鈍化膜3、N型層4、P型硅基體5、鋁背場6和鋁背場電極7，所述的正面局部接觸金屬電極I以規(guī)則圖案方式排布在減反射膜及鈍化膜3的表面，且正面局部接觸金屬電極I穿透減反射膜及鈍化膜3與硅基體形成局部歐姆接觸，正面透明導(dǎo)電膜2將分散的正面局部接觸金屬電極I及正面金屬電極12連接成為正面電極的導(dǎo)電組合體。
[0034]具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅BSF太陽能電池的制備方法按如下步驟:
[0035](I)將P型晶體娃片進(jìn)彳丁表面織構(gòu)化處理，娃片可以是P型單晶娃片、P型多晶娃片，織構(gòu)處理可以采用化學(xué)藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化、激光刻蝕等方法；
[0036](2)以磷源作為雜質(zhì)，制作形成40?100 Ω/□的均勻雜質(zhì)層，磷源可以采用P0C13、PH3等，雜質(zhì)層的制作方法可以采用常壓擴(kuò)散、低壓擴(kuò)散、離子注入、含磷漿料涂敷等；
[0037](3)刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)，刻蝕的方法可采用濕法刻蝕、干法刻蝕；
[0038](4)在硅片的正面沉積或生長5?50nm鈍化膜，鈍化膜可以是氧化硅、氧化鋁、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅、碳化硅等；
[0039](5)在正面的鈍化膜上沉積50?90nm左右的減反射膜，減反射膜可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化鈦等，沉積的方法可以采用PECVD、LPCVD等；
[0040](6)制作背面電極，制作方法可以采用絲網(wǎng)印刷、物理氣相沉積PVD等，背面電極可以是金屬電極、或者是陣列金屬電極與透明導(dǎo)電膜協(xié)同作用的形式；
[0041](7)按特定的圖形在硅片的正面或背面上制作與硅基體直接接觸的陣列分布金屬電極，制作可以采用絲網(wǎng)印刷的方法，及激光或化學(xué)腐蝕協(xié)同氣相沉積、光誘導(dǎo)鍍、電鍍等的方法。金屬電極圖案可以是點(diǎn)、線段及其他形狀的陣列，點(diǎn)狀圖案的直徑在50?200um之間，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距在0.8?2mm之間；線段狀圖案的線寬在40?10um之間，長度在0.05?1.5_之間，同一行中相鄰兩個線段電極的間距為0.5?2_，同一列中相鄰兩個線段電極的間距為0.5?2mm。
[0042](8)進(jìn)行熱處理，特定圖形的陣列分布金屬電極材料穿透減反射膜與鈍化膜，并與硅基體形成良好的歐姆接觸；
[0043](9)在陣列分布的局部接觸金屬電極上制作透明導(dǎo)電膜，透明導(dǎo)電膜可以是ITO(銦錫氧化物)、ΑΖ0(摻鋁氧化鋅)、GZ0(摻鎵氧化鋅)、FT0(摻氟氧化錫)、IWO(摻鎢氧化銦)、石墨烯等，制作的方法可以采用濺射、印刷、噴涂等，透明導(dǎo)電膜的厚度控制在100?500nm。
[0044](10)在透明導(dǎo)電膜上制作金屬電極，金屬電極的圖案為一組平行線段或多組平行線段的組合，線段的寬度為20?2000um，數(shù)量為5?100根，線長為2?156mm，相鄰線段之間的距離為0.5?50mm。隨后進(jìn)行熱處理。
[0045]如圖3所示，本實(shí)用新型提供的具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅背面局部接觸太陽能電池結(jié)構(gòu)所述的背面局部接觸鋁背場電極電池的結(jié)構(gòu)依次包括正面二維電極、正面減反射膜/鈍化膜3、N型層4、P型硅基體5、局部P+層10、背面鈍化膜8、背面透明導(dǎo)電膜/鋁背場9和鋁背場電極7;所述的正面局部接觸金屬電極I以規(guī)則圖案方式排布在減反射膜及鈍化膜3的表面，且正面局部接觸金屬電極I穿透減反射膜及鈍化膜3與硅基體形成局部歐姆接觸，正面透明導(dǎo)電膜2將分散的正面局部接觸金屬電極I及正面金屬電極12連接成為正面電極的導(dǎo)電組合體。電池背面即P-N結(jié)背面設(shè)置背面鈍化膜8和透明導(dǎo)電膜/鋁背場10，背面主電極7與透明導(dǎo)電膜/鋁背場10共同構(gòu)成電池的背面電極。其制備方法按如下步驟:
[0046](I)將P型晶體娃片進(jìn)彳丁表面織構(gòu)化處理，娃片可以是P型單晶娃片、P型多晶娃片，織構(gòu)處理可以采用化學(xué)藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化、激光刻蝕等方法；
[0047](2)以磷源作為雜質(zhì)，制作形成40?100 Ω/□的均勻雜質(zhì)層，磷源可以采用P0C13、PH3等，雜質(zhì)層的制作方法可以采用常壓擴(kuò)散、低壓擴(kuò)散、離子注入、含磷漿料涂敷等；
[0048](3)刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)，刻蝕的方法可采用濕法刻蝕、干法刻蝕；
[0049](4)在硅片的正、背面沉積或生長5?50nm鈍化膜，鈍化膜可采用氧化硅、氧化鋁、氮化娃、氮氧化娃、非晶娃、碳化娃等；
[0050](5)在正、背面的鈍化膜上分別沉積50?90nm左右的減反射膜和10?40nm左右的氧化鋁膜；
[0051](6)對背面的鈍化膜進(jìn)行開孔，開孔的方法可以采用激光、化學(xué)腐蝕等；
[0052](7)制作背面電極，制作方法可以采用絲網(wǎng)印刷、物理氣相沉積PVD等，背面電極可以是金屬電極、或者是陣列金屬電極與透明導(dǎo)電膜協(xié)同作用的形式；
[0053](8)按特定的圖形在硅片的正面或背面上制作與硅基體直接接觸的陣列分布局部接觸金屬電極，制作可以采用絲網(wǎng)印刷的方法，及激光或化學(xué)腐蝕協(xié)同氣相沉積、光誘導(dǎo)鍍、電鍍等的方法。金屬電極圖案可以是點(diǎn)、線段及其他形狀的陣列，點(diǎn)狀圖案的直徑在50?200um之間，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距在0.8?2mm之間；線段狀圖案的線寬在40?I OOum之間，長度在0.05?1.5mm之間，線段在X、Y方向的間距為0.5?2mm。
[0054](9)進(jìn)行熱處理，特定圖形的陣列分布金屬電極材料穿透減反射膜與鈍化膜，并形成良好的歐姆接觸；
[0055](10)在陣列分布的局部接觸金屬電極上制作透明導(dǎo)電膜，透明導(dǎo)電膜可以是ITO(銦錫氧化物)、AZO(摻鋁氧化鋅)、FTO(摻氟氧化錫)、IWO(摻鎢氧化銦)、石墨烯等，制作的方法可以采用濺射、印刷、噴涂等，透明導(dǎo)電膜的厚度控制在100?500nm。
[0056](11)在透明導(dǎo)電膜上制作金屬電極，金屬電極的圖案為一組平行線段或多組平行線段的組合，線段的寬度為20?2000um，數(shù)量為5?100根，線長為2?156mm，相鄰線段之間的距離為0.5?50mm。隨后進(jìn)行熱處理。
[0057]實(shí)施例1:
[0058](I)將P型單晶硅片于80 °C左右的KOH溶液中異向腐蝕，獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)；
[0059](2)以POCl3作為雜質(zhì)，在800°C左右擴(kuò)散形成40 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0060](3)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)；
[0061 ] (4)在硅片的正、背面沉積5nm左右氧化硅鈍化膜；
[0062 ] (5)在正、背面的鈍化膜上分別沉積50nm左右的氮化硅和I Onm左右的氧化鋁；
[0063](6)對背面的膜層進(jìn)行激光開孔;印刷背面銀電極與鋁背場，并烘干；
[0064](7)在正面采用絲網(wǎng)印刷的方法制作點(diǎn)狀陣列銀電極，點(diǎn)的直徑為50um，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距為0.8mm;
[0065](8)在爐體中進(jìn)行300?900°C下燒結(jié)，正面的點(diǎn)狀陣列銀漿穿透減反射膜和鈍化膜，與硅基體形成良好的歐姆接觸，此過程同時形成局部接觸背面電極；
[0066](9)在點(diǎn)狀陣列電極上采用濺射的方法制備10nm的AZO透明導(dǎo)電膜；
[0067](10)在AZO透明導(dǎo)電膜上采用絲網(wǎng)印刷的方法制備銀柵線電極，電極圖案由I組等距平行的柵線構(gòu)成，柵線數(shù)量正面為20根，背面為12根，柵線寬度為20um。之后進(jìn)行熱處理。
[0068]實(shí)施例2:
[0069 ] (I)將P型單晶硅片于80 °C左右的NaOH溶液中異向腐蝕，獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)；
[0070] (2)以PH3作為雜質(zhì)，采用離子注入加退火處理的方法形成100 Ω/□的均勻雜質(zhì)層；
[0071 ] (3)清洗離子注入后的硅片；
[0072](4)在正、背面上分別沉積80nm左右的氮化硅和30nm左右的氧化鋁；
[0073](5)采用掩膜與化學(xué)腐蝕相結(jié)合的方法按特定圖形對正面與背面的氮化硅和氧化鋁進(jìn)行開孔，特定圖案采用點(diǎn)狀陣列，點(diǎn)的直徑為lOOum，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距為1.5mm。再采用PVD物理氣相沉積的方法在正面與背面的開孔處分別沉積鎳和鋁導(dǎo)電膜，然后經(jīng)過200?500°C退火處理，最后采用電鍍的方法在正面的陣列狀鎳導(dǎo)電膜上先后沉積銅與銀導(dǎo)電膜、在背面的陣列狀鋁導(dǎo)電膜上沉積銀導(dǎo)電膜；
[0074](6)在正面和背面的點(diǎn)狀陣列金屬電極上采用化學(xué)氣相沉積的方法制備SOnm的石墨烯透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜與點(diǎn)狀金屬共同形成電池的正面與背面電極。
[0075](7)在正面與背面的石墨烯透明導(dǎo)電膜上采用噴墨的方法制備銀柵線電極，電極圖案為一組等距平行的細(xì)柵線與一組等距平行的主柵線構(gòu)成，細(xì)柵線與主柵線垂直相交。正面細(xì)柵線為30根，背面細(xì)柵線為20根，柵線的截面寬度為30um;正面主柵為4根，背面主柵為3根，主柵的截面寬度為1mm。隨后在爐體中進(jìn)行300?900°C熱處理。
[0076]實(shí)施例3:
[0077](I)將P型多晶硅片于HF/HN03的溶液體系中進(jìn)行腐蝕，獲得表面織構(gòu)；
[0078](2)采用絲網(wǎng)印刷將含磷漿料涂敷在硅片的表面，再經(jīng)過熱處理形成摻雜層；
[0079](3)對摻雜后的硅片進(jìn)行清洗；
[0080](4)在硅片的正、背面沉積50nm左右氧化硅鈍化膜；
[0081 ] (5)在正、背面的鈍化膜上分別沉積90nm左右的氮化硅和40nm左右的氧化鋁；
[0082 ] (6)對背面的鈍化膜進(jìn)行激光開孔；
[0083](7)印刷背面銀電極與鋁背場，并烘干；
[0084](8)在正面采用絲網(wǎng)印刷的方法制作點(diǎn)狀陣列銀電極，點(diǎn)的直徑為200um，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距為2mm;
[0085](9)在爐體中進(jìn)行300?900°C下燒結(jié)，正面的點(diǎn)狀陣列銀漿穿透減反射膜和鈍化膜，與硅基體形成良好的歐姆接觸，此過程同時形成局部接觸背面電極；
[0086](10)在點(diǎn)狀陣列電極上采用濺射的方法制備10nm的FTO透明導(dǎo)電膜；
[0087](11)在FTO透明導(dǎo)電膜上采用絲網(wǎng)印刷的方法制備銀柵線電極，電極圖案由10組相互平行的等距平行柵線構(gòu)成，每組柵線為30根，截面寬度為20um，相鄰兩組平行柵線之間的間距為2mm。
[0088]實(shí)施例4:
[0089](I)將P型單晶硅片于80 °C左右的KOH溶液中異向腐蝕，獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)；
[0090](2)以POCl3作為雜質(zhì)，在800°C左右擴(kuò)散形成60 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0091](3)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)；
[0092](4)在正面沉積50nm左右的氮化硅減反射膜；
[0093](5)采用PVD的方法制作背面電極，并形成背電場BSF;
[0094](6)在正面采用激光按特定圖形對正面的減反射膜進(jìn)行開孔，特定圖案采用線段狀陣列，線段的長度為50um，寬度為40um，線段與線段之間的間距為0.5mm。然后采用PVD物理氣相沉積的方法在開孔處沉積銀導(dǎo)電膜；
[0095](7)在200?500°C下進(jìn)行退火處理，使陣列分布的線段狀銀導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸；
[0096](8)在線段狀陣列電極上采用濺射法制備200nm的IWO透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜與線段狀銀共同形成電池的正面電極。
[0097]實(shí)施例5:
[0098](I)采用納米金屬顆粒催化化學(xué)刻蝕在P型單晶硅片的表面上形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；
[0099](2)以POCl3作為雜質(zhì)，在800°C左右擴(kuò)散形成100 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0100](3)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)；
[0101 ] (4)在硅片的正、背面沉積20nm左右氧化硅鈍化膜；
[0102](5)在正面的鈍化膜上沉積SOnm左右的氮化硅減反射膜；
[0103](6)印刷背面銀電極與鋁背場，并烘干；
[0104](7)在正面采用絲網(wǎng)印刷的方法制作線段狀陣列銀電極，線段的長度為1.5mm，寬度為lOOum，線段與線段之間的間距為2mm;
[0105](8)在爐體中進(jìn)行300?900°C下燒結(jié)，正面的線段狀陣列銀漿穿透減反射膜和鈍化膜，與硅基體形成良好的歐姆接觸，此過程同時形成背面電場BSF;
[0106](9)在線段狀陣列電極上采用濺射法制備150nm的ITO透明導(dǎo)電膜；
[0107](10)在ITO透明導(dǎo)電膜上采用絲網(wǎng)印刷的方法制備銀柵線電極，電極圖案由20組相互平行的等距平行柵線構(gòu)成，每組柵線為40根，截面寬度為20um，相鄰兩組平行柵線之間的間距為Imm ο
[0108]實(shí)施例6:
[0109](I)將P型多晶硅片于HF/HN03的溶液體系中進(jìn)行腐蝕，去掉損傷層，再采用等離子刻蝕的方法在硅片的表面獲得表面織構(gòu)；
[0110](2)以POCl3作為雜質(zhì)，在800°C左右擴(kuò)散形成80 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0111](3)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)；
[0112](4)在硅片的正、背面沉積50nm左右氧化硅鈍化膜；
[0113](5)在正面的鈍化膜上沉積90nm左右的氮化硅減反射膜；
[0114](6)印刷背面銀電極與鋁背場，并烘干；
[0115](7)在正面采用絲網(wǎng)印刷的方法制作陣列分布的線段狀銀電極，線段的長度為200um，寬度為80um，線段與線段之間的間距為Imm;
[0116](8)在爐體中進(jìn)行300?900°C下燒結(jié)，正面的線段狀陣列銀漿穿透減反射膜和鈍化膜，與硅基體形成良好的歐姆接觸，此過程同時形成背面電場BSF;
[0117](9)在線段狀陣列電極上采用濺射法制備10nm的GZO透明導(dǎo)電膜；
[0118](10)在GZO透明導(dǎo)電膜上采用絲網(wǎng)印刷的方法制備銀柵線狀電極，電極圖案為I組等距平行的柵線構(gòu)成，柵線數(shù)量為40根，柵線寬度為30um。
[0119]以上所述僅為本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型說明書而對本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，由上至下依次包括:正面金屬電極(12)、正面局部接觸金屬電極(1)、正面透明導(dǎo)電膜(2)、正面減反射膜/鈍化膜(3)、N型層(4)、P型硅基體(5)和背面電極;正面局部接觸金屬電極(I)以規(guī)則圖案方式排布在正面減反射膜/鈍化膜(3)上，且正面局部接觸金屬電極(I)穿透減反射膜及鈍化膜(3)與硅基體形成局部歐姆接觸，透明導(dǎo)電膜(2)將分散的正面局部接觸金屬電極(I)和正面金屬電極(12)連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述背面電極為鋁背場電極、局部接觸電極或背面二維電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，所述的背面二維電極包括背面透明導(dǎo)電膜(9)、背面局部接觸金屬電極(14)和背面金屬電極(13)，P型硅基體(5)背面依次設(shè)置有全局P+層(11)、背面鈍化膜(8)、背面透明導(dǎo)電膜(9)和背面金屬電極(13);背面局部接觸金屬電極(14)以規(guī)則圖案方式排布在背面鈍化膜(8)上，且背面局部接觸金屬電極(I)穿透背面鈍化膜(8)與硅基體形成局部歐姆接觸，背面透明導(dǎo)電膜(9)將分散的背面局部接觸金屬電極(14)和背面金屬電極(13)連接成為背面導(dǎo)電組合體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，正面透明導(dǎo)電膜(2)和背面透明導(dǎo)電膜(9)均為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨稀薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成，透明導(dǎo)電膜的厚度為50?500nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，P型硅基體(5)是P型單晶硅片或P型多晶硅片;二維電極形成于P型硅基體或發(fā)射極表面;二維電極下方的局部硅基體為重?fù)诫s區(qū)或一般摻雜區(qū)，重?fù)诫s區(qū)的方阻為5?50 Ω/口，一般摻雜區(qū)的方阻為50?150 Ω /□。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，正面局部接觸金屬電極(I)和背面局部接觸金屬電極(14)均采用陣列圖案排布，其圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:線段、虛線段或弧線;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，所述一維幾何圖形的線寬為30?10um，長度為0.05?1.5mm;同一行中相鄰兩個線形的間距為0.5?2mm，同一列中相鄰兩個線形的間距為0.5?2mm;所述二維幾何圖形的尺寸為30?200um，相鄰兩個圖形中心距為0.8?2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，正面金屬電極(12)和背面金屬電極(13)的排布圖案為一組平行線段或多組平行線段的組合，線段的寬度為20?2000um，數(shù)量為5?100根，線長為2?156mm，相鄰線段之間的距離為0.5?50mmo8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，所述的P型硅基體(5)表面為金字塔、倒金字塔、納米/微米多孔結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，正面局部接觸金屬電極(I)、背面局部接觸金屬電極(14)、正面金屬電極(12)和背面金屬電極(13)均為銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極和金屬復(fù)合電極。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有二維電極結(jié)構(gòu)的P型晶體硅太陽能電池，其特征在于，正面鈍化膜為氧化鋁薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成，厚度為5?50nm ；正面減反射膜為氮化娃薄膜、氧化娃薄膜、氮氧化娃薄膜、氧化鈦薄膜、碳化娃薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成，減反射膜整體厚度為50?10nm;背面的鈍化膜為氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、非晶硅薄膜、氮氧化硅薄膜的中的一種或多種疊層構(gòu)成，鈍化膜整體厚度為5?50nmo
【文檔編號】H01L31/0224GK205564766SQ201620280481
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】鐘寶申, 李華, 趙科雄
【申請人】樂葉光伏科技有限公司