一種鈍化接觸n型晶體硅電池及其組件和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鈍化接觸N型晶體硅電池及其組件和系統(tǒng)。本實用新型的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，包括N型晶體硅基體，N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的p+摻雜區(qū)域、正表面鈍化減反膜和正面電極，正面電極包括與p+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲；N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的隧穿氧化層、n+摻雜多晶硅層、背表面鈍化膜和背面電極。其有益效果是：隧穿氧化層及n+摻雜多晶硅層可以給硅基體提供優(yōu)良的表面鈍化及場鈍化，硅基體表面的鈍化層沒被破壞，載流子可選擇性的穿過隧穿氧化層被金屬電極收集，具有較高的開路電壓、短路電流和轉(zhuǎn)換效率，設置金屬絲形成正面電極，可減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
【專利說明】
一種鈍化接觸N型晶體硅電池及其組件和系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及太陽能電池技術(shù)領域，特別涉及一種鈍化接觸N型晶體硅電池及其組件和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導體器件，其關鍵指標為光電轉(zhuǎn)換效率。多種因素會影響光電轉(zhuǎn)換效率，其中硅基體表面的鈍化質(zhì)量是一個較為關鍵的因素。鈍化質(zhì)量好，硅基體的表面復合速率低，就能獲得較高的開路電壓和短路電流，所以太陽能電池的表面鈍化一直是設計和優(yōu)化的重中之重。業(yè)內(nèi)常見的鈍化方法是在硅基體表面生長鈍化膜，常見的鈍化膜有Si02、SiNx、Si0xNy、Al203等。另一方面，為了收集電池產(chǎn)生的電流，必須在娃基體上制作金屬電極。這些金屬電極需要穿過鈍化膜和娃基體形成歐姆接觸，從而不可避免地破壞了金屬電極下方的鈍化膜。處于金屬電極下方的硅基體不僅無法被鈍化，還因為和金屬的直接接觸存在非常高的復合。采用點接觸電極或類似方法只能在一定程度上緩解但無法根除這一問題。
[0003]以N型太陽能電池為例，常見的N型太陽能電池的結(jié)構(gòu)為p+/N/n+結(jié)構(gòu)，其中背表面為η+型摻雜層，其上一般采用SiNx或Si02/SiNx作為鈍化層，然后使用燒穿型銀漿穿透鈍化層與硅形成歐姆接觸。其中背面金屬電極約占背面面積的5%-8%，這就意味著超過5%面積的硅表面沒有被鈍化層覆蓋，而且這些區(qū)域都存在嚴重的金屬復合。一種既能讓金屬電極和硅基體形成良好的接觸，又能保持鈍化膜的完整性的新型電池，是太陽能電池領域的發(fā)展趨向。另外，正表面的P+摻雜區(qū)域一般采用摻鋁銀漿制作電極，摻鋁銀漿的價格一般較為昂貴，這導致含銀漿料在電池制造成本中的占比居高不下。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈍化接觸N型晶體硅電池及其組件和系統(tǒng)。所述的鈍化接觸N型晶體硅電池可以在保持鈍化膜完整性的同時讓金屬電極和硅基體形成良好的接觸，從而顯著提高N型電池的開路電壓、短路電流及最終的轉(zhuǎn)換效率;通過設置金屬絲來形成正面副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0005]本實用新型提供的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法，其技術(shù)方案為:
[0006]—種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法，包括以下步驟:
[0007](1)、對N型晶體硅基體的正表面進行摻雜處理，形成p+摻雜區(qū)域；
[0008](2)、在N型晶體硅基體的背表面制備隧穿氧化層，在隧穿氧化層上制備含磷多晶硅層或者含磷非晶硅層，然后進行退火處理；
[0009](3)、在N型晶體硅基體的正表面制備鈍化減反膜并在背表面制備鈍化膜，在N型晶體硅基體的背表面印刷金屬漿料形成背面電極;在N型晶體硅基體的正表面使用金屬絲制備與所述P+摻雜區(qū)域歐姆接觸的正面電極，燒結(jié)后完成鈍化接觸N型晶體硅電池的制備。
[0010]其中，步驟(3)中，制備正面電極的方法是:將沾附有摻鋁銀漿的金屬絲貼附在N型晶體硅基體的正表面，經(jīng)烘干、燒結(jié)后，金屬絲與p+摻雜區(qū)域形成歐姆接觸。
[0011]其中，步驟(3)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵;然后在分段副柵上鋪設金屬絲，燒結(jié)后的分段副柵、金屬絲和P+摻雜區(qū)域三者之間形成歐姆接觸。
[0012]其中，步驟(3)中，制備正面電極的方法是:在N型晶體硅基體的正表面使用摻鋁銀漿印刷分段副柵，然后進行燒結(jié)處理;在燒結(jié)后的N型晶體硅基體的分段副柵上印刷熱敏導電層;然后在熱敏導電層上鋪設鍍有熱敏導電材料的金屬絲，將鋪設好鍍有熱敏導電材料的金屬絲的N型晶體硅基體進行加熱，使得鍍有熱敏導電材料的金屬絲、熱敏導電層、p+摻雜區(qū)域和分段副柵四者之間形成歐姆接觸。
[0013]其中，所述熱敏導電層是錫膏導電層，所述鍍有熱敏導電材料的金屬絲為錫包銅絲、銀包銅絲、錫包鋁絲或錫包鋼絲中的任一種;所述錫膏含有錫、錫鉛合金、錫鉍合金或錫鉛銀合金中的任一種。
[0014]其中，步驟(I)中，對N型晶體硅基體的正表面進行摻雜處理的方法是:選擇N型晶體硅基體，并對N型晶體硅基體的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體的電阻率為0.5?15Ω.cm;然后將N型晶體硅基體放入工業(yè)用擴散爐中對制絨面進行硼擴散形成正表面的p+摻雜區(qū)域，硼源采用三溴化硼，擴散溫度為900-1000°C，時間為60-180分鐘，硼擴散后的方阻值為40-100 Ω/sqr。
[0015]其中，步驟(2)中，制備隧穿氧化層的方法是硝酸氧化法、高溫熱氧化法、干式臭氧氧化法或者濕式臭氧氧化法;所述硝酸氧化法采用質(zhì)量濃度為40?68%的硝酸溶液，時間為5-20min;所述濕式臭氧氧化法為在去離子水中通入臭氧，使得臭氧濃度達到20-50ppm，反應溫度為30-50°C，時間為5-20min。
[0016]其中，步驟(2)中，在隧穿氧化層上制備含磷多晶硅層的方法是將N型晶體硅基體放入LPCVD設備中，采用磷烷作為摻雜源，在隧穿氧化層上生長含磷多晶硅層;或者將N型晶體硅基體放入LPCVD設備中，首先在其背表面生長本征多晶硅層，然后使用離子注入設備，將磷離子注入該多晶硅層中得到含磷多晶硅層。
[0017]其中，步驟(2)中，進行退火處理的方法是將N型晶體硅基體放入退火爐中進行高溫退火，退火溫度為800-950°C，含磷多晶硅層或者含磷非晶硅層經(jīng)退火后形成η+摻雜多晶娃層。
[0018]其中，步驟(3)中，背面電極的制備方法是:在N型晶體硅基體的背表面使用銀漿印刷背面電極并進行烘干，燒結(jié)的峰值溫度為850-950°C。
[0019]本實用新型提供的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，包括N型晶體硅基體，所述N型晶體硅基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的p+摻雜區(qū)域、正表面鈍化減反膜和正面電極，所述正面電極包括與所述P+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲;所述N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的隧穿氧化層、η+摻雜多晶硅層、背表面鈍化膜和背面電極;所述N型晶體硅基體的長度與厚度的比值為300?10000。
[°02°]其中，所述η+摻雜多晶娃層的厚度大于lOOnm。
[0021]其中，所述隧穿氧化層的厚度為0.5-5nm;所述隧穿氧化層是S12層。
[0022]其中，所述金屬絲通過銀鋁合金材料與所述p+摻雜區(qū)域電連接，所述背面電極是銀背面電極。
[0023]其中，所述正面電極包括分段副柵，所述金屬絲通過分段副柵與所述p+摻雜區(qū)域電連接。
[0024]其中，所述正面電極包括分段副柵和設置在分段副柵上的熱敏導電層，所述分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接;所述金屬絲與所述熱敏導電層電連接。
[0025]其中，所述分段副柵是銀鋁合金分段副柵;所述熱敏導電層是錫膏導電層，所述金屬絲是鍍有熱敏導電材料的金屬絲。
[0026]其中，所述鈍化減反膜是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，所述鈍化膜是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜;所述鈍化減反膜的厚度為70?IlOnm;所述鈍化膜的厚度為不低于20nmo
[0027]本實用新型還提供了一種鈍化接觸N型晶體硅電池組件，包括由上至下依次設置的前層材料、封裝材料、鈍化接觸N型晶體硅電池、封裝材料、背層材料，所述鈍化接觸N型晶體硅電池是上述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池。
[0028]本實用新型還提供了一種鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)，包括一個以上串聯(lián)的鈍化接觸N型晶體硅電池組件，所述鈍化接觸N型晶體硅電池組件是上述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池組件。
[0029]本實用新型的實施包括以下技術(shù)效果:
[0030]本實施例的技術(shù)優(yōu)點主要體現(xiàn)在:(I)N型晶體硅基體背表面覆蓋有一層S12作為隧穿氧化層，該隧穿氧化層可以給硅基體提供優(yōu)良的表面鈍化效果，并且該隧穿氧化層還可以選擇性的讓電子隧穿過去，阻擋空穴通過，減少載流子復合，同時隧穿氧化層上方的η+摻雜多晶硅層可以與背表面電極形成良好的歐姆接觸，基于此本實用新型的鈍化接觸N型晶體硅電池具有較高的開路電壓和短路電流；(2)背面金屬電極與基體硅的沒有直接接觸，相比現(xiàn)有技術(shù)，既沒有破壞硅基體表面的鈍化效果，還減少了金屬和硅界面的復合；(3)金屬電極與η+摻雜多晶硅層之間為歐姆接觸，而η+摻雜多晶硅層和硅基體之間通過隧穿氧化層進行載流子的傳輸，所以電池的填充因子并不會降低；(4)正表面ρ+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。綜合來說，本實用新型可以顯著提高N型電池的開路電壓、短路電流及最終的轉(zhuǎn)換效率，同時可以降低電池片的制作成本。
【附圖說明】
[0031]圖1為本實用新型實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法中步驟一后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0032]圖2為本實用新型實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法中步驟三后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0033]圖3為本實用新型實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法中步驟四后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0034]圖4為本實用新型實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法中步驟六后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0035]圖5為本實用新型實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法中步驟七后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0036]圖6為本實用新型實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法中步驟八后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0037]圖7為本實用新型實施例1的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(a)后的粘附有銀漿的金屬絲示意圖。
[0038]圖8為本實用新型實施例1的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0039]圖9為本實用新型實施例2的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(a)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0040]圖10為本實用新型實施例2的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0041]圖11為本實用新型實施例3的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(a)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0042]圖12為本實用新型實施例3的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(b)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0043]圖13為本實用新型實施例3的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九(C)后的電池結(jié)構(gòu)截面示意圖。
[0044]圖14為本實用新型實施例2和實施例3的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九中非連續(xù)的線條狀分段副柵示意圖。
[0045]圖15為本實用新型實施例2和實施例3的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九中非連續(xù)的圓點狀分段副柵示意圖。
[0046]圖16為本實用新型實施例2和實施例3的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法步驟九中錯位排列的非連續(xù)的圓點狀分段副柵示意圖。
【具體實施方式】
[0047]下面將結(jié)合實施例以及附圖對本實用新型加以詳細說明，需要指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本實用新型的理解，而對其不起任何限定作用。
[0048]參見圖8、圖10和圖13所示，本實施例提供的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，包括N型晶體硅基體10，N型晶體硅基體10的正表面包括依次從內(nèi)到外的ρ+摻雜區(qū)域12、正表面鈍化減反膜14和正面電極，正面電極包括與ρ+摻雜區(qū)域12歐姆接觸的金屬絲26;N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的隧穿氧化層15、n+摻雜多晶硅層16、背表面鈍化膜18和背面電極22 ;N型晶體硅基體的長度與厚度的比值為300?10000，比值優(yōu)選156或者312。!!+摻雜多晶娃層16的厚度大于lOOnm。隧穿氧化層15的厚度為0.5-5nm;隧穿氧化層15是Si02層。本實施例的隧穿氧化層及η+摻雜多晶硅層可以給硅基體提供優(yōu)良的表面鈍化及場鈍化，背面銀電極沒有破壞硅基體表面的鈍化層，載流子可穿過隧穿氧化層無障礙傳輸，因此本實用新型的鈍化接觸N型晶體硅電池具有較高的開路電壓、短路電流和轉(zhuǎn)換效率，設置金屬絲形成正面電極，可減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
[0049]本實施例中，金屬絲26與ρ+摻雜區(qū)域12的連接方式為金屬絲26通過銀鋁合金材料與P+摻雜區(qū)域12電連接，背面電極22是使用銀漿印刷燒結(jié)后得到的銀背面電極;或者正面電極包括分段副柵27，金屬絲通過分段副柵27與ρ+摻雜區(qū)域12電連接;或者正面電極包括分段副柵27和設置在分段副柵27上的熱敏導電層29，分段副柵27與ρ+摻雜區(qū)域電連接;金屬絲與熱敏導電層29電連接。分段副柵27是印刷摻鋁銀漿燒結(jié)后得到的銀鋁合金分段副柵27;熱敏導電層29優(yōu)選錫膏導電層，金屬絲26優(yōu)選鍍有熱敏導電材料的金屬絲。本實施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(如圖15)、非連續(xù)的線條(如圖14)或者錯位排列的非連續(xù)的圓點(如圖16)。
[0050]鈍化減反膜14是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，鈍化膜18是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜；鈍化減反膜14的厚度為70?IlOnm;鈍化膜18的厚度為不低于20nm。背面電極22包括背面主柵和背面副柵(圖中未示出)，背面主柵和背面副柵構(gòu)成H型柵線，其中背面主柵寬0.5-3mm，等間距設置3-6根，背面副柵寬20-60um。
[0051]下述以三個實施例對本實用新型的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法進行詳述:
[0052]實施例1
[0053 ]參見圖1?圖8所示，本實施例的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法，主要包括以下步驟:
[0054](I)、選擇156mm* 156mm的N型晶體硅基體1，并對N型晶體硅基體1的前表面作制絨處理;N型晶體硅基體10的電阻率為0.5?15Ω ?。111，優(yōu)選1?50.cm;N型晶體硅基體10的厚度為50?300μπι，優(yōu)選80?200μπι;完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0055](2)、將步驟(I)處理后的N型晶體硅基體10放入工業(yè)用擴散爐中對制絨面進行硼擴散形成正面的P+摻雜區(qū)域12，硼源采用三溴化硼，擴散溫度為900-1000°C，時間為60-180分鐘。硼擴散后的方阻值為40-100 Ω /sqr，優(yōu)選50-70 Ω /sqr。
[0056](3)、將硼擴散后的N型晶體硅基體10放入刻蝕清洗機中，去除背面的硼擴散層和正面的硼硅玻璃層。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0057](4)、在步驟(3)處理后的N型晶體硅基體10背表面生長一層隧穿氧化層15，工作時光生載流子能夠穿透隧穿氧化層15形成電導通，本實施例中隧穿氧化層15是S12層。生長隧穿氧化層15的方法有硝酸氧化法、高溫熱氧化法、干式臭氧氧化法或濕式臭氧氧化法。本實施例采用硝酸氧化法，將N型晶體硅基體10放入質(zhì)量濃度為68%的硝酸溶液中，時間為5-20min，隧穿氧化層15的厚度為0.5-5nm。還可以采用濕式臭氧氧化法，氧化條件為在去離子水中通入臭氧，使得臭氧濃度達到20-50ppm，反應溫度為30-50°C，時間為5_20min。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0058](5)、在步驟(4)處理后的N型晶體硅基體1放入LPCVD設備(低壓化學氣相沉積)中，采用磷烷作為摻雜源，在其背表面的隧穿氧化層15上生長含磷多晶硅層，含磷多晶硅層的厚度為大于lOOnm。本實施例還可以使用APCVD或PECVD設備在隧穿氧化層上制備含磷非晶娃層。
[0059](6)、在步驟(5)處理后的N型晶體硅基體10放入退火爐中進行高溫退火。退火溫度為800-950°C。含磷多晶硅層或者含磷非晶硅層經(jīng)退火后形成η+摻雜多晶硅層16。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0060](7)、在步驟(6)處理后的N型晶體硅基體10的正表面生長鈍化減反膜14，并在N型晶體硅基體10的背表面生長鈍化膜18。鈍化減反膜14是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種或多種，其厚度為70?llOnm。背表面的鈍化膜18是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜，其厚度為不低于20nm。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0061](8)、在N型晶體硅基體10的背表面使用銀漿印刷背面電極22并進行烘干。完成本步驟后的電池結(jié)構(gòu)如圖6所示。
[0062](9)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個步驟:
[0063](a)如圖7所示，將可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿24粘附在金屬絲26的一側(cè)，粘附在金屬絲26上的摻鋁銀漿24可以非連續(xù)地沾附在金屬絲上，亦可以連續(xù)地沾附在金屬絲上;金屬絲26的截面形狀可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以是方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲。
[0064](b)、如圖8所示，將多條沾附有摻鋁銀漿24的金屬絲26等間距平行貼附在N型晶體硅基體1的正表面并烘干，金屬絲26之間的間距為1-3mm;
[0065](c)、將步驟(b)后的N型晶體硅基體10置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)的峰值溫度不高于900 °C。至此，完成鈍化接觸N型晶體硅電池的制備。
[0066]實施例2
[0067]參見圖1至圖6、圖9、圖10、圖14至圖16所示，本實施例中的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法，包括以下步驟:
[0068]步驟(I)?(8)與實施例1相同，此處不再贅述。
[0069](9)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個步驟:
[0070](a)如圖9所示，使用可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿在N型晶體硅基體10的正表面印刷分段副柵27。分段副柵27的長度小于或等于電池片的邊長，本實施例為154mm，優(yōu)選分段副柵互相平行。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。本實施例中，分段副柵27由非連續(xù)的圓點組成，圓點直徑為30-300微米。本實施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(如圖15)、非連續(xù)的線條(如圖14)或者錯位排列的非連續(xù)的圓點(如圖16)。
[0071](b)、如圖10所示，在分段副柵27上一一對應地鋪設金屬絲26形成連續(xù)的副柵線。金屬絲26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲，長度為154mm，直徑為40-80微米。鋪設時務必使金屬絲26接觸分段副柵27上的摻鋁銀漿層。
[0072](c)、將步驟(b)后的N型晶體硅基體10置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)的溫度不高于9000C ο至此，完成鈍化接觸N型晶體硅電池的制備。
[0073]實施例3
[0074]參見圖1至圖6、圖11至圖16所示，本實施例中的一種鈍化接觸N型晶體硅電池的制備方法，包括以下步驟:
[0075]步驟(I)?(8)與實施例1相同，此處不再贅述。
[0076](9)、完成N型晶體硅基體10正表面的金屬化，其過程包括如下幾個步驟:
[0077](a)如圖11所示，使用可以與ρ+摻雜區(qū)域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿在N型晶體硅基體10的正表面印刷分段副柵27并進行燒結(jié)。分段副柵27的長度小于或等于電池片的邊長，本實施例為154mm，優(yōu)選分段副柵互相平行。分段副柵27可以由非連續(xù)的線條組成，每段線條長30-300微米，寬30-300微米。分段副柵27還也可以由非連續(xù)的圓點組成，圓點直徑30-300微米。燒結(jié)的溫度不高于900°C。本實施例中分段副柵27的圖案形狀可以為非連續(xù)的圓點(如圖15)、非連續(xù)的線條(如圖14)或者錯位排列的非連續(xù)的圓點(如圖16)。
[0078](b)、如圖12所示，將步驟(a)處理后的N型晶體硅基體10置于印刷機，印刷熱敏導電層29，印刷熱敏導電層29優(yōu)選錫膏導電層。熱敏導電層29的過墨圖案可以為非連續(xù)的線條，每段線條長40-300微米，寬40-300微米。熱敏導電層29的過墨圖案還也可以為非連續(xù)的圓點，圓點直徑40-300微米。印刷時務必使過墨后的熱敏導電層29位于分段副柵27上。
[0079](C)、如圖13所示，在熱敏導電層29上一一對應地鋪設金屬絲26形成連續(xù)的副柵線。金屬絲26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;金屬絲26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬絲26可以是銅絲、銀包銅絲或者其他合金絲，長度為154mm，直徑為40-80微米。鋪設時務必使金屬絲26接觸錫膏導電層29。
[0080](d)、對步驟(C)后的N型晶體硅基體10進行加熱，使得金屬絲26、熱敏導電層29和分段副柵27三者形成歐姆接觸。加熱方式采用紅外加熱，回流峰值溫度為183-250度。至此，完成純化接觸N型晶體娃電池的制備。
[0081]本實施例的技術(shù)優(yōu)點主要體現(xiàn)在:(I)N型晶體硅基體背表面覆蓋有一層S12作為隧穿氧化層，該隧穿氧化層可以給硅基體提供優(yōu)良的表面鈍化效果，同時隧穿氧化層上方的η+摻雜多晶硅層可以為硅基體提供較好的場鈍化效果，基于此本實用新型的鈍化接觸N型晶體硅電池具有較高的開路電壓和短路電流；(2)背面金屬電極與基體硅的沒有直接接觸，相比現(xiàn)有技術(shù)，既沒有破壞硅基體表面的鈍化效果，還減少了金屬和硅界面的復合；(3)金屬電極與η+摻雜多晶硅層之間為歐姆接觸，而η+摻雜多晶硅層和硅基體之間通過隧穿氧化層進行載流子的傳輸，所以電池的填充因子并不會降低；(4)正表面ρ+摻雜區(qū)域的金屬化舍棄常規(guī)的印刷摻鋁銀漿制作主柵和副柵的方法，通過設置金屬絲來形成副柵，在保證金屬絲副柵線電阻不增加的情況下，極大的減少電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。綜合來說，本實用新型可以顯著提高N型電池的開路電壓、短路電流及最終的轉(zhuǎn)換效率，同時可以降低電池片的制作成本。
[0082]本實施例還提供了一種鈍化接觸N型晶體硅電池組件，包括由上至下連接的前層材料、封裝材料、鈍化接觸N型晶體硅電池、封裝材料、背層材料，鈍化接觸N型晶體硅電池是上述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池。本實施例的鈍化接觸N型晶體硅電池組件的結(jié)構(gòu)及工作原理使用本領域公知的技術(shù)，且本實用新型提供的鈍化接觸N型晶體硅電池組件的改進僅涉及上述的鈍化接觸N型晶體娃電池，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對鈍化接觸N型晶體硅電池及其制備方法進行詳述，對鈍化接觸N型晶體硅電池組件的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎上，即可實現(xiàn)本實用新型的鈍化接觸N型晶體硅電池組件。
[0083]本實施例還提供了一種鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)，包括一個以上串聯(lián)的鈍化接觸N型晶體硅電池組件，鈍化接觸N型晶體硅電池組件是上述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池組件。本實施例的鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理使用本領域公知的技術(shù)，且本實用新型提供的鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)的改進僅涉及上述的鈍化接觸N型晶體硅電池，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對鈍化接觸N型晶體硅電池及其制備方法進行詳述，對鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎上，即可實現(xiàn)本實用新型的鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)。
[0084]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種純化接觸N型晶體娃電池，其特征在于:包括N型晶體娃基體，所述N型晶體娃基體的正表面包括依次從內(nèi)到外的P+摻雜區(qū)域、正表面鈍化減反膜和正面電極，所述正面電極包括與所述P+摻雜區(qū)域歐姆接觸的金屬絲;所述N型晶體硅基體的背表面包括依次從內(nèi)到外的隧穿氧化層、η+摻雜多晶硅層、背表面鈍化膜和背面電極;所述N型晶體硅基體的長度與厚度的比值為300?10000。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述η+摻雜多晶娃層的厚度大于I OOnm ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述隧穿氧化層的厚度為0.5-5nm;所述隧穿氧化層是Si02層。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述金屬絲通過銀鋁合金材料與所述P+摻雜區(qū)域電連接，所述背面電極是銀背面電極。5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述正面電極包括分段副柵，所述金屬絲通過分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述正面電極包括分段副柵和設置在分段副柵上的熱敏導電層，所述分段副柵與所述P+摻雜區(qū)域電連接;所述金屬絲與所述熱敏導電層電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述分段副柵是銀鋁合金分段副柵;所述熱敏導電層是錫膏導電層，所述金屬絲是鍍有熱敏導電材料的金屬絲。8.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池，其特征在于:所述鈍化減反膜是Si02、SiNx或Al2O3介質(zhì)膜中一種，所述鈍化膜是S12和SiNx介質(zhì)膜組成的復合介質(zhì)膜;所述鈍化減反膜的厚度為70?IlOnm;所述鈍化膜的厚度為不低于20nmo9.一種鈍化接觸N型晶體硅電池組件，包括由上至下依次設置的前層材料、封裝材料、鈍化接觸N型晶體硅電池、封裝材料、背層材料，其特征在于:所述鈍化接觸N型晶體硅電池是權(quán)利要求1-8任一所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池。10.一種鈍化接觸N型晶體硅電池系統(tǒng)，包括一個以上串聯(lián)的鈍化接觸N型晶體硅電池組件，其特征在于:所述鈍化接觸N型晶體硅電池組件是權(quán)利要求9所述的一種鈍化接觸N型晶體硅電池組件。
【文檔編號】H01L31/068GK205564790SQ201620362816
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】林建偉, 孫玉海, 劉志鋒, 季根華, 張育政
【申請人】泰州中來光電科技有限公司