一種n型雙面太陽能電池及其組件和系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種N型雙面太陽能電池及其組件和系統。本實用新型的一種N型雙面太陽能電池，包括N型晶體硅基體，N型晶體硅基體的正表面包括從內到外依次設置的p+摻雜區域和鈍化減反膜；N型晶體硅基體的背表面包括從內到外依次設置的n+摻雜區域和鈍化膜，N型晶體硅基體的正表面包括正面金屬主柵電極和正面金屬線，所述正面金屬線與所述p+摻雜區域通過銀鋁合金連接；N型晶體硅基體的背表面包括背面金屬主柵電極和正面金屬線，所述正面金屬線與所述n+摻雜區域通過銀連接。其有益效果是：本方法提高了N型雙面太陽能電池的開路電壓，極大的減少了電池的銀漿消耗，從而降低電池片的制作成本。
【專利說明】
一種N型雙面太陽能電池及其組件和系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種N型雙面太陽能電池及其組件和系統。
【背景技術】
[0002]太陽能電池是一種將光能轉化為電能的半導體器件，具有較低的生產成本和較高的能量轉化效率一直是太陽能電池工業追求的目標，η型太陽能電池具有光照無衰減，使用壽命長等優點，是高效晶硅太陽能電池一個重要的發展方向，并且由于η型太陽能電池的正負電極均可以制作成常規的H型柵線電極結構，因此該電池不僅正面可以吸收光，其背表面也能吸收反射和散射光從而產生額外的電力，實現雙面發電。
[0003]然而，N型電池的制造成本較常規電池高出約15%，這主要來自于該電池兩面都要印刷銀漿，銀耗量是常規電池的兩倍，由于銀漿消耗增加帶來制造成本的上升約為10%，因此，減少電池的銀漿消耗是降低該電池成本的關鍵。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種N型雙面太陽能電池及其組件和系統。所述的太陽能電池可以顯著地降低含銀漿料的使用量，從而降低太陽能電池的生產成本。
[0005]本實用新型還提供了一種N型雙面太陽能電池，其技術方案是:
[0006]—種N型雙面太陽能電池，包括N型晶體硅基體，N型晶體硅基體的正表面包括從內到外依次設置的P+摻雜區域和鈍化減反膜;N型晶體硅基體的背表面包括從內到外依次設置的η+摻雜區域和鈍化膜，N型晶體硅基體的正表面包括正面金屬主柵電極和正面金屬線，所述正面金屬線與所述P+摻雜區域通過銀鋁合金連接;N型晶體硅基體的背表面包括背面金屬主柵電極和背面金屬線，所述背面金屬線與所述η+摻雜區域通過銀連接;所述正面金屬主柵電極的長與寬的比值小于或者等于600:1。
[0007]其中，所述鈍化減反膜是S12介質膜、SiNx介質膜或Al2O3介質膜中一種或多種，所述鈍化膜是Si02介質膜和SiNx介質膜組成的復合介質膜。
[0008]其中，所述N型晶體硅基體的厚度為50?300μπι;ρ+摻雜區域的摻雜深度為0.5?
2.Ομπι;鈍化減反膜的厚度為70?IlOnm;鈍化膜的厚度為不低于20nm;n+摻雜區域的摻雜深度為 0.5?2.0μηι。
[0009]其中，正面金屬主柵電極和背面金屬主柵電極的數量均大于2根，正面金屬主柵電極的設置位置和背面金屬主柵電極的設置位置相互對應，并均勻分布在N型晶體硅基體的表面。
[0010]其中，金屬線的截面形狀為圓形、方形或者三角形。
[0011 ] 其中，圓形金屬線的直徑為40_80um。
[0012]其中，正面金屬線之間的間距為l-3mm;背面金屬線之間的間距為l-3mm。
[0013]其中，正面金屬主柵電極和背面金屬主柵電極的寬度為0.5-3mm。
[0014]本實用新型還提供了一種N型雙面太陽能電池組件，包括由上至下依次設置的前層材料、封裝材料、N型雙面太陽能電池、封裝材料、背層材料，所述N型雙面太陽能電池是上述的一種N型雙面太陽能電池。
[0015]本實用新型還提供了一種N型雙面太陽能電池系統，包括一個或多于一個串聯的N型雙面太陽能電池組件，所述N型雙面太陽能電池組件是上述的一種N型雙面太陽能電池組件。
[0016]本實用新型的實施包括以下技術效果:
[0017]本實用新型提出的N型雙面太陽能電池與常規N型雙面太陽能電池相比，本實用新型的不同之處有以下兩點:1、主柵電極不與硅片前后表面的P+摻雜區域和η+摻雜區域形成歐姆接觸，從而極大地降低了金屬電極與硅之間的復合速率，從而提高了 N型雙面太陽能電池的開路電壓;2、與ρ+摻雜區域和η+摻雜區域相歐姆接觸的金屬細柵線是通過沾附有摻鋁銀漿和銀漿的金屬線按照垂直于主柵電極的方向分別粘貼在硅片的前后表面，經烘干、燒結而成，這樣在保證金屬細柵線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。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法步驟一的電池結構截面示意圖
[0019]圖2為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法步驟二的電池結構截面示意圖
[0020]圖3為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法的粘附有摻鋁銀漿的金屬線示意圖
[0021]圖4為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法的粘附有銀漿的金屬線示意圖
[0022]圖5為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法步驟五的電池結構截面示意圖
[0023]圖6為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法得到的電池結構正面平視示意圖
[0024]圖7為本實用新型實施例的一種N型雙面太陽能電池的金屬化方法得到的電池結構背面平視示意圖
【具體實施方式】
[0025]下面將結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。
[0026]參見圖5至圖7所示，本實施例的一種N型雙面太陽能電池，包括N型晶體硅基體10，N型晶體硅基體10的正表面包括從內到外依次設置的ρ+摻雜區域12和正表面鈍化減反膜14;Ν型晶體硅基體的背表面包括從內到外依次設置的η+摻雜區域16和背表面鈍化膜18，Ν型晶體硅基體10的正表面包括正面金屬主柵電極20和正面金屬線26，所述正面金屬線26與所述P+摻雜區域12通過銀鋁合金連接;N型晶體硅基體10的背表面包括背面金屬主柵電極22和背面金屬線28，所述背面金屬線28與所述η+摻雜區域16通過銀連接;正面金屬主柵電極的長與寬的比值小于或者等于600:1，優選154:1，還可以選擇100:1、200:1、300:1、400:1和600:10
[0027]本實施例中所述鈍化減反膜14是Si02介質膜、SiNx介質膜或Α1203介質膜中一種或多種，所述鈍化膜18是Si02介質膜和SiNx介質膜組成的復合介質膜;N型晶體硅基體10的厚度為50?300μπι;ρ+摻雜區域12的摻雜深度為0.5?2.Ομπι;鈍化減反膜14的厚度為70?I 1nm;鈍化膜18的厚度為不低于20nm; η+摻雜區域16的摻雜深度為0.5?2.Ομπι。優選，正面金屬主柵電極20和背面金屬主柵電極22的數量均大于2根，正面金屬主柵電極20的設置位置和背面金屬主柵電極22的設置位置相互對應，并均勻分布在N型晶體硅基體10的表面，正面金屬主柵電極20和背面金屬主柵電極22的寬度均為0.5-3mm。粘附在金屬線上的摻鋁銀漿或者銀漿非連續地沾附在金屬線上或者連續地沾附在金屬線上。所述金屬線的截面形狀為圓形、方形或者三角形，圓形金屬線的直徑為40-80um。
[0028]參見圖1至圖7所示，本實施例中的N型雙面太陽能電池的金屬化方法包括如下步驟:
[0029 ] (I )、如圖1所示，制備金屬化前的N型雙面太陽能電池，包括N型晶體硅基體1，N型晶體硅基體的正表面包括從內到外依次設置的ρ+摻雜區域12和正表面鈍化減反膜14;N型晶體硅基體的背表面包括從內到外依次設置的n+摻雜區域16和背表面鈍化膜18。其中正表面的鈍化減反膜14是Si02、SiNx和A1203介質膜中一種或多種，背表面的鈍化膜18是Si02或SiNx介質膜組成的復合介質膜。N型晶體硅基體10的厚度為50?300μπι;ρ+摻雜區域12的摻雜深度為0.5?2.Ομπι;正表面鈍化減反膜的厚度為70?I 1nm;背表面鈍化膜18的厚度為不低于20nm;n+摻雜區域16的摻雜深度為0.5?2.Ομπι。
[0030](2)、如圖2所示，通過印刷金屬漿料并烘干形成與硅片前后表面相接觸的正面金屬主柵電極20和背面金屬主柵電極22，正面金屬主柵電極20和背面金屬主柵電極22所采用金屬漿料不燒穿硅片前后表面的鈍化膜，即正面金屬主柵電極20和背面金屬主柵電極22與硅片正表面P+摻雜區域12和背表面η+摻雜區域16不形成歐姆接觸，硅片前后表面主柵電極的數量均要求大于2根，并要求娃片前后表面的主柵電極對應，位置相同并均勾分布在硅片表面，主柵線的寬度為0.5-3mm。
[0031](3)、如圖3所示，將可以與N型雙面電池ρ+摻雜區域12形成歐姆接觸的摻鋁銀漿24涂在正面金屬線26的一側，粘附在正面金屬線26上的摻鋁銀漿可以非連續的沾附在金屬線上，亦可以連續地沾附在金屬線上;正面金屬線26的截面可以為圓形，其直徑為40-80um ；正面金屬線26的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬線可以是銅絲或者銀包銅絲。
[0032](4)、如圖4所示，將可以與N型雙面電池η+摻雜區域16形成歐姆接觸的銀漿30涂在背面金屬線28的一側，涂在背面金屬線28上的銀漿可以非連續的沾附在金屬線上，亦可以連續地沾附在金屬線上；背面金屬線28的截面可以為圓形，其直徑為40-80um;背面金屬線28的截面形狀亦可以方形或三角形。金屬線可以是銅絲或者銀包銅絲。
[0033](5)、如圖5所示，將多條沾附有摻鋁銀漿24的正面金屬線26按照垂直于正面金屬主柵電極20的方向等間距平行粘貼在硅片的正表面并烘干，正面金屬線26之間的間距為1-3mm;再將沾附有銀漿30的背面金屬線28按照垂直于背面金屬主柵電極22的方向等間距平行粘貼在硅片的背表面并烘干，正面金屬線26之間的間距為l-3mm;
[0034](6)、將上述沾附有金屬線的N型雙面電池置于燒結爐中燒結，燒結的溫度不高于900攝氏度，N型雙面電池的正面平視圖如圖6所示，背面平視圖如圖7所示，至此，完成N型雙面電池的金屬化。
[0035]本實用新型提出的N型雙面太陽能電池的金屬化方法與常規N型雙面太陽能電池的金屬化工藝相比，本實用新型的不同之處有以下兩點:1、主柵電極不與硅片前后表面的P+摻雜區域和η+摻雜區域形成歐姆接觸，從而極大地降低了金屬電極與硅之間的復合速率，從而提高了 N型雙面太陽能電池的開路電壓;2、與ρ+摻雜區域和η+摻雜區域相歐姆接觸的金屬細柵線是通過沾附有摻鋁銀漿和銀漿的金屬線按照垂直于主柵電極的方向分別粘貼在硅片的前后表面，經烘干、燒結而成，這樣在保證金屬細柵線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。
[0036]本實施例還提供了一種N型雙面太陽能電池組件，包括由上至下連接的前層材料、封裝材料、N型雙面太陽能電池、封裝材料、背層材料，N型雙面太陽能電池是上述的一種N型雙面太陽能電池。本實施例的N型雙面太陽能電池組件的結構及工作原理使用本領域公知的技術，且本實用新型提供的N型雙面太陽能電池組件的改進僅涉及上述的N型雙面太陽能電池，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對N型雙面太陽能電池及其制備方法進行詳述，對N型雙面太陽能電池組件的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領域技術人員在本說明書描述的內容基礎上，即可實現本實用新型的N型雙面太陽能電池組件。
[0037]本實施例還提供了一種N型雙面太陽能電池系統，包括一個或多于一個串聯的N型雙面太陽能電池組件，N型雙面太陽能電池組件是上述的一種N型雙面太陽能電池組件。本實施例的N型雙面太陽能電池系統的結構及工作原理使用本領域公知的技術，且本實用新型提供的N型雙面太陽能電池系統的改進僅涉及上述的N型雙面太陽能電池，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對N型雙面太陽能電池及其制備方法進行詳述，對N型雙面太陽能電池系統的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領域技術人員在本說明書描述的內容基礎上，即可實現本實用新型的N型雙面太陽能電池系統。
[0038]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，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.一種N型雙面太陽能電池，包括N型晶體硅基體，N型晶體硅基體的正表面包括從內到外依次設置的P+摻雜區域和鈍化減反膜;N型晶體硅基體的背表面包括從內到外依次設置的η+摻雜區域和鈍化膜，其特征在于:N型晶體硅基體的正表面包括正面金屬主柵電極和正面金屬線，所述正面金屬線與所述P+摻雜區域通過銀鋁合金連接;N型晶體硅基體的背表面包括背面金屬主柵電極和背面金屬線，所述背面金屬線與所述η+摻雜區域通過銀連接;所述正面金屬主柵電極的長與寬的比值小于或者等于600:1。2.根據權利要求1所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:所述鈍化減反膜是S12介質膜、SiNx介質膜或ΑΙ2Ο3介質膜中一種，所述鈍化膜是Si02介質膜和SiNx介質膜組成的復合介質膜。3.根據權利要求1所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:所述N型晶體硅基體的厚度為50?300μπι; p +摻雜區域的摻雜深度為0.5?2.Ομπι;鈍化減反膜的厚度為70?11 Onm;鈍化膜的厚度為不低于20nm; η+摻雜區域的摻雜深度為0.5?2.0ym。4.根據權利要求1?3任一所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:正面金屬主柵電極和背面金屬主柵電極的數量均大于2根，正面金屬主柵電極的設置位置和背面金屬主柵電極的設置位置相互對應，并均勻分布在N型晶體硅基體的表面。5.根據權利要求1所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:金屬線的截面形狀為圓形、方形或者三角形。6.根據權利要求5所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:圓形金屬線的直徑為40_80um。7.根據權利要求1所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:正面金屬線之間的間距為1-3mm;背面金屬線之間的間距為1-3mm。8.根據權利要求1所述的一種N型雙面太陽能電池，其特征在于:正面金屬主柵電極和背面金屬主柵電極的寬度為0.5-3_。9.一種N型雙面太陽能電池組件，包括由上至下依次設置的前層材料、封裝材料、N型雙面太陽能電池、封裝材料、背層材料，其特征在于:所述N型雙面太陽能電池是權利要求1-8任一所述的一種N型雙面太陽能電池。10.—種N型雙面太陽能電池系統，包括一個或多于一個串聯的N型雙面太陽能電池組件，其特征在于:所述N型雙面太陽能電池組件是權利要求9所述的一種N型雙面太陽能電池組件。
【文檔編號】H01L31/04GK205452301SQ201620246236
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】林建偉, 劉志鋒, 孫玉海, 季根華, 張育攭
【申請人】泰州中來光電科技有限公司