CN102386254A - 金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件，属于光伏技术领域。该太阳电池包括：电池衬底之中的第一导电类型区域和第二导电类型区域，形成于电池衬底的正面的副栅线，穿过电池衬底的通孔，电池衬底的背面的主栅电极，电池衬底的背面的第二电极，以及隔离槽；其中，第二电极还用于对其所接触的第二导电类型区域自对准补偿掺杂，第一导电类型区域经过所产生的电流通过被自对准补偿掺杂的第二导电类型区域输出至第二电极。该制备方法中，在电池衬底正面构图形成副栅线、并在电池衬底背面上构图形成主栅电极以及第二电极，第二电极对其所接触的第二导电类型区域自对准补偿掺杂。因此，该背接触太阳电池工艺简单、成本低。

Description

金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及金属绕穿型(Metal WrapThrough，MWT)背接触太阳电池、制备方法及其组件。

背景技术

由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，目前世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮，太阳能利用技术得到了快速的发展，其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的利用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳能转换为电能的器件。在实际应用中，一般是以由多个太阳电池串联(以互连条焊接串联连接)而成的电池组件作为基本的应用单元。

通常地，太阳电池包括pn结，在其电池衬底(如晶体硅)因太阳照射所产生的内部光生电流需要通过电池的电极进行收集并将其汇集引出。太阳电池包括正面以及背面，其中电池工作时被太阳光所照射的一面定义为太阳电池的正面，与该正面相反的一面定义为背面。常规地，在其正面形成用于收集电流的副栅线(或次栅线)以及用于汇集副栅线上电流的主栅电极；在其背面上形成背面电极以引出电流。

随着太阳电池发展，近年来提出了将电池正面的主栅电极置于电池衬底背面的背接触型太阳电池。相比于常规太阳电池，背接触型的太阳电池至少具有以下优点：第一是，背接触型的太阳电池因消除了正面主栅电极对太阳光的照射遮蔽损耗(遮光面积减小)而具有更高的转换效率；第二是，将主栅电极和背面电极都形成于同一表面上(背面上)，因此多个电池之间更容易装备成电池组件，制作成本更低；第三是，主栅电极置于背面使电池具有更均匀的外观，所制备形成的电池组件相对更美观(美观对于一些应用是重要的，例如光伏建筑一体化应用)。

其中，金属绕穿型是背接触太阳电池中的一种，这种电池中，电池衬底中形成多个通孔，通过通孔将正面的副栅线与设置在电池背面的主栅电极电连接。美国专利号为US6,384,317B1的、题为“太阳电池及其制备方法(Solar Cell and Process of Manufacturing the Same)”的专利中具体公开了一种金属绕穿型的背接触太阳电池。

图1所示为现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的结构示意图。该电池被以上所提及的专利公开。如图1所示，10为形成于电池衬底正面的副栅线，主栅电极9形成于电池衬底背面，副栅线和主栅电极通过通孔电连接，背面电极6也形成于电池衬底背面。背面电极6用于引出电池衬底的第一半导体类型区域7所产生的电流，副栅线和主栅电极9用于引出电池衬底的第二半导体类型区域8所产生的电流。为避免背面电极6与第一半导体类型区域7形成欧姆接触后造成电池正负极短路，通常在形成第二半导体类型区域8时在背面预留第一半导体类型区域7的外露区域，以在其中构图形成背面电极。这样在扩散掺杂形成第二半导体类型区域8时，需要额外的掩膜版光刻构图，并在扩散后再将掩膜去除，工艺过程复杂。从而不利于减少太阳电池的成本。另外，在专利US6,384,317B1公开的实施例中，如图2和图3所示，在副栅线与主栅电极相电连接处，均通过单个通孔3进行连接，如此在使用丝网印刷工艺在通孔中印刷导电浆料时，比较容易出现浆料不能完全填满通孔导致位于背面的主栅电极和设置于电池正面的副栅线不能形成有效电连接且使串联电阻变大。

故针对现有技术的缺陷，需要研发一种制作成本低、工艺简单、接触良好的金属绕穿型背接触太阳电池。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，降低背接触太阳电池的制备成本，简化背接触太阳电池的工艺流程以及提高副栅线和设置于电池背面的主栅电极之间的连接可靠性。

为解决以上技术问题，按照本发明的一个方面，提供一种金属绕穿型背接触太阳电池，其包括：

电池衬底之中的第一导电类型区域和设置在所述第一导电类型区域之上的第二导电类型区域；

形成于所述电池衬底的正面的、与所述第二导电类型区域电性连接的副栅线；

穿过所述电池衬底的通孔；

基于所述通孔与所述副栅线连接的、构图形成于所述电池衬底的背面的主栅电极；

构图形成于所述电池衬底的背面的、与所述第一导电类型区域电性连接的第二电极；以及

用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽；

其中，所述第二电极还用于对其所接触的所述第二导电类型区域自对准补偿掺杂，所述第一导电类型区域所产生的电流通过被自对准补偿掺杂的第二导电类型区域输出至所述第二电极。

在本发明的太阳电池的一个实施方案中，所述第一隔离槽通过准湿法刻蚀构图形成、或者通过激光构图形成。

在本发明的太阳电池的又一个实施方案中，所述主栅电极中设置镂空区域。

优选地，所述镂空区域设置为方块形状、圆孔状或其他不规则形状，其并设置在所述通孔之间。

在本发明的太阳电池的再一个实施方案中，所述第二电极为铝或者铝合金材料。

在本发明的太阳电池的还一个实施方案中，每条所述副栅线与对应所述主栅电极的连接处设置两个或两个以上所述通孔。

优选地，所述主栅电极为银或者银合金材料。

优选地，所述太阳电池还包括形成于所述第二导电类型区域之上的正面的减反射层。所述减反射层可以为氮化硅。

其中一个实施例中，所述第一导电类型区域为p型半导体区域，所述第二导电类型区域为n型半导体区域。

优选地，所述太阳电池还包括设置于所述太阳电池背面的连接点。

优选地，所述连接点与所述主栅电极同为银或者同为银合金材料，所述连接点与所述主栅电极同步丝网印刷或钢网印刷形成。

其中一个实施例中，所述太阳电池还包括在所述电池衬底正面和/或背面形成的、位于所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区。所述边沿隔离区上设置有第二隔离槽。

按照本发明的又一方面，提供一种金属绕穿型背接触太阳电池的制备方法，其包括步骤：

(1)提供用于制备太阳电池的第一导电类型的电池衬底；

(2)在所述电池衬底中定位形成通孔；

(3)对所述电池衬底表面进行第二导电类型的掺杂以形成第二导电类型区域；以及

(4)在所述电池衬底背面上构图形成主栅电极以及第二电极以及在所述电池衬底正面构图形成副栅线，所述第二电极对其所接触的所述第二导电类型区域自对准补偿掺杂。

在本发明的太阳电池制备方法的一个实施方案中，在步骤(4)之后，还包括步骤：激光刻槽形成隔离槽。具体地，所述隔离槽可以包括：用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽；以及设置在所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区的第二隔离槽。

在本发明的太阳电池制备方法的另一个实施方案中，在步骤(3)之后、步骤(4)之前，还包括步骤：准湿法刻蚀形成用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽。

优选地，在准湿法刻蚀所述第一隔离槽时，同时准湿法刻蚀所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区的PN结。

其中，所述通孔可以通过光刻刻蚀、机械打孔、激光打孔或电子束打孔形成。

优选地，所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括清洗步骤和制绒步骤。

优选地，所述步骤(3)之后、步骤(4)之前还包括去磷硅玻璃的步骤。

优选地，在步骤(3)之后、步骤(4)之前，还包括步骤：在所述电池衬底的正面沉积减反射层。

优选地，所述步骤(4)中，先以第一种银浆印刷形成主栅电极，然后以第二种银浆印刷形成副栅线。

优选地，在所述步骤(4)中，还包括在所述电池衬底背面上形成若干连接点。其中，所述连接点与所述主栅电极同为银或者同为银合金材料，所述连接点与所述主栅电极同步丝网印刷或钢网印刷形成；所述第二电极在所述主栅电极和连接点印刷之后以丝网印刷或钢网印刷形成。

按照本发明的再一方面，提供一种太阳电池组件，所述太阳电池组件包括多个以上所述及的任一种太阳电池，所述太阳电池之间通过互连条连接，并与前基板、背板以及密封粘结层进行层压及装框后形成。

本发明的技术效果是，该发明中可以以第二电极作为扩散源对第二导电类型区域自对准补充掺杂，从而在形成第二导电类型区域时不需要另外的构图步骤，第二电极自对准地与第一导电类型区域形成欧姆接触。因此，该MWT背接触太阳电池工艺简单、成本低。

附图说明

图1是现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的结构示意图；

图2是现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的一个实施例的正面结构示意图；

图3是现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的另一个实施例的正面结构示意图；

图4是按照本发明实施例的MWT背接触太阳电池的正面结构示意图；

图5是按照本发明实施例的MWT背接触太阳电池的背面结构示意图；

图6是图4和图5所示实施例的MWT背接触太阳电池的局部截面结构示意图；

图7是按照本发明提供的第一实施例的MWT背接触太阳电池的制备方法过程示意图；

图8至图13是按照图7所示制备方法过程的结构变化示意图；

图14是按照本发明提供的第二实施例的MWT背接触太阳电池的制备方法过程示意图；

图15至图17是按照图14所示制备方法过程的结构变化示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。在附图中，为了清楚起见，有可能放大了层的厚度或者区域的面积，但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。附图中，相同的标号指代相同的结构部分，因此将省略对它们的描述。

本发明中的“太阳电池的正面”是指电池工作时接收太阳光照射的一面，即光接收面，而本发明中的“太阳电池的背面”是指与“太阳电池的正面”相反的一面。

图4所示为按照本发明实施例的MWT背接触太阳电池的正面结构示意图。图5所示为按照本发明实施例的MWT背接触太阳电池的背面结构示意图。图6所示为图4和图5所示实施例的MWT背接触太阳电池的局部截面结构示意图。结合图4、图5和图6所示对本发明的太阳电池作详细说明如下。

该实施例的MWT背接触太阳电池100基于电池衬底110形成。在该实施例中，选择p型单晶硅片作为电池衬底，但是这并不是限制性的，例如电池衬底110还可以为多晶硅材料或其他类型的太阳电池基体材料。太阳电池的电池衬底110的具体形状也不受图示实施例限制。如图6所示，在该实施例中，电池衬底110中包括衬底本身的p型半导体区域112以及对衬底掺杂形成的n型半导体区域111。p型半导体区域112和n型半导体区域111形成太阳电池的pn结，n型半导体区域的电流通过太阳电池的正面副栅线和主栅电极引出，p型半导体区域的电流通过太阳电池的背面电极引出。

参阅图4，太阳电池的正面120上，形成若干条副栅线130，副栅线130用于收集太阳电池的正面120所产生的电流。常规地，副栅线130之间平行设置，副栅线130之间的间距和副栅线130本身的宽度不受本发明限制。通常地，副栅线130可以是以银浆通过丝网印刷而成，在该实施例中，副栅线130是形成在正面的n型半导体区域111表面上。

为形成MWT背接触太阳电池，在副栅线130上形成若干个穿透电池衬底110的通孔140。每条副栅线130上，相隔一定距离后会与主栅电极150(图4、图6中所示)交叉连接，从而主栅电极150可以有效地汇集并引出副栅线130收集的电池正面的电流。在该发明中，在其每条副栅线130与对应主栅电极150的连接处，设置两个或两个以上的通孔140(例如优选地设置两个通孔)，从而在连接处至少可以通过两个通孔140连接主栅电极150。通孔140可以通过光刻刻蚀、机械打孔、激光打孔、电子束打孔等方法形成。为降低成本和提高工艺速度，现有技术中，在每条副栅线130与对应主栅电极150的连接处通常仅设置一个通孔(如图2所示)，或者多条副栅线共用一个通孔(如图3所示)。但是随着太阳电池的厚度越来越薄、制孔工艺的不断提高，例如采用激光制孔，通孔140的制造成本越来越低，加工速度也越来越快；同时，由于在丝网印刷形成主栅电极150时，浆料相对不易填充通孔140，因此，当通孔数量较少时，有可能导致少数通孔并没有被有效填充，从而影响副栅线130和主栅电极150之间的连接可靠性。通过在连接处设置两个或两个以上的通孔时，可以大大降低或避免由于通孔填充连接所造成的可靠性问题，大大提高副栅线与主栅电极的连接可靠性。优选地，如图4所示实施例，在副栅线130与对应主栅电极150的连接处设置两个通孔140，两个通孔140之间的距离取决于主栅电极150的宽度，两个相邻通孔140基本同时落在主栅电极150的宽度范围内。

参阅图5，主栅电极150通过银浆丝网印刷或钢网印刷而成，多条主栅电极150并行排列地形成于太阳电池的背面。太阳电池的背面上还形成第二电极即背面电极160。如图5和图6所示，主栅电极150和背面电极160之间设置正负极隔离区170，在该实施例中，正负极隔离区170环绕主栅电极150。在每个正负极隔离区170上设置有隔离槽171(或172)(以下将具体描述)。在太阳电池的边沿处，还在电池衬底正面或背面设置有正负极隔离槽或隔离区。比如在电池背面形成环绕所有主栅电极150和所有背面电极160的边沿隔离区175。正负极隔离区170上的隔离槽171(或172)及边沿隔离区175上的隔离槽176有两种实现方法，一种是采用准湿法隔离方法，即采用点胶或丝网印刷的方法、将与半导体衬底110反应的化学浆料涂覆在欲形成隔离槽的边沿隔离区175和正负极隔离区170的电池衬底110上，通过化学浆料与半导体衬底110蚀刻反应有效地去除所涂覆区域的pn结，从而形成边沿隔离区域175和正负极隔离区170对应的隔离槽；另一种是直接采用激光刻槽法，在正负极隔离区170及边沿隔离区175上形成隔离槽。

继续如图5和图6所示，在通孔140中，主栅电极150可以与n型半导体区域111形成欧姆接触，当然主栅电极150还可以与背面的n型半导体区域111形成欧姆接触。优选地，在主栅电极150上设置若干镂空区域151，从而可以大大减小主栅电极金属与硅(也即n型半导体区域111)的接触面积，有效地降低金属与硅的复合率，进而提高太阳电池的转换效率。同时，设置镂空区也能大大减少主栅电极金属用量(例如银浆料)，从而降低太阳电池的成本。镂空区域151在该实施例中设置为方块形结构，但是其具体形状是不受本发明实施例限制的，例如还可以为圆孔状或其他不规则形状等。镂空区域151在主栅电极上的位置以及形状大小以不影响主栅电极与通孔中金属的电性连接为原则。

继续如图6所示，背面电极160本身是直接形成在n型半导体区域之上，从而与局部n型半导体区域111相接触。通过选择电极的类型，使其能够对其所接触的n型半导体区域111补偿掺杂，例如选择III A簇的金属元素作为背面电极材料，优选地，背面电极160为铝或者铝合金。因此，铝可以对其所接触的n型半导体区域111进行p型掺杂(特别是在形成铝电极的金属化过程中)。从而会在每个背面电极160所邻接的电池衬底上形成补偿掺杂区180。在该实施例中，补偿掺杂区180为p型半导体区域，其p型掺杂浓度可以选择大于p型半导体区域112的掺杂浓度，从而易于与背面电极160形成欧姆接触，减少电极160与电池衬底之间的接触电阻。需要说明的是，补偿掺杂区180与p型半导体区域112通常是没有如图6所示的明显界限的，这是由于以背面电极作为掺杂的源往电池衬底里掺杂时，根据扩散掺杂的特点，掺杂元素铝会一直扩散至p型半导体区域112中。

因此，p型半导体区域111所产生的电流通过补偿掺杂区180可以输出至背面电极160，背面电极160与p型半导体区域112之间可以自对准地形成欧姆接触，在制备形成n型半导体区域时不需要另外的光刻构图工艺，制备成本得以降低。

继续如图6所示，为在背面实现主栅电极150与背面电极160的隔离，在正负极隔离区170上设置隔离槽171，隔离槽171环绕主栅电极150的四周，从而物理上实现了良好地隔离。在该实施例中，隔离槽171通过高速激光刻槽工艺形成，隔离槽的深度大于n型半导体区域111的厚度且小于半导体衬底110的厚度，例如，当n型半导体区域111的厚度范围为0.2微米时，隔离槽的深度至少大于0.2微米。隔离槽171的具体宽度不是限制性的。同时，在图6所示实施例中，在电池衬底正面设置环绕所有副栅线130的隔离槽176，较佳地，还可以在电池衬底背面设置环绕所有主栅电极和150和背面电极160的隔离槽176。正面和/或背面的隔离槽176均是设置在太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区175中。边沿隔离槽176也是通过高速激光刻槽工艺形成，隔离槽176穿过减反射层113、n型半导体区域111至p型半导体区域112。

继续如图6所示，在又一具体实施例中，太阳电池100还包括沉积在电池衬底正面的、n型半导体区域之上的减反射层113。减反射层113可以为氮化硅等材料，其具体厚度范围可以为70-90纳米。通过设置减反射层113，可以有效提高太阳电池的转换效率。

参阅图5所示，在该实施例中，太阳电池100还包括设置于电池背面上的连接点161，其主要用来在制备组件时提供电池与电池之间的连接介质，用来提高电池与互连条的连接特性，有利于提高太阳电池相互连接形成太阳电池组件的连接可靠性。连接点161的数量可以根据要求的连接强度及使用的互连条的特性决定，其并不是限制性的。较佳地，连接点161选择与主栅电极150相同的材料，例如银，从而在丝网印刷或钢网印刷过程形成主栅电极150的同时，可以同步构图形成，有利于进一步简化电池的制备工艺步骤，从而降低太阳电池的制作成本。

以下将具体说明图4至图5所示实施例的MWT背接触太阳电池的制备方法过程。

图7所示为按照本发明提供的第一实施例的MWT背接触太阳电池的制备方法过程示意图。图8至图13所示为按照图7所示制备方法过程的结构变化示意图。以下结合图7、图8至图13说明该实施例的制备方法过程，同时也对该MWT背接触太阳电池的具体结构作示意性地说明。

首先，步骤S10，提供用于制备太阳电池的第一导电类型的电池衬底。如图8所示，在该实施例中，太阳电池是基于电池衬底110制备形成，选择p型单晶硅作为电池衬底110(也即第一导电类型为p型)。具体地，p型单晶硅的电阻率范围可以为0.1ohm·cm-10ohm·cm，但不限于此范围。电池衬底110的正面120被太阳光照射，电池衬底110的背面190在电池工作时并不被太阳光照射。

进一步，步骤S30，在电池衬底中定位形成通孔。如图9所示，在电池衬底110上形成若干个通孔140，通孔140从电池衬底的正面穿透至电池衬底的背面。通孔140可以光刻刻蚀、机械打孔、激光打孔、电子束打孔等方法形成，通常地，选择激光打孔形成。通孔140的具体形状与所选择的制造工艺有关，例如，选择激光打孔时，形成如图9中所示的圆柱形的通孔。通孔140主要用于从背面引出主栅电极，其具体形状和大小不是限制性的。例如，通孔可以选择大致为圆柱形孔，其直径范围约为10微米至1000微米。通孔140是形成于欲构图形成副栅线的位置上，通过定位通孔140的位置，可以定位副栅线130与对应主栅电极150的连接处的位置。

进一步，步骤S50，对电池衬底表面进行第二导电类型的掺杂。如图10所示，在该实施例中，对电池衬底110的表面进行n型掺杂，从而在电池衬底110表面形成n型半导体区域111。具体地，可以选择扩散掺杂、离子注入掺杂等方法。在该发明中，不需要对该掺杂步骤另外进行光刻等构图步骤，因此，在该实施例的该步骤中，n型半导体区域111是包围原来的p型半导体区域112的。

需要说明的是，为去除掺杂过程中在电池衬底表面形成的磷硅玻璃层，通常在第二导电类型的掺杂以后执行去磷硅玻璃的步骤，其中，去磷硅玻璃可以化学清洗的方法去除。

进一步需要说明的是，在又一具体实施例中，通常地，在步骤S30之后、步骤S50之前还包括清洗步骤以及制绒步骤，通过清洗步骤和制绒可以去除由于制造通孔而对电池衬底表面的损伤，特别是激光打孔时对电池衬底表面的热损伤；也可以去除硅片切割造成的切割损伤；并且在电池衬底表面形成绒面(图中未示出)，有利于提高电池的转换效率；同时通孔也被所形成的绒面粗糙化，这有利于改善浆料填充的可靠性。

进一步，步骤S70，在电池衬底的正面沉积减反射层。如图11所示，n型半导体区域之上正面沉积的减反射层113，其可以通过PECVD、PVD等方法形成，减反射层113可以选择为氮化硅等材料，其具体厚度范围可以为70-90纳米。通过设置减反射层113，可以有效提高太阳电池的转换效率。

进一步，步骤S90，在电池衬底的背面构图形成主栅电极150和连接点161，再构图形成背面电极160；并在电池衬底的正面构图形成副栅线。如图12所示，可以选择用常规的丝网印刷或钢网印刷等工艺构图形成包括副栅线130和主栅电极150以及背面电极160。其中，由于副栅线130、主栅电极150和背面电极160的材料不同，其通常也是通过不同的丝网印刷或钢网印刷的构图步骤形成。优选地，可以首先以第一种银浆同时印刷形成主栅电极150和连接点161，此时第一种银浆会对通孔140进行填充；然后可以以第二种银浆印刷形成副栅线130，副栅线130与通孔140中的导电浆料形成电连接，从而使主栅电极150可以与副栅线形成良好的电学接触。背面电极160可以通过铝浆丝网印刷于电池衬底110背面，工艺顺序可以介于形成主栅电极150与副栅线130二者之间。优选地，可以选择先丝网印刷形成主栅电极150和连接点161，因为选用同样的浆料，主栅电极150和连接点160可以同时形成，这样有利于简化工艺，从而降低制造成本。

另外，优选地，在丝网印刷形成主栅电极时，还可以通过设置网版构图在印刷形成主栅电极150时形成若干镂空区域151(如图5中所示)，从而可以大大减小主栅电极金属与硅(也即n型半导体区域111)的接触面积，有效地降低金属与硅的复合，进而提高太阳能的转换效率。同时，设置镂空区也能大大减少主栅电极金属用量(例如银浆料)，从而降低太阳电池的成本。镂空区域151在该实施例中设置为方块形结构，但是其具体形状是不受本发明实施例限制的，例如还可以为圆孔状或其他形状等。镂空区域151在主栅电极上的位置以及形状大小以不影响主栅电极与通孔中金属的连接为原则。

需要说明的是，在印刷形成副栅线130、主栅电极150、背面电极160所使用的浆料中，还可以包括所掺杂的合金元素。例如，银浆中掺杂其它金属元素形成银合金电极，铝浆中掺杂其它金属元素形成铝合金电极。

进一步，步骤S95，激光刻槽形成隔离槽。如图13所示，在背面电极和主栅电极之间的隔离区170构图形成隔离槽171，并在电池的正面和/或者背面(在该实施例中为正面和背面)的四周边沿区域的边沿隔离区域175中构图形成隔离槽176。采用高速的激光刻槽工艺形成隔离槽171，隔离槽171环绕主栅电极150的四周，隔离槽171的深度大于n型半导体区域111的厚度且小于半导体衬底110的厚度，从而物理上实现了良好地隔离。在该实施例中，边沿隔离区175的隔离槽176也是通过高速激光刻槽工艺实现。

至此，图6所示实施例的MWT背接触太阳电池基本形成。

图14所示为按照本发明提供的第二实施例的MWT背接触太阳电池的制备方法过程示意图。相比于图7所示实施例的制备方法过程，其主要差异在于形成用于正负极隔离的隔离槽以及边沿隔离区域的隔离槽的方法差异，因此，步骤S10至S50相同，在此不再赘述。图15至图17所示为按照图14所示制备方法过程的结构变化示意图。以下结合图14、图15至图17进一步说明该实施例的制备方法过程。

步骤S60，准湿法刻蚀形成用于隔离主栅电极和背面电极的隔离槽、以及用于边沿隔离的隔离槽。如图15所示，通过准湿法刻蚀工艺定位形成隔离槽172，即采用点胶或丝网印刷的方法、将与半导体衬底110反应的化学浆料涂覆在欲形成隔离槽的边沿隔离区175和正负极隔离区170的电池衬底110上，通过化学浆料与半导体衬底110蚀刻反应有效地去除所涂覆区域的pn结。在该实施例中，化学浆料涂敷于电池衬底110的四周，从而同时也可以刻蚀反应去除四周表面的部分n型半导体区域111，这样pn结被腐蚀掉，可以有效地实现p型半导体区域和n型半导体区域之间的边沿隔离。在该实施例中，隔离槽172所环绕的区域将构图形成主栅电极150，隔离槽的深度大于n型半导体区域111的厚度，从而物理上实现了良好地隔离。

进一步，步骤S70，在电池衬底的正面沉积减反射层。如图16所示，n型半导体区域之上正面沉积的减反射层113，其可以通过PECVD、PVD等方法形成，减反射层113可以选择为氮化硅等材料，其具体厚度范围可以为70-90纳米。通过设置减反射层113，可以有效提高太阳电池的转换效率。

进一步，步骤S90，在电池衬底背面构图形成主栅电极150、连接点161和背面电极160；在电池衬底正面构图形成副栅线。该步骤与图7所示实施例制备方法的步骤S90基本相同，在此不再一一赘述。通过该步骤形成如图17所示的太阳电池。相比于图13所示太阳电池结构，其主要区别在于，隔离槽172是通过准湿法刻蚀形成。

至此，基本形成了图17所示实施例的太阳电池。

以多个图4和图5所示的MWT背接触太阳电池，可以组装形成太阳电池组件，结合图5所示，将多个MWT背接触太阳电池通过互连条连接形成电池组串，然后加上前基板(通常为玻璃)、背板以及密封粘结层经过层压及装框步骤即可形成具有一定功率输出的太阳电池组件。

需要说明的是，以上所有实施例中，均是基于电池衬底为p型导电类型进行说明的。但是，本领域技术人员悉知，电池衬底也可以选择为n型导电类型，同样相似的太阳电池结构也可以制备形成。当电池衬底为n型导电类型时，电池衬底包括n型半导体区域和包围该n型半导体区域的p型半导体区域，其中副栅线与p型半导体区域直接连接，主栅电极设置于电池背面，背面的另一电极相应地为与n型半导体区域电性连接的背面电极。

以上例子主要说明了本发明的MWT背接触太阳电池、各种制备方法及其太阳电池组件。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (27)

1.一种金属绕穿型背接触太阳电池，其包括：

电池衬底之中的第一导电类型区域和设置在所述第一导电类型区域之上的第二导电类型区域；

形成于所述电池衬底的正面的、与所述第二导电类型区域电性连接的副栅线；

穿过所述电池衬底的通孔；

基于所述通孔与所述副栅线连接的、构图形成于所述电池衬底的背面的主栅电极；

构图形成于所述电池衬底的背面的、与所述第一导电类型区域电性连接的第二电极；以及

用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽；

其中，所述第二电极还用于对其所接触的所述第二导电类型区域自对准补偿掺杂，所述第一导电类型区域所产生的电流通过被自对准补偿掺杂的第二导电类型区域输出至所述第二电极。

2.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第一隔离槽通过准湿法刻蚀构图形成、或者通过激光构图形成。

3.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述主栅电极中设置镂空区域。

4.如权利要求3所述的太阳电池，其特征在于，所述镂空区域设置为方块形状、圆孔状或其他不规则形状，其并设置在所述通孔之间。

5.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第二电极为铝或者铝合金材料。

6.如权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，每条所述副栅线与对应所述主栅电极的连接处设置两个或两个以上所述通孔。

7.如权利要求1或2或3或5所述的太阳电池，其特征在于，所述主栅电极为银或者银合金材料。

8.如权利要求1或2或3或5任一所述的太阳电池，其特征在于，还包括形成于所述第二导电类型区域之上的正面的减反射层。

9.如权利要求8所述的太阳电池，其特征在于，所述减反射层为氮化硅。

10.如权利要求1或2或3或5任一所述的太阳电池，其特征在于，所述第一导电类型区域为p型半导体区域，所述第二导电类型区域为n型半导体区域。

11.如权利要求5所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还包括设置于所述电池背面的连接点。

12.如权利要求11所述的太阳电池，其特征在于，所述连接点与所述主栅电极同为银或者同为银合金材料，所述连接点与所述主栅电极同步丝网印刷或钢网印刷形成。

13.如权利要求1或2或3或5任一所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还包括在所述电池衬底正面和/或背面形成的、位于所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区。

14.如权利要求13任一所述的太阳电池，其特征在于，所述边沿隔离区上设置有第二隔离槽。

15.一种金属绕穿型背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，其包括步骤：

(1)提供用于制备太阳电池的第一导电类型的电池衬底；

(2)在所述电池衬底中形成定位形成通孔；

(3)对所述电池衬底表面进行第二导电类型的掺杂以形成第二导电类型区域；以及

(4)在所述电池衬底背面上构图形成主栅电极以及第二电极以及在所述电池衬底正面构图形成副栅线，所述第二电极对其所接触的所述第二导电类型区域自对准补偿掺杂。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤(4)之后，还包括步骤：激光刻槽形成隔离槽。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述隔离槽包括：用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽；以及设置在所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区的第二隔离槽。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤(3)之后、步骤(4)之前，还包括步骤：准湿法刻蚀形成用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在准湿法刻蚀所述第一隔离槽时，同时准湿法刻蚀所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区的PN结。

20.如权利要求15或16或18所述的方法，其特征在于，所述通孔通过光刻刻蚀、机械打孔、激光打孔或电子束打孔形成。

21.如权利要求15或16或18所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括清洗步骤和制绒步骤。

22.如权利要求15或16或18所述的方法，其特征在于，在步骤(3)之后、步骤(4)之前，还包括步骤：在所述电池衬底的正面沉积减反射层。

23.如权利要求15或16或18所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)之后、步骤(4)之前还包括去磷硅玻璃的步骤。

24.如权利要求15或16或18所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，先以第一种银浆印刷形成所述主栅电极，然后以第二种银浆印刷形成所述副栅线。

25.如权利要求15或16或18所述的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，还包括在所述电池衬底背面上形成若干连接点。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述连接点与所述主栅电极同为银或者同为银合金材料，所述连接点与所述主栅电极同步丝网印刷或钢网印刷形成；所述第二电极在所述主栅电极和连接点印刷之后以丝网印刷或钢网印刷形成。

27.一种太阳电池组件，其特征在于，所述太阳电池组件包括多个如权利要求1至14中任一项所述的太阳电池，所述太阳电池之间通过互连条连接，并与前基板、背板以及密封粘结层进行层压及装框后形成。

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