CN102956746A - Mwt电池的制造方法 - Google Patents

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王书博
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Abstract

本发明提出了一种MWT电池的制造方法，包括以下步骤：在一硅片上对称地进行打孔，以获得在所述硅片上对称分布的多个通孔；在所述硅片上实施扩散工艺；根据所述多个通孔，在经扩散的硅片表面上进行划线，以将所述硅片划分成多个子电池，以使所述多个子电池中的每一个都包括一个通孔；在所述硅片的正面印刷正面电极；在所述硅片的背面印刷铝背场；以及在所述硅片的背面印刷连接电极，以使所述多个子电池之间彼此纵向串联且横向彼此并联，其中所述正面电极和所述连接电极经由所述通孔导通。本发明的MWT电池制造方法通过将一个硅电池片物理上分割为若干个子电池，并将这些子电池串联或者并联，可以降低材料杂质不均匀以及扩散不均匀带来的效率瓶颈。

Description

MWT电池的制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种MWT(MetallisationWrap-Through，金属穿孔卷绕)电池的制造方法。
背景技术
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。
太阳能电池的光电转换效率同电池正表面的受光面积有密切的关联。传统的太阳能电池受限于其正面电极而容易造成大量受光面积的损失，从而导致光电转换效率低下。
为了提高光电转换效率，一种新的技术应运而生。MWT(金属穿孔卷绕技术)被开发出来应用于太阳能电池制造技术中。该技术通过激光或者其他方法在原硅片上实现穿孔的工艺，达到将原电极引到同一面上的目的，通过减少BUSBAR遮光面积增加电池的转化效率。
目前，MWT结构的单个电池效率能达到20％左右，组件效率能达到17％，其主要优点在于实现了共面拼装和减小了正面遮光损耗，并可以应用于大规模的生产和制造。
但，业界仍期望对MWT结构的太阳能电池进行新的技术改进以获得更好的光电转换效果。
发明内容
本发明的发明人在现有的晶体硅电池基础上对MWT电池的制造工艺做出了全新的改进。通过新结构和工艺的设计，在一块硅片上制备若干个子电池，并且可以将这些子电池串联起来，这样可以避免因为硅片杂质不均匀以及扩散不均匀导致的效率瓶颈问题。实践证明，将本发明的制造方法应用于多晶硅片上会有非常良好的效果。
具体地，本发明提出了一种MWT电池的制造方法，包括以下步骤：在一硅片上对称地进行打孔，以获得在所述硅片上对称分布的多个通孔；在所述硅片上实施扩散工艺；根据所述多个通孔，在经扩散的硅片表面上进行划线，以将所述硅片划分成多个子电池，以使所述多个子电池中的每一个都包括一个通孔；在所述硅片的正面印刷正面电极；在所述硅片的背面印刷铝背场；以及在所述硅片的背面印刷连接电极，以使所述多个子电池之间彼此纵向串联且横向彼此并联，其中所述正面电极和所述连接电极经由所述通孔导通。
较佳地，在上述的制造方法中，所述硅片是P型硅片。
较佳地，在上述的制造方法中，所述打孔的步骤和所述划线的步骤均是用激光进行的。
较佳地，在上述的制造方法中，所述正面电极是在每一子电池中以该子电池中的通孔为中心呈辐射状的电极。
较佳地，在上述的制造方法中，在所述印刷正面电极的步骤之前且在所述划线的步骤之后，该方法可以进一步包括：通过等离子体增强化学气相沉积法在所述硅片的正面镀覆氮化硅减反射膜，其中该氮化硅减反射膜的厚度为80nm、折射率为2.1。
较佳地，在上述的制造方法中，所述扩散工艺为三氯氧磷扩散，且经扩散的表面电阻率为80omh/Sq。
较佳地，在上述的制造方法中，所述通孔的直径为200μm。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。
附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的MWT电池的制造方法的主要步骤的流程图。
图2示意性地示出了根据本发明的方法制造的MWT电池的正表面。
图3示意性地示出了根据本发明的方法制造的MWT电池的背表面。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
图1示意性地示出了根据本发明的MWT电池的制造方法的主要步骤的流程图。如图1所示，本发明的MWT电池的制造方法100主要包括以下步骤：
步骤101：打孔：
例如，硅片可以是1.5-2.5omh.cm的P型硅片。在硅片上对称地进行打孔，以获得在所述硅片上对称分布的多个通孔。例如，参考图2，可以在硅片200上用激光均匀地打9个通孔201。每一通孔201的直径可以是200μm左右。这些通孔201沿硅片200的厚度方向贯穿整个硅片200，成为实现MWT电池的正面和背面导通的通道。当然，打孔的数量可以按照实际需要而进行选择，本发明并不仅限于图2所示的实施例。
步骤102：扩散工艺：
在硅片上实施扩散工艺。优选地，该扩散工艺为三氯氧磷扩散，且经扩散的表面电阻率为80omh/Sq。
步骤103：划线：
根据上述的多个通孔201，在经扩散的硅片表面上进行划线，以将硅片200划分成多个子电池202(如图2和图3所示)，以使所述多个子电池202中的每一个都包括一个通孔201。优选用激光进行划线，且刻蚀深度控制在约1um，以完全去除扩散区域。
步骤104：印刷正面电极：
在所述硅片200的正面印刷正面电极。参考图2，该正面电极203是在每一子电池202中以该子电池202中的通孔201为中心呈辐射状的电极。该正面电极的印刷可以采用任何已知的印刷工艺，例如丝网印刷等等。此外，如本领域中已知的，在该印刷正面电极的步骤之后需要对之烘干。图2中的204表示用于焊接组件的BUSBAR。
步骤105：印刷铝背场：
在所述硅片的背面印刷铝背场。如图3所示，该铝背场301将覆盖每一子电池202的背表面。如本领域中已知的，在该印刷铝背场的步骤之后也需要对之进行烘干。
步骤106：印刷连接电极：
依旧参考图3，在所述硅片200的背面印刷连接电极302，以使所述多个子电池202之间彼此纵向串联且横向彼此并联。其中，上述的正面电极203和上述的连接电极302经由所述通孔201电性导通。如本领域中已知的，在该印刷连接电池的步骤之后也需要对之进行烘干。
此外，根据本发明的一个优选实施例，在所述印刷正面电极的步骤104之前且在所述划线的步骤103之后，本发明的制造方法可以进一步包括：通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在所述硅片的正面镀覆氮化硅减反射膜，其中该氮化硅减反射膜的厚度优选为80nm、折射率优选为2.1。
这样，根据本发明的上述MWT电池制造方法，就可以获得一种新结构的硅电池太阳能电池，该电池特点主要在于：
(1)电池被分为若干子电池；
(2)纵向的子电池相互串联且横向的子电池相互并联；以及
(3)辐射状的正面电极可以保证良好的电流收集。
针对目前晶体硅电池的硅片中杂质不均匀且扩散不均匀的问题，本发明的技术将硅电池结构分散化，更适合于目前晶体硅电池的实际情况，从而可以在光电转换效率上获得较大的提升。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (7)

1.一种MWT电池的制造方法，包括以下步骤：
在一硅片上对称地进行打孔，以获得在所述硅片上对称分布的多个通孔；
在所述硅片上实施扩散工艺；
根据所述多个通孔，在经扩散的硅片表面上进行划线，以将所述硅片划分成多个子电池，以使所述多个子电池中的每一个都包括一个通孔；
在所述硅片的正面印刷正面电极；
在所述硅片的背面印刷铝背场；以及
在所述硅片的背面印刷连接电极，以使所述多个子电池之间彼此纵向串联且横向彼此并联，
其中所述正面电极和所述连接电极经由所述通孔导通。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述硅片是P型硅片。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述打孔的步骤和所述划线的步骤均是用激光进行的。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述正面电极是在每一子电池中以该子电池中的通孔为中心呈辐射状的电极。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述印刷正面电极的步骤之前且在所述划线的步骤之后，该方法进一步包括：通过等离子体增强化学气相沉积法在所述硅片的正面镀覆氮化硅减反射膜，其中该氮化硅减反射膜的厚度为80nm、折射率为2.1。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述扩散工艺为三氯氧磷扩散，且经扩散的表面电阻率为80omh/Sq。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述通孔的直径为200μm。
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