CN104201216A - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括P型硅、所述P型硅的正面通过扩散形成N型发射极，所述N性发射极的正面设有钝化膜，所述钝化膜的正面设有正电极，所述正电极为银电极，所述P型硅的背面设有背面钝化层，所述背面钝化层上设有背电场和背电极，所述银电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述银电极。相应的，本发明还提供一种制备上述太阳能电池的方法。本发明结构简单，银层可以填补银电极表面的空洞，有效降低传统太阳电池银电极的孔洞率，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。
晶硅太阳能电池的制造工艺有6道工序，分别为制绒，扩散，去磷硅玻璃和背结，镀膜，丝网印刷，烧结。其中丝网印刷工序分为背银印刷，背铝印刷和正银印刷三个步骤。正银印刷是将银浆印刷在硅片的正面，形成主栅和副栅的栅线结构。
印刷正电极后，硅片通过烧结炉，烘干烧结后，银浆固化形成银电极。在烘干烧结过程中，银浆中的有机物和醇类等物质先后挥发掉，银电极的表面和内部产生很多微小的孔洞。这些空洞导致银电极的导电率下降，进而影响太阳电池的光电转换效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、成本低的太阳能电池，降低电池正面银电极的空洞率。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种太阳能电池的制备方法，其制得的太阳能电池结构简单、成本低、电池正面银电极的空洞率低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括P型硅、所述P型硅的正面通过扩散形成N型发射极，所述N性发射极的正面设有钝化膜，所述钝化膜的正面设有正电极，所述正电极为银电极，所述P型硅的背面设有背面钝化层，所述背面钝化层上设有背电场和背电极，所述银电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述银电极。
作为上述方案的改进，所述电镀的电流为恒定电流。
作为上述方案的改进，所述电镀的电流密度为0.1～8A/dm2。
作为上述方案的改进，所述电镀的电流密度为1～5A/dm2。
作为上述方案的改进，所述银层的厚度为0.5-5μm。
作为上述方案的改进，所述银层的厚度为1-2μm。
相应的，本发明还提供一种制备上述太阳能电池的方法，包括：
选用P型硅为硅片，并在硅片的正面制绒；
在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；
去除扩散过程形成的磷硅玻璃；
在硅片背面形成背面钝化层；
在硅片正面形成钝化膜；
在硅片背面形成背电场和背电极；
在硅片正面形成正电极；
将硅片进行烧结；
采用电镀的方式，在正电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述正电极，所述正电极为银电极。
作为上述方案的改进，所述电镀的过程如下：
将太阳能电池置入电镀药液中，以太阳能电池的银电极作为负极，用纯银板作为阳极，外加电源形成回路，电镀药液中的银离子在银电极上还原成金属银，形成银层。
作为上述方案的改进，所述电镀的电流为恒定电流；
所述电镀的电流密度为0.1～8A/dm2。
作为上述方案的改进，所述银层的厚度为0.5-5μm。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明提供了一种太阳能电池，包括银电极，所述银电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述银电极。本发明采用电镀的方式，由于银电极的每个位置几乎都是导电的，银电极表面的每个位置都电镀上银，而且沉积速率都相同，最终形成一层薄银覆盖住银电极。电镀银可以填补银电极表面的空洞，降低空洞率，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
进一步，所述电镀的电流为恒定电流，达到恒定沉积速率的效果，有利于形成均匀、细致的金属镀层。电镀的电流密度为0.1～8A/dm2，有利于沉积细致的金属镀层，该镀层具有良好的导电性。所述银层的厚度为0.5-5μm，有利于保证其导电性，提高银电极的导电能力。
附图说明
图1是现有太阳能电池的结构示意图；
图2是本发明太阳能电池的结构示意图；
图3是本发明太阳能电池采用的电镀设备的结构示意图；
图4是本发明太阳能电池的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1，图1显示了现有太阳能电池，所述太阳能电池包括P型硅1、所述P型硅1的正面通过扩散形成N型发射极2，所述N性发射极2的正面设有钝化膜3，所述钝化膜3的正面设有正电极4，所述正电极4为银电极，所述P型硅1的背面设有背面钝化层5，所述背面钝化层5上设有背电场6和背电极7。
其中，所述正电极4为银电极。
现有的太阳能电池，其在印刷正电极后，硅片通过烧结炉烘干烧结，银浆固化形成银电极。在烘干烧结过程中，银浆中的有机物和醇类等物质先后挥发掉，银电极的表面和内部产生很多微小的孔洞。这些空洞导致银电极的导电率下降，进而影响太阳电池的光电转换效率。
参见图2，图2显示了本发明太阳能电池，所述太阳能电池包括P型硅1、所述P型硅1的正面通过扩散形成N型发射极2，所述N性发射极2的正面设有钝化膜3，所述钝化膜3的正面设有正电极4，所述正电极4为银电极，所述P型硅1的背面设有背面钝化层5，所述背面钝化层5上设有背电场6和背电极7。所述银电极上电镀有至少一银层8，所述银层8包覆所述银电极。
本发明采用电镀的方式，由于银电极的每个位置几乎都是导电的，银电极表面的每个位置都电镀上银，而且沉积速率都相同，最终形成一层薄银覆盖住银电极。电镀银可以填补银电极表面的空洞，降低空洞率，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
所述电镀的电流为恒定电流，达到恒定沉积速率的效果，有利于形成均匀、细致的金属镀层。
所述电镀的电流密度为0.1～8A/dm2，但不限于此。优选的，所述电镀的电流密度为1～5A/dm2。当电镀的电流密度为0.1～8A/dm2时，有利于沉积细致的金属镀层，该镀层具有良好的导电性。
所述银层8的厚度为0.5-5μm，但不限于此。优选的，所述银层8的厚度为1-2μm。采用0.5-5μm厚的银层，可以保证其导电性，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。本发明的银层不能厚于5μm，否则会影响电极的导电能力。
进一步，所述正电极4包括主栅和副栅，所述主栅和副栅均电镀有所述银层8，可以更全面地填补正电极表面的空洞，降低空洞率，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
优选的，所述正电极4包括3条主栅和多条副栅，所述3条主栅和多条副栅垂直相交。
参见图3，本发明可以通过图3显示的电镀设备制得银层。如图3所示，所述电镀设备包括电镀槽1、置于电镀槽1内的电镀药液2、浸在电镀药液2中的太阳能电池3和纯银板4，所述太阳能电池3和纯银板4通过电源5相连。具体的，电源5的阳极与纯银板4相连接，电源5的阴极与太阳能电池3相连接。
将太阳能电池置入电镀药液中，以太阳能电池的银电极作为负极，用纯银板作为阳极，外加电源形成回路，电镀药液中的银离子在银电极上还原成金属银，形成银层。由于药液的渗透性很强，银电极表面的空洞会被修复填满，有效降低空洞率，提高银电极的导电能力。
需要说明的是，所述电镀药液选用市售的无氰电镀银药液即可。优选的，所述电镀银药液包括主盐，络合剂以及其他辅助成分，其中，主盐选用硝酸银，络合剂选用硫代硫酸钠或硫代硫酸铵，或者磺基水杨酸和铵盐作双络合剂。
参见图4，本发明还提供一种太阳能电池的制备方法，包括
S401、选用P型硅为硅片，并在硅片的正面制绒；
硅片正面为绒面，可以降低表面反射率，增加光的利用率。
S402、在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；
硅片正面进行P扩散后，形成p-n结。
S403、去除扩散过程形成的磷硅玻璃；
去除磷硅玻璃PSG，消除表面的死层。
S404、在硅片背面形成背面钝化层；
所述背面钝化层可以包括：与所述P型硅相连的Al2O3层或SiO2层，以及与所述Al2O3层或SiO2层相连的氮化硅层。这两层膜可以通过等离子增强化学气相沉积的方式获取。
S405、在硅片正面形成钝化膜；
所述钝化膜优选为氮化硅膜，但不限于此。
S406、在硅片背面形成背电场和背电极；
所述背电极为银电极，所述背电场为铝背场，但不限于此。
S407、在硅片正面形成正电极；
所述正电极为银电极，但不限于此。
S408、将硅片进行烧结；
S409、采用电镀的方式，在正电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述正电极，所述正电极为银电极。
本发明采用电镀的方式，由于银电极的每个位置几乎都是导电的，银电极表面的每个位置都电镀上银，而且沉积速率都相同，最终形成一层薄银覆盖住银电极。电镀银可以填补银电极表面的空洞，降低空洞率，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
所述电镀的电流为恒定电流，达到恒定沉积速率的效果，有利于形成均匀、细致的金属镀层。
所述电镀的电流密度为0.1～8A/dm2，但不限于此。优选的，所述电镀的电流密度为1～5A/dm2。当电镀的电流密度为0.1～8A/dm2时，有利于沉积细致的金属镀层，该镀层具有良好的导电性。
所述银层的厚度为0.5-5μm，但不限于此。优选的，所述银层的厚度为1-2μm。采用0.5-5μm厚的银层，可以保证其导电性，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
进一步，所述正电极包括主栅和副栅，所述主栅和副栅均电镀有所述银层，可以更全面地填补正电极表面的空洞，降低空洞率，提高银电极的导电能力，进而提高电池的光电转换效率。
优选的，所述正电极包括3条主栅和多条副栅，所述3条主栅和多条副栅垂直相交。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，所述太阳能电池包括P型硅、所述P型硅的正面通过扩散形成N型发射极，所述N性发射极的正面设有钝化膜，所述钝化膜的正面设有正电极，所述正电极为银电极，所述P型硅的背面设有背面钝化层，所述背面钝化层上设有背电场和背电极，其特征在于，所述银电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述银电极。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电镀的电流为恒定电流。
3.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述电镀的电流密度为0.1～8A/dm2。
4.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述电镀的电流密度为1～5A/dm2。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述银层的厚度为0.5-5μm。
6.如权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述银层的厚度为1-2μm。
7.一种制备如权利要求1-6任一项所述的太阳能电池的制备方法，包括：选用P型硅为硅片，并在硅片的正面制绒；在硅片的正面进行扩散形成N型发射极；去除扩散过程形成的磷硅玻璃；在硅片背面形成背面钝化层；在硅片正面形成钝化膜；在硅片背面形成背电场和背电极；在硅片正面形成正电极；将硅片进行烧结；其特征在于，在将硅片进行烧结的步骤之后，还包括：
采用电镀的方式，在正电极上电镀有至少一银层，所述银层包覆所述正电极，所述正电极为银电极。
8.如权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电镀的过程如下：
将太阳能电池置入电镀药液中，以太阳能电池的银电极作为负极，用纯银板作为阳极，外加电源形成回路，电镀药液中的银离子在银电极上还原成金属银，形成银层。
9.如权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电镀的电流为恒定电流；
所述电镀的电流密度为0.1～8A/dm2。
10.如权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述银层的厚度为0.5-5μm。
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| CN103680674A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 上海比亚迪有限公司 | 晶体硅太阳电池的正面种子层银浆及其制备方法、晶体硅太阳电池及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105932100A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-09-07 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | 一种太阳能电池的制备方法 |
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