CN113782637A - 太阳能电池的制作方法和太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池的制作方法和太阳能电池。太阳能电池的制作方法包括：将硅片制成待制作电路的电池基片，电池基片包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，第一区域与第二区域交叉；在第一区域制备氮化硅层；在氮化硅层上印刷第一浆料；在第二区域印刷第二浆料；烧结印刷了第一浆料和第二浆料的电池基片，以使由第一浆料烧结成的主栅嵌入氮化硅层，并使由第二浆料烧结成的副栅与硅片形成金半接触，副栅与主栅搭接。如此，使得主栅具有较好的焊接性，并使得主栅下的复合损失较少。
Description
技术领域
本申请属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池的制作方法和太阳能电池。
背景技术
相关技术中，在制备了氮化硅薄膜的电池印刷浆料，浆料在烧结过程中烧穿氮化硅薄膜，与硅基底形成金半接触，从而形成导电通道。副栅收集硅基底中的电流汇集到主栅，主栅中的电流通过焊接在主栅上的焊带流到外电路中。然而，过大的金半接触面和嵌入深度会导致复合损失的增加，过小的金半接触面和嵌入深度会导致主栅的焊接性较差。基于此，如何制作太阳能电池以使复合损失较低且主栅焊接性较好，成为了亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种太阳能电池的制作方法和太阳能电池，旨在解决如何制作太阳能电池以使复合损失较低且主栅焊接性较好的问题。
第一方面，本申请提供的太阳能电池的制作方法，包括：
将硅片制成待制作电路的电池基片，所述电池基片包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，所述第一区域与所述第二区域交叉；
在所述第一区域制备氮化硅层；
在所述氮化硅层上印刷第一浆料；
在所述第二区域印刷第二浆料；
烧结印刷了所述第一浆料和所述第二浆料的所述电池基片，以使由所述第一浆料烧结成的主栅嵌入所述氮化硅层，并使由所述第二浆料烧结成的副栅与所述硅片形成金半接触，所述副栅与所述主栅搭接。
可选地，在所述第一区域制备氮化硅层，包括：
制备氮化硅的悬浊液；
将所述悬浊液附着在所述第一区域；
烘烤附着了所述悬浊液的所述电池基片；
烧结烘烤后的所述电池基片。
可选地，制备氮化硅的悬浊液，包括：
混合氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮，以制备所述悬浊液。
可选地，将所述悬浊液附着在所述第一区域，包括：
采用印刷工艺或喷涂工艺将所述悬浊液附着在所述第一区域。
可选地，在所述烘烤附着了所述悬浊液的所述电池基片的步骤中，烘烤温度的范围为100℃-600℃，和/或，烘烤时长的范围为10min-30min。
可选地，在所述烧结烘烤后的所述电池基片的步骤中，烧结温度的范围为700℃-800℃，和/或，烧结时长的范围为1min-5min。
可选地，所述氮化硅层的厚度范围为0.3μm-5μm。
第二方面，本申请提供的太阳能电池，采用上述任一项的方法制作得到。
第三方面，本申请提供的太阳能电池，包括：电池基片、氮化硅层、主栅和副栅，所述电池基片由硅片制成，所述电池基片包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，所述第一区域与所述第二区域交叉，所述氮化硅层位于所述第一区域，所述主栅由在所述氮化硅层上印刷的第一浆料烧结而成，所述主栅嵌入所述氮化硅层，所述副栅由在所述第二区域印刷的第二浆料烧结而成，所述副栅与所述硅片形成金半接触，所述副栅与所述主栅搭接。
可选地，所述氮化硅层的厚度范围为0.3μm-5μm。
本申请实施例的太阳能电池的制作方法和太阳能电池中，硅片的第一区域设有氮化硅层，使得印刷在氮化硅层的第一浆料在烧结时嵌入氮化硅层，从而使得由第一浆料烧结而成的主栅具有较高的拉力，进而使得主栅具有较好的焊接性。同时，主栅和硅片之间没有直接接触，载流子无法到达金属界面，使得主栅下的复合损失较少。而且，副栅与硅片形成金半接触并与主栅搭接，可以将收集到的电流传输给主栅，从而保证电池的正常工作。
附图说明
图1是本申请实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图2是本申请实施例的太阳能电池的结构示意图；
图3是本申请实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图4是本申请实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图5是本申请实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图。
主要元件符号说明：
太阳能电池10、电池基片11、氮化硅层12、正面氮化硅层121、背面氮化硅层122、主栅13、正面主栅131、背面主栅132、副栅14。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参阅图1和图2，本申请实施例的太阳能电池10的制作方法，包括：
步骤S11：将硅片制成待制作电路的电池基片11，电池基片11包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，第一区域与第二区域交叉；
步骤S12：在第一区域制备氮化硅层12；
步骤S13：在氮化硅层12上印刷第一浆料；
步骤S14：在第二区域印刷第二浆料；
步骤S15：烧结印刷了第一浆料和第二浆料的电池基片11，以使由第一浆料烧结成的主栅13嵌入氮化硅层12，并使由第二浆料烧结成的副栅14与硅片形成金半接触，主栅13与副栅14搭接。
本申请实施例的太阳能电池10包括：电池基片11、氮化硅层12、主栅13和副栅14，电池基片11由硅片制成，电池基片11包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，第一区域与第二区域交叉，氮化硅层12位于第一区域，主栅13由在氮化硅层12上印刷的第一浆料烧结而成，主栅13嵌入氮化硅层12，副栅14由在第二区域印刷的第二浆料烧结而成，副栅14与硅片形成金半接触。
本申请实施例的太阳能电池10的制作方法，硅片的第一区域设有氮化硅层12，使得印刷在氮化硅层12的第一浆料在烧结时嵌入氮化硅层12，从而使得由第一浆料烧结而成的主栅13具有较高的拉力，进而使得主栅13具有较好的焊接性。同时，主栅13和硅片之间没有直接接触，载流子无法到达金属界面，使得主栅13下的复合损失较少。而且，副栅14与硅片形成金半接触并与主栅13搭接，可以将收集到的电流传输给主栅13，从而保证电池的正常工作。
具体地，第一区域是与主栅13对应的区域。在本实施例中，一个第一区域与一个主栅13对应。每个主栅13在电池基片11的正投影位于对应的一个第一区域内。
可以理解，在其他的实施例中，一个第一区域可与多个主栅13对应。多个主栅13在电池基片11的正投影位于对应的一个第一区域内。
具体地，第二区域是与副栅14对应的区域。在本实施例中，一个第二区域与一个副栅14对应。每个副栅14在电池基片11的正投影位于对应的一个第二区域内。
在本实施例中，多个第一区域的延伸方向相互平行，多个第二区域的延伸方向相互平行，第一区域的延伸方向与第二区域的延伸方向垂直。如此，使得副栅14与主栅13垂直搭接，较为规律，有利于提高生产效率。
在本实施例中，氮化硅层12包括正面氮化硅层121和背面氮化硅层122，主栅13包括正面主栅131和背面主栅132，副栅包括正面副栅和背面副栅。第一区域包括正面第一区域和背面第一区域。第二区域包括正面第二区域和背面第二区域。正面氮化硅层121位于正面第一区域，正面主栅131设于正面氮化硅层121背离电池基片11的一侧。正面副栅位于正面第二区域。正面主栅131与正面副栅搭接。背面氮化硅层122位于背面第一区域，背面主栅132设于背面氮化硅层122背离电池基片11的一侧。
在本实施例中，在电池基片11的正面采用步骤S12-步骤S15制作正面氮化硅层121、正面主栅131和正面副栅，并且，在电池基片11的背面采用步骤S12-步骤S15制作背面氮化硅层122、背面主栅132和背面副栅。
可以理解，在其他的实施例中，也可仅在电池基片11的正面采用步骤S12-步骤S15制作正面氮化硅层121、正面主栅131和正面副栅；还可仅在电池基片11的背面采用步骤S12-步骤S15制作背面氮化硅层122、背面主栅132和背面副栅。
在本实施例中，第一浆料和第二浆料均为银浆。如此，使得主栅13和副栅14的导电性较好。
可以理解，在其他的实施例中，第一浆料可为铝浆、铜浆或其他浆料。第二浆料可为铝浆、铜浆或其他浆料。第一浆料和第二浆料可以不同。
具体地，在步骤S11中，可对硅片进行制绒处理、扩散处理、激光SE处理、刻蚀处理、退火处理、PERC、PECVD等处理，以制成电池基片11。
具体地，在本实施例中，第二浆料的烧穿能力小于第一浆料的烧穿能力。
如此，使得由第一浆料烧结成的主栅13在氮化硅层12嵌入得较深，从而使得主栅13有有较高的拉力和焊接性。同时，这样使得由第二浆料烧结成的副栅14在电池基片11嵌入得较浅，可以避免烧穿PN结，也可以减少复合损失。
可选地，氮化硅层的12厚度范围为0.3μm-5μm。例如为0.3μm、0.32μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm、2μm、2.5μm、3μm、3.7μm、4μm、4.8μm、5μm。如此，使得氮化硅层12的厚度处于合适范围，可以避免氮化硅层12的厚度过小导致的主栅13穿过氮化硅层12与硅片接触，从而减少主栅13下的复合损失，也可以避免氮化硅层12的厚度过大导致的浪费原料。
请参阅图3，可选地，步骤S12包括：
步骤S121：制备氮化硅的悬浊液；
步骤S122：将悬浊液附着在第一区域；
步骤S123：烘烤附着了悬浊液的电池基片11；
步骤S124：烧结烘烤后的电池基片11。
如此，通过对在第一区域附着了悬浊液的电池基片11进行烘烤和烧结，实现在第一区域制备氮化硅层12，效率较高。
可以理解，在其他的实施方式中，也可利用镀膜设备在第一区域沉积氮化硅层12。
进一步地，可电池基片11上覆盖预设的掩膜，并将覆盖了掩膜的电池基片放入镀膜设备，电池基片11的第一区域自掩膜露出，电池基片11除第一区域以外的区域被掩膜覆盖；在镀膜设备中通入SiH4和NH3，以在第一区域沉积氮化硅层12。
更进一步地，镀膜设备可为等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)设备。如此，沉积速度较快，氮化硅层12品质较好。
更进一步地，可在步骤S12前，在电池基片11除第一区域以外的区域制备掩膜。在步骤S12后，可将掩膜去除，以便进行后续的制作。如此，使得掩膜与电池基片11之间的间隙较小，避免气相沉积时气体通过掩膜与电池基片11之间的间隙进入第一区域以外的区域。
请参阅图4，可选地，步骤S121包括：
步骤S1211：混合氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮，以制备悬浊液。
如此，可以实现制备氮化硅的悬浊液，效率较高。
具体地，可将氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮放入容置槽，并对放入容置槽的氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮进行搅拌。这样，可以使得氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮充分混合。
进一步地，可将氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮同时放入容置槽；也可将氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以不同的顺序放入容置槽。在此不对三者的放入顺序进行限定。
具体地，氮化硅粉末、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮的重量比可为1:(0.1-0.5):(0.1-0.5)。例如为1:0.1:0.1、1:0.1:0.2、1:0.1:0.3、1:0.1:0.4、1:0.1:0.5、1:0.2:0.1、1:0.3:0.1、1:0.3:0.1、1:0.4:0.1、1:0.5:0.1、1:0.4:0.3、1:0.2:0.3。
请参阅图5，可选地，步骤S122包括：
步骤S1221：采用印刷工艺或喷涂工艺将悬浊液附着在第一区域。
如此，可以高效且准确地将悬浊液附着在第一区域，有利于提高生产效率并保证氮化硅层12位于第一区域。
具体地，印刷工艺可为丝网印刷。
具体地，可在步骤S122前，将预设的遮挡件覆盖在电池基片11上，使得第一区域自遮挡件露出，并使得电池基片11除第一区域以外的区域被遮挡件遮挡。如此，可以避免在将悬浊液附着到第一区域的过程中，悬浊液误入电池基片11除第一区域以外的区域，从而可以保证氮化硅层12位于第一区域。
具体地，可在步骤S122前，在电池基片11上除第一区域以外的区域制备掩膜，使得第一区域自掩膜露出，并使得电池基片11除第一区域以外的区域被掩膜覆盖。在步骤S124后，可将掩膜去除，以便进行后续的制作。如此，可以避免在将悬浊液附着到第一区域的过程中，悬浊液误入电池基片11除第一区域以外的区域，也可以避免悬浊液通过掩膜与电池基片11之间的间隙进入第一区域以外的区域，从而保证氮化硅层12位于第一区域。
具体地，在步骤S1221后，可擦拭或吸除位于第一区域外的悬浊液。如此，可以及时清理第一区域外的悬浊液，避免在第一区域外形成氮化硅层12。
可选地，在步骤S123中，烘烤温度的范围为100℃-600℃。例如为100℃、101℃、105℃、110℃、150℃、200℃、280℃、350℃、430℃、560℃、600℃。如此，使得烘烤温度处于合适范围，避免烘烤温度过高导致发生不良反应，也可以避免烘烤温度过低导致的烘烤不充分。
可选地，在步骤S123中，烘烤时长的范围为10min-30min。例如为10min、11min、15min、17min、20min、22min、25min、29min、30min。如此，使得烘烤时长处于合适范围，避免烘烤时长过长导致效率过低，也可以避免烘烤时长过短导致的烘烤不充分。
可选地，在步骤S123前，可在烘烤腔内通入保护气体。如此，可以排除烘烤腔内的杂质气体，避免电池基片11或悬浊液在高温下与杂质气体反应，从而避免产生其他物质影响氮化硅层12的制备。
可选地，在步骤S124中，烧结温度的范围为700℃-800℃。例如为700℃、702℃、715℃、720℃、735℃、744℃、750℃、765℃、780℃、792℃、800℃。如此，使得烧结温度处于合适范围，避免烧结温度过高导致耗能过多，也可以避免烧结温度过低导致的烧结效果较差。
可选地，在步骤S124中，烧结时长的范围为1min-5min。例如为1min、1.2min、1.5min、2min、2.4min、3min、3.6min、4min、4.8min、5min。如此，使得烧结时长处于合适范围，避免烧结时长过长导致效率过低，也可以避免烧结时长过短导致的烧结效果较差。
可选地，在步骤S124前，可在烧结腔内通入保护气体。如此，可以排除烧结腔内的杂质气体，避免电池基片11或氮化硅在高温下与杂质气体反应，从而避免产生其他物质影响氮化硅层12的制备。
在本实施例中，可将附着了悬浊液的电池基片11放入烘箱，从而利用烘箱进行烘烤。可将烘烤后的电池基片11放入隧道炉，从而利用隧道炉进行烧结。如此，能够充分利用烘箱的烘烤优势以及隧道炉的烧结优势，使得烘烤和烧结的效果较好。
在一个例子中，氮化硅层12的厚度为3μm。烘烤温度为500℃，烘烤时长为20min。烧结温度为760℃，烧结时长为3min。
可以理解，在其他的实施例中，可在同一设备进行烘烤和烧结。如此，无需将电池基片11频繁转移，有利于提高生产效率。具体地，腔室内可设有加热灯管。可通过调节加热灯管的功率、调节开启的加热灯管的数量来控制腔室内的温度。
可选地，在步骤S13中，氮化硅层12在电池基片11的正投影覆盖并超出第一浆料的印刷区域在电池基片11的正投影。如此，使得第一浆料的印刷区域的边缘与氮化硅层12的边缘存在一定距离，避免第一浆料沿氮化硅层的侧面流到电池基片11。
在本实施例中，印刷第一浆料和印刷第二浆料均采用丝网印刷的工艺。
本申请实施例的太阳能电池10，采用上述任一项的方法制作得到。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：
将硅片制成待制作电路的电池基片，所述电池基片包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，所述第一区域与所述第二区域交叉；
在所述第一区域制备氮化硅层；
在所述氮化硅层上印刷第一浆料；
在所述第二区域印刷第二浆料；
烧结印刷了所述第一浆料和所述第二浆料的所述电池基片，以使由所述第一浆料烧结成的主栅嵌入所述氮化硅层，并使由所述第二浆料烧结成的副栅与所述硅片形成金半接触，所述副栅与所述主栅搭接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述第一区域制备氮化硅层，包括：
制备氮化硅的悬浊液；
将所述悬浊液附着在所述第一区域；
烘烤附着了所述悬浊液的所述电池基片；
烧结烘烤后的所述电池基片。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，制备氮化硅的悬浊液，包括：
混合氮化硅粉末、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮，以制备所述悬浊液。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，将所述悬浊液附着在所述第一区域，包括：
采用印刷工艺或喷涂工艺将所述悬浊液附着在所述第一区域。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述烘烤附着了所述悬浊液的所述电池基片的步骤中，烘烤温度的范围为100℃-600℃，和/或，烘烤时长的范围为10min-30min。
6.根据权利要求2所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，在所述烧结烘烤后的所述电池基片的步骤中，烧结温度的范围为700℃-800℃，和/或，烧结时长的范围为1min-5min。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述氮化硅层的厚度范围为0.3μm-5μm。
8.一种太阳能电池，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的方法制作得到。
9.一种太阳能电池，其特征在于，包括：电池基片、氮化硅层、主栅和副栅，所述电池基片由硅片制成，所述电池基片包括多个间隔的第一区域和多个间隔的第二区域，所述第一区域与所述第二区域交叉，所述氮化硅层位于所述第一区域，所述主栅由在所述氮化硅层上印刷的第一浆料烧结而成，所述主栅嵌入所述氮化硅层，所述副栅由在所述第二区域印刷的第二浆料烧结而成，所述副栅与所述硅片形成金半接触，所述副栅与所述主栅搭接。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅层的厚度范围为0.3μm-5μm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202110975092.5A CN113782637A (zh) | 2021-08-24 | 2021-08-24 | 太阳能电池的制作方法和太阳能电池 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2014012432A1 (zh) * | 2012-07-16 | 2014-01-23 | 杭州塞利仕科技有限公司 | 一种太阳能电池片正面电极结构及其制作方法 |
| CN112133767A (zh) * | 2019-06-24 | 2020-12-25 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池及其制作方法 |
| CN112234109A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-01-15 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 一种太阳能电池及其正面电极、制备方法和应用 |
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2021
- 2021-08-24 CN CN202110975092.5A patent/CN113782637A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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