CN115224132A - 一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，它包括增透减反耐磨层制作步骤，即在依次形成正面钝化层和正面减反射层的硅片正面上覆盖一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反射耐磨层。本发明的目的在于提供一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池及其制作方法，可以大幅减少太阳能电池正面与印刷平台、传输皮带等摩擦产生损伤的风险，同时可以使测试分选更加简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池及其制作方法。
背景技术
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。
背接触异质结太阳能电池(HBC)是基于硅基高效异质结工艺制作的背接触太阳能电池，正负电极均设置在电池片的背面。因其正负电极均在电池片背面，电池片正面无任何电极遮挡光线，可以达到最大的光吸收面积，有效的提高太阳能电池效率。背接触异质结太阳能电池最高实验室效率可达到26.63％，是目前硅基单结电池实验室的最高转换效率，备受业界关注。
然而，因背接触异质结电池正面没有栅线，在生产和运输过程中，其易产生损伤，从而降低背接触电池生产良率与产品稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池及其制作方法，可以大幅减少太阳能电池正面与印刷平台、传输皮带等摩擦产生损伤的风险，同时可以使测试分选更加简便。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池，它包括硅片、设于硅片正面上的正面钝化层、设于正面钝化层上的正面减反射层以及设于正面减反射层上的增透减反射耐磨层。
一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，它包括增透减反耐磨层制作步骤，即在依次形成正面钝化层和正面减反射层的硅片正面上覆盖一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反射耐磨层。
较之现有技术而言，本发明的优点在于：
通过在背接触异质结太阳能电池正面形成一层增透减反耐磨层，可以起到耐磨的作用，减少电池后道制造过程中电池正面接触损伤以及成品电池传输损伤，从而提高产品的稳定性及生产良率，同时还可以增加电池对光的吸收，进而提高电池的短路电流及转换效率。
附图说明
图1为本发明实施例太阳电池制作步骤；
图2为本发明实施例提供的正面形成钝化层及与减反层、背面形成交叉排列第一半导体区、隔离区、第二半导体区的n-型硅片截面图；
图3为本发明实施例1硅片背面沉积透明导电膜层的截面图；
图4为本发明实施例1硅片正面形成增透减反耐磨层的截面图；
图5为本发明实施例1硅片背面印刷保护油墨形成隔离槽图案的截面图；
图6为本发明实施例1硅片背面形成隔离槽的截面图；
图7为本发明实施例1硅片背面形成金属栅线的截面图；
图8为本发明实施例2硅片背面沉积透明导电与金属导电复合膜层的截面图；
图9为本发明实施例2硅片正面形成增透减反耐磨层的截面图；
图10为本发明实施例2硅片背面印刷保护油墨形成隔离槽图案的截面图；
图11为本发明实施例2硅片背面形成隔离槽的截面图；
图12为本发明实施例2硅片背面印刷保护油墨形成电镀金属电极图案的截面图；
图13为本发明实施例2硅片背面形成金属栅线的截面图；
图14为本发明实施例2硅片背面形成金属栅线后清洗完保护油墨的截面图。
具体实施方式
一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池，其特征在于：它包括硅片、设于硅片正面上的正面钝化层、设于正面钝化层上的正面减反射层以及设于正面减反射层上的增透减反射耐磨层。
所述增透减反射耐磨层为纳米氧化硅。
所述硅片背面设有第一半导体区、第二半导体区以及设于第一半导体区和第二半导体区之间进行绝缘隔离的隔离槽。
所述第一半导体区和第二半导体区之间设置有隔离区，所述隔离槽设置在隔离区上。
所述第一半导体区包括以半导体基板的第一主面为基底从底到面依次形成的第一型半导体膜层和第一导电膜层，所述第二半导体区包括以半导体基板的第一主面为基底从底到面依次形成的第二型半导体膜层和第二导电膜层，所述隔离区包括以半导体基板的第一主面为基底从底到面依次形成的第一型半导体膜层、隔离膜层、第二型半导体膜层以及隔离导电膜层，所述隔离槽将隔离导电膜层分隔成左右两部分。
所述第一型半导体膜层包括以半导体基板的第一主面为基底从底到面依次形成的第一钝化层和第一半导体层；所述第二型半导体膜层包括以半导体基板的第一主面为底面从底到面依次形成的第二钝化层和第二半导体层；所述第一导电膜层、第二导电膜层和隔离导电膜层分别包括以相应半导体层为基底从底到面依次形成的透明导电层；所述隔离膜层包括在隔离区以第一半导体层为基底形成的隔离绝缘层。
所述增透减反射耐磨层的表面硬度大于3H，折射率为1.2-1.8，AM1.5光谱条件下透射比大于95％。
一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，它包括增透减反耐磨层制作步骤，即在依次形成正面钝化层和正面减反射层的硅片正面上覆盖一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反射耐磨层。
所述增透减反耐磨层制作的具体方法为，在正面减反射层上覆盖一层厚度为10-50um的增透液，采用100-200℃进行2-15min固化，形成厚度为5-40um的增透减反射耐磨层。在一优选方案中，所述增透液包括硅酸乙酯2％-10％、乙醇5-40％，余量为水，以上成分含量为质量百分数；所述增透减反射耐磨层为纳米氧化硅。
所述增透减反耐磨层制作步骤中，通过喷涂、旋涂、刮涂或打印技术在正面减反射层上形成一层增透液。
所述增透减反射耐磨层的表面硬度大于3H，折射率为1.2-1.8，AM1.5光谱条件下透射比大于95％。
所述减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法包括如下步骤，
A.制作正面由里及表形成正面钝化层和正面减反射层，背面形成第一半导体区、隔离区、第二半导体区的硅片；
B.在硅片背面形成导电膜层；
C.进行增透减反耐磨层制作；
D.在隔离区上形成对第一半导体区和第二半导体区进行绝缘隔离的隔离槽；
E.在第一半导体区与第二半导体区表面分别形成导电栅线。
所述步骤B的具体方法为，通过物理气相沉积PVD或活性等离子沉积RPD技术在经步骤A处理的硅片背面沉积透明导电层；或者，通过物理气相沉积PVD或活性等离子沉积RPD技术在经步骤A处理的硅片背面依次沉积透明导电层和金属导电层。
下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：
如图1所示，为本发明实施例太阳电池制作步骤：
S1、提供正面形成正面钝化层33及与正面减反层34，背面形成交叉排列第一半导体区01、隔离区02、第二半导体区03、隔离区02的n-型硅片10；
S2、通过物理气相沉积PVD或活性等离子沉积RPD技术在硅片10背面沉积导电膜层40；
S3、在硅片10正面通过喷墨打印技术形成一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反耐磨层50；
S4、通过印刷保护油墨41在隔离区02形成隔离槽图案，通过化学腐蚀清洗后形成隔离槽42；
S5、通过丝印技术或电镀技术在第一半导体区01与第二半导体区02表面形成交替间隔排列的金属栅线61/62。
实施例1，如图2-7所示：
如图2所示，为S1中提供n-型硅片10的截面图。所述硅片10正面形成的正面钝化层33为本征微晶硅层，厚度为5-15nm，所述正面减反层34为氮化硅层，厚度为80-150nm，通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)形成。所述第一半导体区在硅片10表面依次设有第一钝化非晶硅层21、N型掺杂非晶硅与微晶硅复合层22。所述第二半导体区在硅片10表面依次设有第二钝化非晶层31、P型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层32。所述隔离区在硅片10表面依次设有第一钝化非晶硅层21、N型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层22、氮化硅隔离层23、第二钝化非晶层31、P型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层32，所述第一钝化非晶硅层21、N型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层22、第二钝化非晶层31、P型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层32厚度为5-15nm，氮化硅隔离层23厚度为80-150nm，所述第一钝化非晶硅层21、N型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层22、氮化硅隔离层23、第二钝化非晶层31、P型掺杂非晶硅与微晶硅复合半导体层32均由PECVD沉积形成。所述硅片10可以为铸造单晶硅片或单晶硅片。
如图3所示，为S2中硅片10背面沉积透明导电膜层40的截面图。所述透明导电膜层40为氧化铟锡ITO，厚度为80-100nm，方阻为30-40Ω/□。
如图4所示，为S3中在硅片10正面通过喷墨打印技术形成一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反耐磨层50的截面图。所述增透液厚度为20-30um，固化后增透减反耐磨层厚度为10-25um，所述高温固化温度为150℃、时间为8M，所述增透减反耐磨层表面硬度为4H，折射率为1.35，AM1.5光谱条件下透射比为96.5％。
如图5所示，为S4中在硅片10通过印刷保护油墨41在隔离区形成隔离槽图案的截面图，如图6所示，为S4中通过化学溶液腐蚀清洗后形成隔离槽42后的截面图。所述保护油墨通过印刷后热固化形成，所述热固化温度为150℃、时间为5M，所述腐蚀的化学溶液为溶度5％-15％的盐酸溶液，腐蚀时间为30-120S，所述清洗用的化学溶液为1％-5％的KOH溶液，清洗时间为60-120S。
如图7所示，为S5中在硅片背面第一半导体区与第二半导体区表面印刷低温银浆形成间隔排列的金属栅线61/62的截面图。所述低温银浆通过温度200℃、时间10-15M固化形成，金属栅线61/62的厚度为9-13um，宽度为35-55um。
实施例2，如图8-12所示，与实施例一所不同的是：
如图8所示，为S2中硅片10背面沉积透明导电膜层401与金属导电膜层402的截面图。所述透明导电膜层401为氧化铟锡ITO，厚度为80-100nm，方阻为30-40Ω/□。所述金属导电膜层402为金属铜与氧化铟锡ITO的复合层，其中金属铜的厚度为100nm，氧化铟锡ITO的厚度为20nm。
如图9所示，为S3中在硅片10正面通过喷涂技术形成一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反耐磨层50的截面图。所述增透液厚度为20-30um，固化后增透减反耐磨层厚度为10-25um，所述高温固化温度为150℃、时间为8M，所述增透减反耐磨层表面硬度为4H，折射率为1.35，AM1.5光谱条件下透射比为96.5％。
如图10所示，为S4中在硅片10通过印刷保护油墨41在隔离区形成隔离槽图案的截面图，如图11所示，为S4中通过化学溶液腐蚀清洗后形成隔离槽42后的截面图。所述保护油墨41通过印刷后热固化形成，所述热固化温度为150℃、时间为5M，所述腐蚀的化学溶液为溶度5％-15％的盐酸与10-30％的三氯化铁混合溶液，腐蚀时间为60-180S，所述清洗用的化学溶液为1％-5％的NAOH溶液，清洗时间为60-120S。
如图12所示，为S5中在硅片10背面印刷保护油墨60形成电镀金属电极图案的截面图，所述保护油墨60通过印刷后热固化形成，所述热固化温度为150℃、时间为5M，厚度为5-15um。如图13所示，为S5中在硅片10背面电镀形成金属栅线61/62的截面图，所述金属栅线61/62为表面覆盖金属锡的铜栅线，宽度为100-200um，其中铜的厚度为20-50um，锡的厚度为5-10um。如图14所示，为S5中形成金属栅线61/62后清洗掉保护油墨60的截面图，所述形成金属栅线61/62后清洗用的化学溶液为1％-5％的NAOH溶液，清洗时间为60-120S。
本发明采用以上技术方案，通过在背接触异质结太阳能电池正面形成一层增透减反耐磨层，可以起到耐磨的作用，减少电池后道制造过程中电池正面接触损伤以及成品电池传输损伤，从而提高产品的稳定性及生产良率，同时还可以增加电池对光的吸收，进而提高电池的短路电流及转换效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池，其特征在于：它包括硅片、设于硅片正面上的正面钝化层、设于正面钝化层上的正面减反射层以及设于正面减反射层上的增透减反射耐磨层。
2.根据权利要求1所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池，其特征在于：所述增透减反射耐磨层为纳米氧化硅。
3.根据权利要求1或2所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池，其特征在于：所述增透减反射耐磨层的表面硬度大于3H，折射率为1.2-1.8，AM1.5光谱条件下透射比大于95％。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：它包括增透减反耐磨层制作步骤，即在依次形成正面钝化层和正面减反射层的硅片正面上覆盖一层增透液，之后通过高温固化形成增透减反射耐磨层。
5.根据权利要求4所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述增透减反耐磨层制作的具体方法为，在正面减反射层上覆盖一层厚度为10-50um的增透液，采用100-200℃进行2-15min固化，形成厚度为5-40um的增透减反射耐磨层。
6.根据权利要求4所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述增透减反耐磨层制作步骤中，通过喷涂、旋涂、刮涂或打印技术在正面减反射层上形成一层增透液。
7.根据权利要求4所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述增透液包括硅酸乙酯2％-10％、乙醇5-40％，余量为水，以上成分含量为质量百分数。
8.根据权利要求4所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述增透减反射耐磨层的表面硬度大于3H，折射率为1.2-1.8，AM1.5光谱条件下透射比大于95％。
9.根据权利要求4-8任意一项所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：它包括如下步骤，
A.制作正面由里及表形成正面钝化层和正面减反射层，背面形成第一半导体区、隔离区、第二半导体区的硅片；
B.在硅片背面形成导电膜层；
C.进行增透减反耐磨层制作；
D.在隔离区上形成对第一半导体区和第二半导体区进行绝缘隔离的隔离槽；
E.在第一半导体区与第二半导体区表面分别形成导电栅线。
10.根据权利要求9所述的减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池制作方法，其特征在于：所述步骤B的具体方法为，通过物理气相沉积PVD或活性等离子沉积RPD技术在经步骤A处理的硅片背面沉积透明导电层；或者，通过物理气相沉积PVD或活性等离子沉积RPD技术在经步骤A处理的硅片背面依次沉积透明导电层和金属导电层。
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|---|---|---|---|
| CN202210771961.7A CN115224132A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种减少正面损伤的背接触异质结太阳能电池及其制作方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115939240A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-04-07 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种背接触电池及其制造方法、光伏组件 |
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