CN207852689U - 一种叉指背接触太阳能电池片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种叉指背接触太阳能电池片，所述的电池片包括硅片基底和设于硅片背面的PN结层与电极层，PN结层与电极层之间从上至下还包括一层Al2O3膜和氮化硅薄层，所述的电极包括若干条细栅极和主栅极，所述的细栅极与P区或N区平行，所述的细栅极为分段结构，正极细栅极和负极细栅极交错排列，相同极性细栅极的断开位置在同一条垂直连线上；所述的主栅极与同极性的细栅极垂直相连，位于另一极性细栅极断开位置的垂直连接线上。所述的P区和N区为分段结构，断开的位置与其上细栅极的断开位置一致。该电池结构能够提高电池转换效率，并且简化电池生产程序和减少浆料种类。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池片领域，具体涉及一种叉指背接触太阳能电池片。
背景技术
在当前的光伏行业，受市场因素的影响，电池片转换效率成了企业生存的关键，高效电池片已是大势所趋。叉指背接触太阳能电池电池片，由于其可实现的高转换效率，成为许多企业研发的方向。
叉指背接触太阳能电池中的N区和P区是呈指状交叉排布的，电极在印刷和焊接的过程中，会遇到两种情况：一，正负极主栅汇流电极或用于电池片组件焊接的焊带需要与正负栅线接触电极垂直排布，由于正负极栅线接触电极采用指状交叉并贯穿排布，为防止短路，印刷正负极主栅电极或进行组件焊接前需要在正负栅线接触电极上做绝缘处理；二，正负极栅线接触电极采用分段设计，空出主栅区域，此设计要求主栅电极浆料不能烧穿减反射层，即不能与N区或P区发生接触，增加了工艺复杂性和物料种类。
因此本实用新型提供叉指背接触太阳能电池片的具有新的PN结构层，该PN结构层使得在后续的电极制作过程中能够简化生产和减少浆料种类，降低生产成本并提高电池效率。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种具有新的PN结构层的叉指背接触太阳能电池片，该PN结构层使得在后续的电极制作过程中能够简化生产和减少浆料种类，降低生产成本并提高电池转换效率。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种叉指背接触太阳能电池片，包括硅片基底和设于硅片背面的PN结层与电极层，PN结层与电极层之间从上至下还包括一层Al2O3膜和氮化硅薄层，所述的PN结构层包括间错平行排布的P区和N区；所述的电极层包括正电极和负电极，所述的正电极与P区相接触，所述负电极与N区相接触；所述的Al2O3膜和氮化硅薄层上设有容置电极层的开槽；
所述的电极包括若干条细栅极和主栅极，所述的细栅极与P区或N区平行，所述的细栅极为分段结构，正极细栅极和负极细栅极交错排列，相同极性细栅极的断开位置在同一条垂直连线上；所述的主栅极与同极性的细栅极垂直相连，位于另一极性细栅极断开位置的垂直连接线上；
所述的P区和N区为分段结构，断开的位置与其上细栅极的断开位置一致。
作为本实用新型的进一步改进，所述的主栅极下面的PN结层中同极性的P区或者N区连接，不同极性的P区或者N区断开。
作为本实用新型的进一步改进，所述的N区和P区之间完全接触、或者部分接触、或者不接触。
作为本实用新型的进一步改进，所述的正极细栅极分段的数目与负极细栅极分段的数目相同，所述的细栅极或PN结层的分段数为2-30，每段的长度为0.3-2mm。
作为本实用新型的进一步改进，还包括分别位于电池片两侧的正电极的主栅极和负电极的主栅极，所述的主栅极的数目与另一极性细栅极的分段数相同，所述的正电极主栅极与负电极主栅极数目相同。
作为本实用新型的进一步改进，所述的正极主栅极与负极主栅极呈中心对称。
作为本实用新型的进一步改进，所述同一极性的细栅极的数目为10-2000根。
本实用新型的有益效果：本实用新型提出的叉指背接触太阳能电池片具有新的PN结构层，该PN结构层和电极层的细栅极采用分段结构，主栅极与同极性的细栅极垂直连接，连接细栅极的主栅极穿过不同极性的PN结层时，此PN结层断开，制作电极的过程中无需担心减反射层被烧穿造成短路，因此制作电极的主栅极和细栅极可以用同一款浆料同时制作，即不需要分步制作，又不需要做绝缘处理简化生产步骤，减少物料种类，降低生产成本。另一方面增加了主栅电极区域的PN结使用，可以降低电池片串联电阻，提高电池效率。
附图说明
图1为太阳能电池片剖面图；
图2为现有技术太阳能电池片PN结构层平面图；
图3为本实用新型一种实施例中太阳能电池片PN结构层平面图；
图4为本实用新型第二种实施例中太阳能电池片PN结构层平面图；
图5为图4沿A-A线PN结构层剖面图；
其中：1-硅片基底，201-P区，202-N区，3-Al2O3膜，4-氮化硅薄层，501-正电极，502-负电极。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。
如图1所示的一种叉指背接触太阳能电池片，包括硅片基底和设于硅片背面的PN结层与电极层，PN结层与电极层之间从上至下还包括一层Al2O3膜和氮化硅薄层。
所述的PN结层包括间错平行排布的P区和N区；所述的P区是通过在硅片基底表面扩散B元素形成的，所述N区是在硅片表面扩散P元素形成的。
所述的P区和N区之间可以如图1所示的是相互接触，或者如图5所示的是非接触的，也可以是部分接触。
所述的电极层包括正电极和负电极，所述的正电极与P区相接触，所述负电极与N区相接触。
由于Al2O3和氮化硅薄层为不导电的绝缘层，需要在电极层和PN结层的接触的位置开槽，使得两者充分接触。
所述的电极包括若干条细栅极和主栅极，对于同一极性的细栅极的数目为10-2000根，所述的细栅极与P区或N区平行，所述的正电极的细栅极平行的设置于P区上，所述的负电极的细栅极平行的设置于N区上。
所述的细栅极为分段结构，正极细栅极分段的数目与负极细栅极分段的数目相同。同极性细栅极的断开位置位于同一条垂直连线上，由于两种极性的细栅极是呈交错排列的，因此在该垂直连线上另一极性的细栅极是连续的，即不同极性细栅极断开的连线不会出现在同一条垂直线上。所述的主栅极与同极性的细栅极垂直相连，位于另一极性细栅极断开位置的垂直连接线上，其中细栅极断开位置的空隙尺寸大于主栅极的宽度，以防止短路。
如图3和图4所示，所述的P区和N区为分段结构，其断开的位置与其上细栅极的断开位置一致，避免了与其上的不同极性的主栅极之间构成短路；正极主栅极下面的P区连接，N区断开；负极主栅极下面的N区连接，P区断开。因而制作太阳能电池板的过程中在Al2O3和氮化硅薄层上可以在主栅极经过的区域直接开孔，后续可以同时制作的同极性电极的主栅极和细栅极，无需分步制作，也无需增加额外的绝缘层制作，即减少了工艺步骤，节约能源，又节约了原材料，降低生产成本。
本实用新型的实施例中，所述的细栅极或PN结层的分段数为2-30，每段的长度为0.3-2mm，分段的数目越多，每段的长度就越短。如图4所示的主栅极的数目与另一极性细栅极的分段数相同，所述的主栅极除包括图3所示的分别位于电池片两侧的主栅极之外，还包括设置在另一极性细栅极断开位置的垂直连线上。对于图4所示的实施例二为优选方案，主栅电极数目的增加提高了PN结使用，可以降低电池片串联电阻。
根据以上所述的叉指背接触太阳能电池片，其制作方法包括以下步骤：
S1：利用氢氧化钾碱溶液的腐蚀作用，对制作太阳能电池片的硅片进行背面抛光处理。
S2：本实用新型中采用旋涂的方法向硅片被抛光过的背面掺杂硼元素，形成P区。具体为先用旋涂设备在硅片背表面涂布一层硼源，然后在扩散炉中对硼进行高温推进。在推进结束后进行热氧处理，在表面生长一层二氧化硅保护层。然后利用激光刻槽的方法按照本实用新型中PN结的图形设计，选择性去除N区被扩散的硼。
S3：利用液态磷扩散方法，在管式扩散炉中对硅片背面的N区进行磷扩散。此时可得到本实用新型所设计的PN结图形结构。在此步骤中，磷扩散为整面扩散，由于S2中P区表面生长了二氧化硅保护层，所以P区不会有磷扩散进入；而N区的保护层和扩散过的硼被激光刻蚀掉，可以正常进行磷扩散。
S4：利用常温化学气相沉淀法在S2、S3完成的PN结上镀一层二氧化硅保护层。
S5：将硅片放入氢氧化钾碱性溶液对正面进行制绒处理，之后用HF和HCl的混酸对硅片的表面进行清洗，去除S4中的二氧化硅保护层。
S6：利用背钝化设备，在硅片背面PN结上镀氧化铝和氮化硅，进行背面钝化。具体的过程为先利用氩气携带三甲基铝与笑气混合，然后对混合气电离，在硅片表面沉积氧化铝，作为硅片钝化层。再通过电离氨气与硅烷的混合气，在硅片表面沉积氮化硅。
S7：采用激光开槽法在Al2O3和氮化硅薄膜上设有容置正负极电极主栅极和细栅极的位置上开槽，确保制作出的电极能够与PN结相接触。
S8：采用丝网印刷法，先用正电极浆料同时制作正电极的主栅极和细栅极，烘干后用负电极浆料同时制作负电极的主栅极和细栅极；随后对正负栅线电极进行烧结。其中制作正极和负极的顺序可以相互调整。制作正电极的浆料和制作负电极的浆料使用同一款固含量为90％的含铂、金和银的浆料。
S9：烧结后的电池片，可通过对一片旋转180°，使两片电池片正负主栅极刚好对应，然后用焊带对正负主栅极进行焊接连接。
本实用新型中，制作正极细栅极和正极主栅极的浆料为同一款银浆A，制作负极细栅极和负极主栅极的浆料为同一款银浆B，所述的银浆A和银浆B中的固含量相同或者不同。所述的银浆A的固含量为75-95％，所述的银浆B的固含量为75-95％，制作电极时，所述的银浆A和银浆B可以使用固含量相同的银浆，也可以使用固含量不同的银浆。
本实用新型的P区和N区的制作还可以采用固态印刷扩散、旋涂扩散或离子注入扩散法。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种叉指背接触太阳能电池片，包括硅片基底和设于硅片背面的PN结层与电极层，PN结层与电极层之间从上至下还包括一层Al2O3膜和氮化硅薄层，其特征在于：所述的PN结构层包括间错平行排布的P区和N区；所述的电极层包括正电极和负电极，所述的正电极与P区相接触，所述负电极与N区相接触；所述的Al2O3膜和氮化硅薄层上设有容置电极层的开槽；
所述的电极包括若干条细栅极和主栅极，所述的细栅极与P区或N区平行，所述的细栅极为分段结构，正极细栅极和负极细栅极交错排列，相同极性细栅极的断开位置在同一条垂直连线上；所述的主栅极与同极性的细栅极垂直相连，位于另一极性细栅极断开位置的垂直连接线上；
所述的P区和N区为分段结构，断开的位置与其上细栅极的断开位置一致。
2.根据权利要求1所述的一种叉指背接触太阳能电池片，其特征在于：所述的主栅极下面的PN结层中同极性的P区或者N区连接，不同极性的P区或者N区断开。
3.根据权利要求1或2所述的一种叉指背接触太阳能电池片，其特征在于：所述的N区和P区之间完全接触、或者部分接触、或者不接触。
4.根据权利要求1所述的一种叉指背接触太阳能电池片，其特征在于：所述的正极细栅极分段的数目与负极细栅极分段的数目相同，所述的细栅极或PN结层的分段数为2-30，每段的长度为0.3-2mm。
5.根据权利要求4所述的一种叉指背接触太阳能电池片，其特征在于：还包括分别位于电池片两侧的正电极的主栅极和负电极的主栅极，所述的主栅极的数目与另一极性细栅极的分段数相同，所述的正电极主栅极与负电极主栅极数目相同。
6.根据权利要求5所述的一种叉指背接触太阳能电池片，其特征在于：所述的正极主栅极与负极主栅极呈中心对称。
7.根据权利要求1所述的一种叉指背接触太阳能电池片，其特征在于：所述同一极性的细栅极的数目为10-2000根。
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| CN201721520251.8U CN207852689U (zh) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | 一种叉指背接触太阳能电池片 |
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