[發(fā)明專利]一種改進型太陽電池前電極及其制作方法

有效

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• 申請日: 2008-11-13
• 公開（公告）號: CN101404296A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 沈輝;張陸成;梁宗存;楊灼堅
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司
• 代理人: 李海波

技術領域

本發(fā)明屬于太陽能技術領域，具體涉及一種太陽電池前電極及其制作方法。

背景技術

太陽電池是一種基于光生伏特效應，將太陽能直接轉換為電能的半導體器件。如圖1所示，一般的太陽電池主要由pn結1、鈍化介質膜2、前電極3、鋁背電場和背電極幾部分組成(圖1未畫出鋁背電場和背電極)。光線照射太陽電池時，太陽電池內部將產生電子空穴對。電子和空穴在pn結內建電場的作用下分別向n區(qū)(發(fā)射區(qū))4和p區(qū)(基區(qū))5遷移，從而在發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間產生一定的電勢差。前電極3和背電極分別與發(fā)射區(qū)4和基區(qū)5連接，在前電極3和背電極之間接上負載，太陽電池便可以為負載提供電能。

前電極3的作用是收集太陽電池發(fā)射區(qū)4的電子。前電極3性能的好壞對太陽電池的整體性能有很大影響。工業(yè)生產的傳統太陽電池其前電極3的結構如圖1所示，前電極3穿透絕緣的鈍化介質膜2，其整個底部沿長度方向與發(fā)射區(qū)4形成金屬-半導體接觸。這種結構的不足之處是金屬-半導體界面8的接觸面積較大，金屬-半導體界面8存在大量的界面能態(tài)，電子和空穴很容易通過這些界面能態(tài)進行復合，使得太陽電池短路電流減小、光電轉換效率降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種改進型太陽電池前電極，該太陽電池前電極使得金屬-半導體接觸的面積減少，從而提高太陽電池的光電轉換效率。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種工藝簡單的改進型太陽電池前電極的制作方法。

本發(fā)明提供的一種改進型太陽電池前電極，其特征是該結構由兩部分電極組成而形成梁橋電極：一部分是橋墩部分，該部分電極穿透鈍化介質膜，底部與太陽電池的發(fā)射區(qū)形成點接觸；另一部分是橋梁部分，該部分電極覆蓋在橋墩部分以及太陽電池的鈍化介質膜的上面，底部不與太陽電池的發(fā)射區(qū)直接接觸。

作為本發(fā)明的一種實施方式，所述梁橋電極的橋墩部分等距分布在太陽電池前表面。

作為本發(fā)明的一種實施方式，所述梁橋電極的橋梁部分聯接分布在太陽電池前表面的各個橋墩部分。

本發(fā)明提供的改進型太陽電池前電極的制作方法，其特征是首先用高溫燒結漿料在太陽電池表面印刷分布點作為梁橋電極的橋墩部分，隨后進行燒結，熔融的漿料把太陽電池的局部鈍化介質膜腐蝕掉，使橋墩部分的底部直接與太陽電池的發(fā)射區(qū)形成點接觸；然后用低溫燒結漿料印刷聯接各橋墩部分的柵線作為梁橋電極的橋梁部分，由于印刷橋梁部分的漿料與印刷橋墩部分的漿料組分不同，在燒結過程中，作為橋梁部分的漿料難以燒穿鈍化介質膜，僅覆蓋在橋墩部分以及鈍化介質膜的表面，從而形成梁橋電極。

本發(fā)明所述的印刷方法可采用網版印刷、孔版印刷或噴墨印刷等印刷技術。

本發(fā)明所述的高溫燒結漿料是目前印刷傳統太陽電池前電極所用的銀漿。

本發(fā)明所述的低溫燒結漿料是目前修補破損太陽電池前電極所常用的導電銀漿。

與現有技術相比，本發(fā)明具有的技術效果是：

由于本發(fā)明梁橋電極的結構分為兩部分：直接與太陽電池反射區(qū)接觸的橋墩部分以及只與橋墩部分和鈍化介質膜接觸的橋梁部分。梁橋電極只是在局部位置與太陽電池發(fā)射區(qū)接觸，相對一般太陽電池具有更小的金屬-半導體接觸面積，所以由金屬-半導體界面能態(tài)所引起的電子、空穴復合更少，電池的短波光譜響應較好，有利于提高太陽電池的光電轉換效率。具有梁橋電極結構的太陽電池的光電轉換效率可以比具有圖1所示的前電極結構的傳統太陽電池高0.3％。

附圖說明

圖1為傳統太陽電池前電極的立體結構示意圖(未畫出鋁背電場和背電極)；

圖2為本發(fā)明的太陽電池前電極的立體結構示意圖；

圖3是傳統太陽電池和本發(fā)明梁橋電極太陽電池的制作工藝流程圖；

圖4為本發(fā)明的制作方法中印刷橋墩部分的工序示意圖；

圖5為本發(fā)明的制作方法中印刷橋梁部分的工序示意圖。

具體實施方式