[實(shí)用新型]一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220409470.X
• 申請(qǐng)日: 2012-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202796971U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟夏杰;王栩生;章靈軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州阿特斯陽(yáng)光電力科技有限公司;阿特斯（中國(guó)）投資有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/0216
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒;陸金星

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，屬于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在現(xiàn)有的可持續(xù)能源中，太陽(yáng)能無(wú)疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。因此，晶體硅太陽(yáng)能電池得到了世界各國(guó)的重視，目前也已經(jīng)取得了極大的發(fā)展。為了獲取更多的電能，提高光電轉(zhuǎn)換效率是器件研究者與制造者不懈追求的目標(biāo)。提高轉(zhuǎn)換效率的基本途徑，包括提高光源的利用率以及減少電能的傳輸損耗。

常規(guī)的太陽(yáng)電池片通常通過(guò)正面制絨形成織構(gòu)，減少正面電極的遮光比例，以及沉積減反射膜以達(dá)到減少入射光反射的目的。而使用合適電阻率的硅片為原料，合理的正面電極設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)恼鏀U(kuò)散方塊電阻，以及適配的正面銀漿是減少電能傳輸損耗的方法。

在常規(guī)電池基礎(chǔ)上，有一種電池的背面結(jié)構(gòu)，是在硅片背面鍍一層或者多層鈍化介質(zhì)膜，鍍膜后對(duì)鈍化介質(zhì)膜層的局部進(jìn)行開(kāi)口，再印刷鋁漿層，使鋁電極與襯底僅形成局部接觸。相比于常規(guī)電池的鋁電極與硅襯底直接接觸，這種結(jié)構(gòu)利用鈍化膜層減少背表面的復(fù)合，可以明顯提高電池的開(kāi)路電壓和短路電流；同時(shí)由于局部電極接觸區(qū)域是整面的均勻分布，僅小幅增加接觸電阻。

現(xiàn)有的背面電極開(kāi)口一般為平行的直線或者規(guī)則排列的點(diǎn)陣。對(duì)于平行直線的結(jié)構(gòu)而言，其背面開(kāi)口所占的面積較大，降低了背表面的有效鈍化面積，影響了開(kāi)路電壓和短路電流。對(duì)于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)而言，由于鋁和硅形成合金時(shí)的柯肯道爾效應(yīng)，對(duì)于合金使用鋁漿和燒結(jié)條件有極為苛刻的要求，稍有偏差也會(huì)更明顯的降低開(kāi)壓和電流（鋁硅在局部形成合金時(shí)的柯肯道爾效應(yīng)描述為：在合金化溫度最高點(diǎn)（700~900度），液態(tài)的鋁向固態(tài)的硅擴(kuò)散，而固態(tài)的硅也向液態(tài)的鋁擴(kuò)散，由于液態(tài)的鋁中硅的固溶度遠(yuǎn)大于固態(tài)的硅中鋁的固溶度，在快速冷卻時(shí)，擴(kuò)散到鋁中的硅留在鋁層中，而在開(kāi)口處由于硅的大量消耗形成一個(gè)空洞，這個(gè)空洞會(huì)影響背面電極的接觸，增大背面的復(fù)合，大幅減少開(kāi)路電壓與短路電流）。因此，設(shè)計(jì)合理的背面結(jié)構(gòu)，以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)硅片的背面鈍化并提高電池片的效率，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)于硅片背面的鈍化介質(zhì)膜層和鋁漿層；所述鈍化介質(zhì)膜層上設(shè)有開(kāi)口，所述鋁漿層通過(guò)開(kāi)口與硅片背面形成局部接觸；所述開(kāi)口包括至少1種線段開(kāi)口，每一種線段開(kāi)口包括至少2條線段開(kāi)口；

所述線段開(kāi)口的長(zhǎng)度為0.3~5毫米，其寬度為20~100微米；所述線段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的1~4%；

所述各個(gè)線段開(kāi)口均布于硅片背面。

上文中，所述開(kāi)口可以采用化學(xué)腐蝕或激光燒蝕的方式完成。化學(xué)腐蝕可以由訂制絲網(wǎng)，通過(guò)絲網(wǎng)印刷腐蝕漿料完成；激光燒蝕可以由激光系統(tǒng)完成特定背面開(kāi)口圖案的激光加工。

所述線段開(kāi)口是指一種類似于線段結(jié)構(gòu)的開(kāi)口，以區(qū)別于點(diǎn)陣的點(diǎn)狀開(kāi)口；這類線段開(kāi)口可以是常規(guī)的矩形線段，也可以是一些弧形線段或曲形線段等。

所述每一種線段開(kāi)口包括至少2條線段開(kāi)口，實(shí)際上包括復(fù)數(shù)條開(kāi)口，并均布于硅片背面。各個(gè)線段開(kāi)口的大小可以相同或不同，優(yōu)選相同，以便于制備。

所述鈍化介質(zhì)膜層可以是單層或多層介質(zhì)膜，在開(kāi)口處，背面電場(chǎng)材料（即鋁漿層）在燒結(jié)后與硅襯底形成接觸，背面電極與背面電場(chǎng)導(dǎo)通形成電連接。

優(yōu)選的，所述線段開(kāi)口的長(zhǎng)度為0.5~1.5毫米，其寬度為35~50微米；線段開(kāi)口的總面積占硅片背面面積的2~3%。

優(yōu)選的，所述開(kāi)口包括1種線段開(kāi)口，所述線段開(kāi)口呈矩形，其均勻排布于硅片背面，構(gòu)成三角形、四邊形或六邊形的結(jié)構(gòu)。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)得到了一種新的晶體硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)，相比現(xiàn)有的直線結(jié)構(gòu)，其開(kāi)口所占的總面積更小，獲得了更大的背鈍化面積，增加了電池片的開(kāi)路電壓和短路電流；相比點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，可以避免由于柯肯道爾效應(yīng)而造成的空洞帶來(lái)的不利影響，同時(shí)增大鋁漿的選擇范圍以及減小燒結(jié)工藝整合的難度。

2．本實(shí)用新型的背面結(jié)構(gòu)通過(guò)合理化的線段開(kāi)口的設(shè)置和排列，減少了由于接觸面積的減小而帶來(lái)的接觸電阻增加，可以明顯提升電池片的開(kāi)路電壓與短路電流，綜合效率提升接近0.2%。

3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制備，適用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；