[發(fā)明專利]一種背面鈍化激光開槽的太陽電池及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810269966.3
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108336161A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 王嵐;楊蕾;吳俊旻;常青;張冠綸
• 申請（專利權）人: 通威太陽能（成都）有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李龍

本發(fā)明公開了一種背面鈍化激光開槽的太陽電池及其制作方法，涉及太陽能電池制造技術領域，本發(fā)明包括設有背面鈍化膜的太陽能級晶體硅片，背面鈍化膜上均勻排布有若干平行排布間隔線和與若干平行排布間隔線垂直相交的若干垂直排布間隔線，平行排布間隔線包括由激光鐳射開槽的平行實線段和未開槽的平行虛線段，垂直排布間隔線包括由激光鐳射開槽的垂直實線段和未開槽的垂直虛線段，本發(fā)明的平行排布間隔線和垂直排布間隔線的組合能夠減少激光鐳射在晶體硅片上的作用面積，降低表層背面鈍化膜損失，實現(xiàn)平行和垂直方向的光生載流子收集從而提升電池效率。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能電池制造技術領域，更具體的是涉及一種背面鈍化激光開槽的太陽電池及其制作方法。

背景技術

背面鈍化太陽電池是新一代高效新型結構的太陽電池，兼容常規(guī)Al-BSF電池生產工藝，通過引入背面鈍化膜和激光開槽工藝，可以顯著提高電池的光電轉換效率，然而背面沉積的鈍化膜雖然表現(xiàn)出優(yōu)異的表面鈍化和體鈍化特征，但該鈍化層具有較高的介電常數和穩(wěn)定的化學特性及抗腐蝕性，往往需要激光開槽將該鈍化膜剝離，漏出硅襯底，再通過印刷導電鋁漿，高溫燒結后導電鋁漿與硅襯底形成很好的歐姆接觸導出電極，才可成功將光生載流子導出。

但是，激光鐳射開槽同時也會破壞局部開槽區(qū)域的鈍化膜層，從而降低電池背面鈍化整體效果；而局部開槽區(qū)域過小又不利于硅襯底與導出金屬電極間形成足夠的金半接觸區(qū)，導致光生載流子導出電阻過大，因此在設計激光開槽區(qū)域時需要綜合考慮鈍化特性與光生載流子導出的平衡，從而達到最佳光電轉換效率。另外，激光鐳射瞬間作用于硅片基底上的動能和熱能積聚，可能產生硅基底內部應力，在后續(xù)工藝，如組件焊接中硅片基底經過力和熱的再次作用極易產生隱裂、碎片。

目前工業(yè)常規(guī)的背面電極激光開槽結構有：直線型(Line)、虛線型(Dash)、圓點(Dot)和正方形(Square)開槽結構；

直線型電極設計：工藝控制簡單，在選定激光器后只需要考慮線間距，保證線兩邊二分之一的線間距距離內的光生載流子收集傳輸到同一激光開槽線上，但對鈍化層破壞嚴重，晶體硅片承受應力較集中，同時光生載流子只能在互相平行方向的兩根線間流動。

虛線型電極設計：在相同的線間距基礎上對背面鈍化區(qū)域的破壞相較于直線型減少了至少50％，對晶體硅片的破壞面積也相應減少，但光生載流子導出特性有一定損失，不僅傳導開槽面積整體減少，而且光生載流子只能在互相平行方向的兩根線間沿更長于二分之一的線間距流動。

圓點和正方形電極設計：這兩種都是矩陣式開槽方式，能在降低鈍化損失的基礎上有效收集三維尺度的光生電子，不過目前產業(yè)化的激光器在背鈍化膜層上的開槽尺寸、功率、時間和背鈍化膜燒穿漿料在性能方面還存在不匹配的問題，這兩種開槽方式更多的是應用于高成本和技術難度大的金屬背面電極蒸鍍技術上，以及實驗研究開發(fā)高效背面鈍化太陽電池等方面上。

目前常見的背面鈍化太陽電池大多采用的直線型開槽結構，由于該結構激光開槽直接貫穿整個硅片背面，因此，在電池片的背電極下面也存在激光線槽，導致背面鈍化太陽能電池在組件焊接生產時很容易碎片，大量生產數據表明，采用直線型激光開槽結構的背面鈍化太陽能電池片，組件焊接破片率比常規(guī)電池片提高了2-3倍。

而無論直線型還是虛線型開槽結構，光生載流子都只能在互相平行方向的兩根線間(單一平行排布間隔線或垂直排布間隔線)以二分之一的線間距為基礎流動收集，這種設計在一定程度上限制了光生載流子的收集維度，延長了傳導距離，不利于背面鈍化太陽電池的傳導電阻減小，從而電池光電轉換效率受損。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：為了解決現(xiàn)有的背面鈍化太陽電池采用直線型或虛線型開槽結構，光生載流子只能在相互平行方向的兩根線間流動收集，收集維度受限，以及單一貫穿線性激光開槽結構在晶體硅片上的作用面積較大，導致晶體硅片承受應力較大，電池片在組件焊接時，極易碎片的問題，本發(fā)明提供一種背面鈍化激光開槽的太陽電池及其制作方法。