專(zhuān)利名稱(chēng)：一種硅太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池，尤其是涉及一種硅太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
隨著全球能源的日趨緊張，太陽(yáng)能以無(wú)污染、市場(chǎng)空間大等獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)受到世界各國(guó)的廣泛重視。太陽(yáng)能的利用方式有多種，包括光能-電能轉(zhuǎn)換、光能-熱能轉(zhuǎn)換等。太陽(yáng)能電池是光能-電能轉(zhuǎn)換的最典型例子，其是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特原理制成的。太陽(yáng)能電池根據(jù)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料種類(lèi)的不同，可分為多種，其中，硅太陽(yáng)能電池最為常見(jiàn)。 目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的比較成熟的硅太陽(yáng)能電池如圖la、圖lb和圖lc所示，該硅太陽(yáng)能電池包括硅基體l，利用擴(kuò)散工藝在硅基體1中摻入雜質(zhì)，如硼、磷等，當(dāng)摻入硼原子時(shí)，硅基體1中就會(huì)存在著一個(gè)空穴，形成p型半導(dǎo)體82，同樣，摻入磷原子以后，硅基體1中就會(huì)存在著一個(gè)電子，形成n型半導(dǎo)體81， p型半導(dǎo)體82與n型半導(dǎo)體81結(jié)合在一起時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里形成電勢(shì)差，即pn結(jié)83，硅基體1的正面通過(guò)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法沉積有一層氮化硅膜2，氮化硅膜2上采用銀漿料絲網(wǎng)印刷有主柵線3和一組均勻分布且與主柵線3相連接的副柵線4，由主柵線3構(gòu)成正面金屬電極(負(fù)電極)，裝配時(shí)直接從主柵線3上引出負(fù)電極導(dǎo)線，光照下硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流通過(guò)副柵線4再匯聚到主柵線3后導(dǎo)出，在工藝上通常要求副柵線4的間距約3mm及寬度約0. 10 0. 12mm，硅基體1的背面涂覆有鋁漿料構(gòu)成鋁背場(chǎng)6，鋁背場(chǎng)6構(gòu)成背面金屬電極(正電極)，為便于在鋁背場(chǎng)6上引出正電極導(dǎo)線，通常在鋁背場(chǎng)6上采用銀漿料印刷有焊接條7，通過(guò)焊接條7引出正電極導(dǎo)線，其中主柵線3、副柵線4及焊接條7均利用銀漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷、烘干、快速燒結(jié)熱處理等工序制得，這種硅太陽(yáng)能電池一般要求主柵線3和副柵線4與硅基體1的正面能夠?qū)崿F(xiàn)良好的歐姆接觸，并同時(shí)要求主柵線3和副柵線4盡量的細(xì)，以減少主柵線3和副柵線4對(duì)太陽(yáng)入射光的遮擋，增大有效光照面，提高硅太陽(yáng)能電池的單位面積發(fā)電量。但是即使將主柵線做得再細(xì)，也還是具有一定的寬度，目前的太陽(yáng)能電池的主柵線的面積最少也要占總面積的3. 5%，因此這種硅太陽(yáng)能電池未能真正達(dá)到有效增大有效光照面的要求。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠很好地增大電池正面有效光照面，提高單位面積的發(fā)電量，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的硅太陽(yáng)能電池。 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種硅太陽(yáng)能電池，包括硅基體，所述的硅基體的正面沉積有氮化硅膜，所述的氮化硅膜上設(shè)置有一組間距均勻的副柵線，所述的硅基體的背面涂覆有鋁漿料構(gòu)成鋁背場(chǎng)，所述的鋁背場(chǎng)構(gòu)成電池的正電極，所述的硅基體的背面設(shè)置有與所有所述的副柵線空間相垂直的主柵線，所述的硅基體上設(shè)置有多個(gè)貫穿所述的硅基體的導(dǎo)電通孔，所述的導(dǎo)電通孔內(nèi)填充有導(dǎo)電漿料，每根所述的副
3柵線和所述的主柵線分別連接于所述的導(dǎo)電漿料的兩端，所述的副柵線通過(guò)所述的導(dǎo)電漿
料與所述的主柵線相互導(dǎo)通，所述的主柵線構(gòu)成電池的負(fù)電極，所述的主柵線的周邊設(shè)置
有用于隔離所述的鋁背場(chǎng)和所述的主柵線的絕緣槽。 所述的導(dǎo)電漿料為具有良好導(dǎo)電性能的銀漿料。 所述的絕緣槽為在所述的鋁背場(chǎng)上通過(guò)激光技術(shù)劃片制成。 所述的導(dǎo)電通孔的直徑大于等于所述的副柵線的線徑。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)將主柵線設(shè)置在硅基體的背面，再在硅基體上設(shè)置貫穿硅基體的導(dǎo)電通孔，在導(dǎo)電通孔內(nèi)填充導(dǎo)電漿料，每根副柵線與主柵
線分別連接于導(dǎo)電漿料的兩端，使副柵線與主柵線相互導(dǎo)通，主柵線構(gòu)成電池的負(fù)電極，這樣在光照下硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流通過(guò)副柵線再經(jīng)過(guò)導(dǎo)電通孔內(nèi)的導(dǎo)電漿料匯聚到主柵線上導(dǎo)出，這種結(jié)構(gòu)的硅太陽(yáng)能電池由于用于匯聚電流的主柵線設(shè)置于硅基體的背面，減少了電池正面的遮光面積，增加了電池正面的有效光照面，從而提高了硅太陽(yáng)能電池的單位面積發(fā)電量。

圖la為現(xiàn)有的硅太陽(yáng)能電池的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖lb為現(xiàn)有的硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖lc為現(xiàn)有的硅太陽(yáng)能電池的剖視示意圖； 圖2a為本實(shí)用新型的硅太陽(yáng)能電池的正面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2b為本實(shí)用新型的硅太陽(yáng)能電池的背面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2c為本實(shí)用新型的硅太陽(yáng)能電池的剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 如圖2a、圖2b和圖2c所示，一種硅太陽(yáng)能電池，包括硅基體ll，硅基體11可根據(jù)實(shí)際情況選擇，如選用電阻率在0. 6 2歐姆，厚度為0. 2mm的硅基片，利用公知的擴(kuò)散工藝在硅基體11中摻入雜質(zhì)，如硼、磷等，當(dāng)摻入硼原子時(shí)，硅基體11中就會(huì)存在著一個(gè)空穴，形成P型半導(dǎo)體12，同樣，摻入磷原子以后，硅基體11中就會(huì)存在著一個(gè)電子，形成n型半導(dǎo)體13，p型半導(dǎo)體12與n型半導(dǎo)體13結(jié)合在一起時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域里形成電勢(shì)差，即pn結(jié)14。采用公知的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法在硅基體11的正面沉積一層氮化硅膜15，氮化硅膜15的作用主要是為了減少光反射，利用銀漿料采用公知的絲網(wǎng)印刷技術(shù)在氮化硅膜15上印刷一組梳狀且間距均勻的副柵線16，副柵線16之間的間距可設(shè)為3mm，硅基體11的背面涂覆有鋁漿料構(gòu)成鋁背場(chǎng)17，鋁背場(chǎng)17構(gòu)成電池的正電極，為便于在鋁背場(chǎng)17上引出正電極導(dǎo)線，在鋁背場(chǎng)17上利用銀漿料采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷有焊接條18，通過(guò)焊接條18引出正電極導(dǎo)線。硅基體11的背面利用銀漿料采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷有兩根與所有副柵線16空間相垂直的主柵線19，每根副柵線16與各根主柵線19之間設(shè)置有貫穿氮化硅膜15及硅基體11的導(dǎo)電通孔20，位于一根副柵線16上的兩個(gè)導(dǎo)電通孔20左右對(duì)稱(chēng)，即兩個(gè)導(dǎo)電通孔20與硅基體11的中線位置相隔距離相同，如距離30mm，導(dǎo)電通孔20內(nèi)填充有導(dǎo)電漿料21，每根副柵線16通過(guò)導(dǎo)電通孔20內(nèi)導(dǎo)電漿料21與主柵線19相互導(dǎo)通，主柵線19構(gòu)成電池的負(fù)電極，裝配時(shí)可直接從主柵線19上引出負(fù)電極導(dǎo)線，主柵線19的周邊設(shè)置有用于隔離鋁背場(chǎng)17和主柵線19的絕緣槽23。圖2c給出的剖視示意圖為印刷好副柵線16和主柵線19后未對(duì)其進(jìn)行燒結(jié)前的示意圖。[0018] 在此具體實(shí)施例中，導(dǎo)電漿料21可采用市售的銀漿料，銀漿料的導(dǎo)電性能較好。[0019] 在此具體實(shí)施例中，絕緣槽23實(shí)際上是利用激光技術(shù)劃片制成，其主要是為了將鋁背場(chǎng)17與主柵線19隔離開(kāi)來(lái)，使主柵線19與鋁背場(chǎng)17不導(dǎo)通。 在此具體實(shí)施例中，導(dǎo)電通孔20是利用激光技術(shù)打孔制得的，在打孔過(guò)程中可將導(dǎo)電通孔20的直徑設(shè)計(jì)為大于等于副柵線16的線徑；實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，只需保證硅太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流能順利通過(guò)副柵線16后再通過(guò)導(dǎo)電通孔20內(nèi)的導(dǎo)電槳料21后能夠匯聚到主柵線19上即可，在此將導(dǎo)電通孔20的直徑設(shè)計(jì)成與副柵線16的線徑相等或略大于副柵線16的線徑，如若副柵線16的線徑為0. 10mm，則可將導(dǎo)電通孔20的孔徑設(shè)計(jì)為0. 15mm左右。 在此具體實(shí)施例中，主柵線19、副柵線16及焊接條18均是使用銀漿料通過(guò)絲網(wǎng)印刷、烘干、快速燒結(jié)熱處理等工序制得，采用銀漿料，是因?yàn)殂y漿料的導(dǎo)電性能較好。在此具體實(shí)施例中，主柵線19設(shè)置有兩根。 在此給出本實(shí)用新型的硅太陽(yáng)能電池的制備過(guò)程 1、硅基體選擇選用電阻率在0. 6 2歐姆，厚度為0. 2mm的硅基片。 2、采用激光打孔技術(shù)對(duì)硅基片進(jìn)行打孔形成導(dǎo)電通孔用激光對(duì)硅基體進(jìn)行打
孔，孔徑大小為0. 12mm，其中橫向孔數(shù)量為2個(gè)，且與硅基體的中線位置分別相隔30mm，左
右對(duì)稱(chēng)，縱向每隔3mm打一個(gè)導(dǎo)電通孔，使其上下面貫通。 3、表面織構(gòu)化在60 8(TC左右的氫氧化鈉、硅酸鈉、無(wú)水乙醇、異丙醇和去離子
水的混合溶液中對(duì)硅基片進(jìn)行堿腐蝕制絨，形成表面的金字塔結(jié)構(gòu)；然后一次經(jīng)過(guò)鹽酸，氫
氟酸和去離子水的清洗去掉表面殘留的堿液；將清洗完的硅基片放入甩干機(jī)中進(jìn)行甩干。 4、擴(kuò)散硅基片依次插在石英舟中，將石英舟放入擴(kuò)散爐內(nèi)，擴(kuò)散爐溫度控制在
800°C 90(TC，通入氧氣和三氯氧磷，進(jìn)行0. 5 1個(gè)小時(shí)擴(kuò)散，制成pn結(jié)。 5、鍍導(dǎo)電膜將擴(kuò)散完成的硅基片放入濺射設(shè)備中，在硅基片的一面上濺射一層
氧化鋅導(dǎo)電膜。 6、等離子刻蝕將擴(kuò)散完成的硅基片整齊的堆放在襯底上，壓上重塊，然后將其放入等離子刻蝕機(jī)中，開(kāi)啟電源通入氧氣和四氟化碳?xì)怏w進(jìn)行刻蝕，刻蝕完成后即去除了硅基片周邊的N+結(jié)，使硅基片的上下極分離；將刻蝕完的硅片放入依次經(jīng)過(guò)氫氟酸和去離子水清洗，最后放入甩干機(jī)中甩干。 7、制減反射膜將刻蝕完的硅基片放入現(xiàn)有的PECVD設(shè)備中，通入硅烷和氨氣，在35(TC 45(TC左右的溫度進(jìn)行等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積，在鍍過(guò)氧化鋅導(dǎo)電膜的一面沉積一層氮化硅膜。 8、印刷正面副柵線將硅基片放入絲印機(jī)中，校正好副柵線網(wǎng)版位置，加入銀漿，在鍍有氮化硅膜的一面印刷正面副柵線；印刷完成后使硅基片經(jīng)過(guò)30(TC左右的烘干爐，去除副柵線中的大部分有機(jī)物。 9、用柵線的同種漿料填充導(dǎo)電通孔將硅基片放入絲印機(jī)中，校正好導(dǎo)電通孔網(wǎng)版位置，加入銀漿，印刷導(dǎo)電通孔，將銀漿填入導(dǎo)電通孔中。[0032] 10、印刷背面主柵線和焊接條將硅基片放入絲印機(jī)中，校正好主柵線和焊接條網(wǎng)版位置，加入銀漿，在沒(méi)有印刷副柵線的一面印刷主柵線和焊接條；印刷完成后使硅基片經(jīng)過(guò)20(TC左右的烘干爐，去除主柵線和焊接條中的大部分有機(jī)物。 11、印刷背面鋁背場(chǎng)將硅基片放入絲印機(jī)中，校正好鋁背場(chǎng)網(wǎng)版位置，加入鋁漿，在印刷有主柵線和焊接條的一面印刷鋁背場(chǎng)；印刷完成后使硅基片經(jīng)過(guò)30(TC左右的烘干爐，去除鋁背場(chǎng)中的大部分有機(jī)物。 12、燒結(jié)使硅基片經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)爐，爐內(nèi)各個(gè)溫區(qū)溫度在300°C IOO(TC之間，燒結(jié)后硅基片基本成型。 13、激光劃片將燒結(jié)后的硅基片放置在激光劃片機(jī)中，在鋁背場(chǎng)的一面沿著主柵線進(jìn)行劃片，使主柵線與鋁背場(chǎng)完全分離開(kāi)來(lái)，防止正負(fù)電極接觸形成短路。
權(quán)利要求一種硅太陽(yáng)能電池，包括硅基體，所述的硅基體的正面沉積有氮化硅膜，所述的氮化硅膜上設(shè)置有一組間距均勻的副柵線，所述的硅基體的背面涂覆有鋁漿料構(gòu)成鋁背場(chǎng)，所述的鋁背場(chǎng)構(gòu)成電池的正電極，其特征在于所述的硅基體的背面設(shè)置有與所有所述的副柵線空間相垂直的主柵線，所述的硅基體上設(shè)置有多個(gè)貫穿所述的硅基體的導(dǎo)電通孔，所述的導(dǎo)電通孔內(nèi)填充有導(dǎo)電漿料，每根所述的副柵線和所述的主柵線分別連接于所述的導(dǎo)電漿料的兩端，所述的副柵線通過(guò)所述的導(dǎo)電漿料與所述的主柵線相互導(dǎo)通，所述的主柵線構(gòu)成電池的負(fù)電極，所述的主柵線的周邊設(shè)置有用于隔離所述的鋁背場(chǎng)和所述的主柵線的絕緣槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的導(dǎo)電漿料為具有良好 導(dǎo)電性能的銀漿料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的絕緣槽為在所述的鋁 背場(chǎng)上通過(guò)激光技術(shù)劃片制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種硅太陽(yáng)能電池，其特征在于所述的導(dǎo)電通 孔的直徑大于等于所述的副柵線的線徑。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種硅太陽(yáng)能電池，包括硅基體，硅基體的正面沉積有氮化硅膜，氮化硅膜上設(shè)置有一組副柵線，硅基體的背面涂覆有鋁漿料構(gòu)成鋁背場(chǎng)，鋁背場(chǎng)上設(shè)置有主柵線，硅基體上設(shè)置有多個(gè)貫穿硅基體的導(dǎo)電通孔，導(dǎo)電通孔內(nèi)填充有導(dǎo)電漿料，副柵線和主柵線分別連接于導(dǎo)電漿料的兩端，主柵線的周邊設(shè)置有用于隔離鋁背場(chǎng)和主柵線的絕緣槽，優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)將主柵線設(shè)置在硅基體的背面，再在硅基體上設(shè)置導(dǎo)電通孔，在導(dǎo)電通孔內(nèi)填充導(dǎo)電漿料，每根副柵線通過(guò)導(dǎo)電漿料與主柵線相互導(dǎo)通，光照下電池產(chǎn)生的電流通過(guò)副柵線再經(jīng)過(guò)導(dǎo)電漿料匯聚到主柵線上導(dǎo)出，這種結(jié)構(gòu)的電池由于用于匯聚電流的主柵線設(shè)置于硅基體的背面，增加了電池正面的有效光照面。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK201532955SQ200920201188
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者周體, 肖劍峰, 費(fèi)宏斌, 黃志林 申請(qǐng)人:寧波太陽(yáng)能電源有限公司