本發(fā)明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種p型雙面太陽能電池、以及上述p型雙面太陽能電池的制備方法。

背景技術：

晶硅太陽能電池是一種有效吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，當太陽光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

傳統(tǒng)晶硅太陽能電池基本上只采用正面鈍化技術，在硅片正面用pecvd的方式沉積一層氮化硅，降低少子在前表面的復合速率，可以大幅度提升晶硅電池的開路電壓和短路電流，從而提升晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但是由于硅片的背面沒有鈍化，光電轉(zhuǎn)換效率的提升仍然受到限制。

現(xiàn)有技術的雙面太陽能電池結(jié)構：基底采用n型硅片，當太陽光子照射電池背面時，在n型硅片中產(chǎn)生的載流子穿過厚度約為200微米的硅片，由于n型硅片少子壽命高，載流子復合速率低，部分載流子可以到達正面的p-n結(jié)；太陽能電池的正面為主要受光面，其轉(zhuǎn)換效率占整個電池轉(zhuǎn)換效率的比例很高；正背面的綜合作用，從而大大提高電池的轉(zhuǎn)換效率。但是，n型硅片價格高，n型雙面電池工藝復雜；因此，如何開發(fā)高效低成本的雙面太陽能電池成為企業(yè)和研究者關注的熱點。

對于雙面p型太陽能電池，由于光電轉(zhuǎn)換效率高，同時雙面吸收太陽光，發(fā)電量更高，在實際應用中具有更大的使用價值。因此，本發(fā)明旨在提出一種工藝簡單、成本較低、易于推廣、光電轉(zhuǎn)換效率高的p型雙面太陽能電池。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種p型雙面太陽能電池，結(jié)構簡單，工藝簡單，成本較低，光電轉(zhuǎn)換效率高。

本發(fā)明所要解決的技術問題還在于，提供一種p型雙面太陽能電池的制備方法，工藝簡單，設備簡單，成本較低，光電轉(zhuǎn)換效率高。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種p型雙面太陽能電池，依次包括背面電極、p型硅、n型發(fā)射極、正面鈍化膜和正面電極，所述背面電極、p型硅、n型發(fā)射極、正面鈍化膜和正面電極依次層疊設置，所述背面電極包括背銀主柵和背鋁副柵，所述背銀主柵和背鋁副柵相交，所述背鋁副柵與p型硅直接相連。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述正銀電極包括正銀主柵和正銀副柵。

作為上述方案的優(yōu)選方式，還包括鋁柵外框，所述鋁柵外框設于背鋁副柵的四周，所述鋁柵外框與背銀主柵和背鋁副柵相連接。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背鋁副柵上設有柵線脊骨，所述柵線脊骨與背鋁副柵連接。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背鋁副柵的根數(shù)為30-500條，所述柵線脊骨的根數(shù)為30-500條；所述背鋁副柵的寬度為30-500微米，所述柵線脊骨的寬度為30-500微米。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背銀主柵和背鋁副柵垂直相交。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背銀主柵和背鋁副柵以預設角度相交，10°＜預設角度＜90°。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背鋁副柵之間的間距不相等。

相應的，本發(fā)明還公開一種p型雙面太陽能電池的制備方法，包括：

（1）在硅片正面形成絨面，所述硅片為p型硅；

（2）對硅片進行擴散，形成n型發(fā)射極；

（3）去除擴散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊pn結(jié)；

（4）在硅片正面沉積鈍化膜；

（5）在硅片背面印刷背銀主柵；

（6）在硅片背面印刷背鋁副柵；

（7）在硅片正面印刷正銀主柵和正銀副柵；

（8）對硅片進行高溫燒結(jié)，形成背銀電極和正銀電極；

作為上述方案的優(yōu)選方式，步驟（3）和（4）之間，還包括：對硅片背面進行拋光。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明不再設有全鋁背電場，而是將其變成許多的背鋁副柵，與p型硅形成局部接觸，密集平行排布的背鋁副柵不僅能起到提高開路電壓voc和短路電流jsc，降低少數(shù)載流子復合率，提高電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用，可替代現(xiàn)有單面電池結(jié)構的全鋁背電場，而且背鋁副柵并未全面遮蓋硅片的背面，太陽光可從背鋁副柵之間投射至硅片內(nèi)，從而實現(xiàn)硅片背面吸收光能，大幅提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

而且，本發(fā)明太陽能電池，背面無需設有鈍化膜，也無需在鈍化膜上進行激光開槽，就可以實現(xiàn)優(yōu)良的收集和傳輸電子的作用，在保證優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換效率的基礎上，大幅降低了工藝的復雜程度，減少工藝流程，簡化結(jié)構，節(jié)約成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明p型雙面太陽能電池的剖視圖；

圖2是本發(fā)明p型雙面太陽能電池的背面結(jié)構第一實施例的示意圖；

圖3是本發(fā)明p型雙面太陽能電池的背面結(jié)構第二實施例的示意圖；

圖4是本發(fā)明p型雙面太陽能電池的背面結(jié)構第三實施例的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

現(xiàn)有的單面太陽能電池在電池的背面設有全鋁背電場覆蓋在硅片的整個背面，全鋁背電場的作用是提高了開路電壓voc和短路電流jsc，迫使少數(shù)載流子遠離表面，少數(shù)載流子復合率降低，從而整體上提高電池效率。然而，由于全鋁背電場不透光，因此，具有全鋁背電場的太陽能電池背面無法吸收光能，只能正面吸收光能，電池的綜合光電轉(zhuǎn)換效率難以大幅度的提高。

針對上述技術問題，結(jié)合圖1，本發(fā)明提供一種p型雙面太陽能電池，依次包括背面電極1、p型硅2、n型發(fā)射極3、正面鈍化膜4和正面電極5，所述背面電極1、p型硅2、n型發(fā)射極3、正面鈍化膜4和正面電極5依次層疊設置，所述背面電極1包括背銀主柵11和背鋁副柵12，所述背銀主柵11和背鋁副柵12相交，所述背鋁副柵12與p型硅2直接相連。所述正銀電極5包括正銀主柵51和正銀副柵52。

本發(fā)明對現(xiàn)有的單面perc太陽能電池進行改進，不再設有全鋁背電場，而是將其變成許多的背鋁副柵12，與p型硅2形成局部接觸，密集平行排布的背鋁副柵12不僅能起到提高開路電壓voc和短路電流jsc，降低少數(shù)載流子復合率，提高電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用，可替代現(xiàn)有單面電池結(jié)構的全鋁背電場，而且背鋁副柵12并未全面遮蓋硅片的背面，太陽光可從背鋁副柵12之間投射至硅片內(nèi)，從而實現(xiàn)硅片背面吸收光能，大幅提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

如圖2所示為硅片背面，背鋁副柵12與背銀主柵11呈垂直相交連接，其中背銀主柵11為連續(xù)直柵，背鋁副柵12與p型硅2形成局部接觸，可將電子傳輸至背鋁副柵12，與背鋁副柵12相交的背銀主柵11則匯集背鋁副柵12上的電子，由此可知，本發(fā)明所述背鋁副柵12起到提高開路電壓voc和短路電流jsc，降低少數(shù)載流子復合率，以及傳輸電子的作用，可替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場以及背銀電極中的副柵結(jié)構，不僅減少銀漿和鋁漿的用量，降低生產(chǎn)成本，而且實現(xiàn)雙面吸收光能，顯著擴大太陽能電池的應用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明所述背銀主柵11除了如圖2所示為連續(xù)直柵的設置外，還可以呈間隔分段設置，每段的長度可以相同或不同，或者，背銀主柵11呈間隔分段設置，且各相鄰分段間通過連通線連接，該連通線可以是一條，也可以是兩條，還可以是多條。除此之外，本發(fā)明所述背銀主柵11上還可以設有鏤空部，所述鏤空部的形狀為長方形、正方形、圓形、橢圓形、菱形、或弧形和長方形的組合圖形，但不限于此。

參見圖3，本發(fā)明提供了更佳的第二種實施方式，與圖1、2所示第一實施例不同的是，所述太陽能電池還包括鋁柵外框7，所述鋁柵外框7設于背鋁副柵12的四周，所述鋁柵外框7與背銀主柵11和背鋁副柵12相連接。

在印刷過程中，由于鋁漿的粘度較大，網(wǎng)版的線寬又比較窄，會偶爾出現(xiàn)鋁柵斷柵的情況。鋁柵斷柵會導致el測試的圖像出現(xiàn)黑色斷柵。同時，鋁柵斷柵又會影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，本發(fā)明在背鋁副柵12的四周設有鋁柵外框7，所述鋁柵外框7與背銀主柵11和背鋁副柵12相連接，鋁柵外框7給電子多提供了一條傳輸路徑，防止鋁柵斷柵造成的el測試斷柵和光電轉(zhuǎn)換效率低的問題。

參見圖4，本發(fā)明提供了更佳的第三種實施方式，與圖3所示第二實施例不同的是，所述背鋁副柵12上設有柵線脊骨8，所述柵線脊骨8與背鋁副柵12連接。優(yōu)選的，所述柵線脊骨8與背鋁副柵12垂直連接。

所述背鋁副柵12的根數(shù)為30-500條，所述柵線脊骨8的根數(shù)為30-500條；所述背鋁副柵12的寬度為30-500微米，所述柵線脊骨8的寬度為30-500微米。

在印刷過程中，由于鋁漿的粘度較大，網(wǎng)版的線寬又比較窄，會偶爾出現(xiàn)鋁柵斷柵的情況。鋁柵斷柵會導致el測試的圖像出現(xiàn)黑色斷柵。同時，鋁柵斷柵又會影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，本發(fā)明在背鋁副柵12處增設柵線脊骨8，所述柵線脊骨8與背鋁副柵12連接，為電子的流動多提供了一條路徑，防止鋁柵斷柵對電池光電轉(zhuǎn)換效率造成的影響，同時避免電池的el測試出現(xiàn)斷柵。

需要說明的是，所述背銀主柵11和背鋁副柵12除了垂直相交，其還可以以預設角度相交，10°＜預設角度＜90°。背銀主柵11和背鋁副柵12傾斜相交，可以提高背銀主柵11和背鋁副柵12收集電子的能力，提高光電轉(zhuǎn)換效率。

所述背鋁副柵12之間的間距可以是相等的，也可以是不相等的，可根據(jù)實際工藝狀況調(diào)整背鋁副柵之間的間距分布，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。

所述背鋁副柵12可以是直線，也可以是曲線、波浪線、弧線等，其形狀并不局限本發(fā)明所舉實施例。

相應的，本發(fā)明還公開一種p型雙面太陽能電池的制備方法，包括：

（1）在硅片正面形成絨面，所述硅片為p型硅。

選用濕法或者干法刻蝕技術，通過制絨設備在硅片表面形成絨面。

（2）對硅片進行擴散，形成n型發(fā)射極。

本發(fā)明所述制備方法采用的擴散工藝是將硅片置于熱擴散爐中進行擴散，在p型硅的上方形成n型發(fā)射極，擴散時應控制控制溫度在800℃-900℃范圍內(nèi)，目標方塊電阻為90-150歐/□。

擴散過程中會在硅片的正面和背面形成磷硅玻璃層，磷硅玻璃層的形成是由于在擴散過程中，pocl3與o2反應生成p2o5淀積在硅片表面。p2o5與si反應又生成sio2和磷原子，這樣就在硅片表面形成一層含有磷元素的sio2，稱之為磷硅玻璃。所述磷硅玻璃層可以在擴散時收集硅片中的雜質(zhì)，可進一步降低太陽能電池的雜質(zhì)含量。

（3）去除擴散過程形成的正面磷硅玻璃和周邊pn結(jié)。

本發(fā)明將經(jīng)擴散后的硅片置于體積比為1:5的hf（質(zhì)量分數(shù)40%-50%）和hno3（質(zhì)量分數(shù)60%-70%）混合溶液酸槽中浸泡15s去除磷硅玻璃和周邊pn結(jié)。磷硅玻璃層的存在容易導致pecvd的色差及sixny的脫落，而且所述磷硅玻璃層中含有大量的磷以及從硅片中遷移的雜質(zhì)，因此需要去除磷硅玻璃層。

（4）在硅片正面沉積鈍化膜；

所述鈍化膜優(yōu)選為氮化硅膜，可采用常規(guī)的pecvd設備、ald設備或apcvd設備在硅片正面上沉積氮化硅膜。

（5）在硅片背面印刷背銀主柵；

（6）在硅片背面印刷背鋁副柵；

（7）在硅片正面印刷正銀主柵和正銀副柵；

（8）對硅片進行高溫燒結(jié)，形成背銀電極和正銀電極。

需要說明的是，步驟（3）和（4）之間，還包括：對硅片背面進行拋光。對硅片背面進行拋光的步驟視實際情況考慮是否進行。

最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。