一种背面电极及太阳能电池的制作方法

1.本技术涉及光伏领域，具体而言，涉及一种背面电极及太阳能电池。


背景技术：

2.太阳能是一种清洁、可再生的能源，是替代化石燃料，解决气候变暖的最佳方案之一，利用太阳能发电的太阳能电池也备受重视。
3.但是目前的太阳能电池也存在各种各样的缺点，以perc(passivated emitterand rear cell，发射极和背面钝化电池)为例，目前的perc的背面的电极左右两侧直接与副栅线的端部搭接(如图1和图2所示)，这种结构会导致在烧结过程中，背面电极表面与副栅线接触的位置容易损坏，从而影响载流子复合，进而影响开压和电流，降低电池效率；而且在副栅线与背面电极的接触的位置也容易发生浆料复合情况，特别是在副栅线与背面电极的材质不同的情况下，浆料复合的情况更为严重，这也会影响电池的效率。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种背面电极及太阳能电池，能极大地减少烧结过程中焊接点或主栅线发生损坏的情况，同时也能减少副栅线与主栅线发生浆料复合的情况，从而提升太阳能电池的效率。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种背面电极，其包括至少两条主栅线，以及至少两条第一副栅线，每条主栅线和所有第一副栅线相交，每条主栅线沿其长度方向间隔设置有不少于两个焊接点，每个焊接点边沿的部分区域向外延伸并形成若干个搭接脚；每个搭接脚对应连接有第一副栅线，第一副栅线通过搭接脚与主栅线相交。
6.在上述实现过程中，当含有该背面电极的电池工作时，第一副栅线能收集电池上产生的载流子，然后载流子经过焊接点导入到主栅线上；主栅线能收集电池上产生的载流子，并向外导出形成电流。
7.第一副栅线并不会直接与主栅线以及主栅线上的焊接点接触，而是通过主栅线的焊接点上向外延伸形成的搭接脚与主栅线形成连接的，这样在后续烧结过程中，焊接点不容易发生损坏。即搭接脚可以作为缓冲地带，起到保护主栅线以及焊接点的作用，能极大地减少烧结过程中由于焊接点或主栅线的损坏而使得电池的电池效率降低的情况发生；而且第一副栅线与焊接点的搭接脚接触，第一副栅线与焊接点或主栅线之间也不容易发生浆料复合的情况。
8.在一种可能的实现方式中，所有主栅线之间相互平行，所有第一副栅线之间相互平行且相对主栅线垂直设置，每条主栅线上的所有焊接点等距设置，相邻的主栅线上的所有焊接点一一对应。
9.在上述实现过程中，所有主栅线平行设置、所有第一副栅线平行且相对主栅线垂直的布局能降低背面电极的制备难度，提升电池的生产效率；焊接点等距设置在主栅线上，而且相邻的主栅之间的焊接点一一对应，方便第一副栅线通过焊接点与主栅线连接。
10.在一种可能的实现方式中，同一个焊接点上的所有搭接脚对称设置在焊接点的相对两侧。
11.在上述实现过程中，搭接脚对称设置在焊接点的相对两侧，能降低背面电极的制备难度，有利于提升太阳能电池的生产效率。
12.在一种可能的实现方式中，主栅线的材质为银浆；和/或，第一副栅线的材质为铝浆。
13.在上述实现过程中，主栅线的材质为银浆，能增加载流子传输导出能力，降低串联电阻，提升电池效率；第一副栅线的材质为铝浆，能适当地降低背面电极的生产成本，这样设置能通知兼顾太阳能电池的效率和制作成本。而且由于第一副栅线是通过焊接点的搭接脚与主栅线搭接的，因此即使第一副栅线与主栅线和焊接点的材质不同，也不容易发生严重的浆料复合情况，最大程度上降低对电池效率造成的影响。
14.在一种可能的实现方式中，主栅线的宽度为20～120μm；和/或，第一副栅线的宽度为20～200μm。
15.在上述实现过程中，主栅线以及第一副栅线的宽度不能过宽，否则会增大遮光面积，导致电池的吸光率下降，影响电池的效率；主栅线以及第一副栅线的宽度也不能过窄，否则会增加电池的内阻，也会影响电池的效率。
16.在一种可能的实现方式中，相邻的两条主栅线之间还设置有防断栅线，每条防断栅线与至少部分第一副栅线连接。
17.在上述实现过程中，在相邻的主栅线之间设置防断栅线，一方面能起到加固第一副栅线的作用，另一方面也能起到收集载流子的作用，能最大程度地利用电池中产生的载流子，以增加电池效率。
18.在一种可能的实现方式中，背面电极还包括至少一组第二副栅线，每组第二副栅线位于相邻的焊接点之间，且每组第二副栅线与防断栅线连接。
19.在上述实现过程中，在焊接点之间设置的第二副栅线与防断栅线连接，也能起到加固第一副栅线以及收集载流子的作用。而且第二副栅线并不会与主栅线连接，因此也不会增加烧结过程中焊接点或主栅线发生损坏的概率。
20.在一种可能的实现方式中，每条第二副栅线与每条防断栅线垂直。
21.在上述实现过程中，第二副栅线相对防断栅线垂直设置，能降低背面电极的制备难度，提升电池的生产效率。
22.在一种可能的实现方式中，防断栅线的材质为铝浆，防断栅线的宽度为20～200μm。
23.在上述实现过程中，防断栅线的材质为铝浆，能适当降低背面电极的制备成本。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种太阳能电池，其背面设置有上述的背面电极。
25.在上述实现过程中，具有上述背面电极的太阳能电池，焊接点或主栅线不容易发生损坏，同时第一副栅线或第二副栅线与主栅线也不容易发生浆料复合的情况，太阳能电池的效率能够得到提升。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使
用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为现有的背面电极的结构示意图；
28.图2为图4中b处的放大图；
29.图3为本技术实施例中的背面电极的结构示意图；
30.图4为图3中a处的放大图；
31.图5为本技术实施例提供的太阳能电池的结构示意图。
32.图标：001-背面电极；100-主栅线；110-焊接点；111-搭接脚；200-第一副栅线；210-搭接部；300-防断栅线；310-第二副栅线；400-p型硅片；410-磷轻掺杂发射极；420-二氧化硅层；430-铝硅合金层；431-氧化铝层；440-氮化硅层；450-正面电极；451-磷重掺杂发射极。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本技术实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
38.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
39.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
40.第一实施例
41.请参看图1～图3，本实施例提供的一种背面电极001，包括不少于两条相互平行的主栅线100，以及不少于两条相互平行的第一副栅线200，每条第一副栅线200相对任意一条
主栅线100垂直设置。平行设置的主栅线100与平行设置的第一副栅线200之间相互垂直的设置能够降低背面电极的制备难度，并不能理解为对本技术的限定。作为示例性地，本实施例中主栅线100的数量为9条，第一副栅线200的数量为160条。每条主栅线100上沿其长度方向等距设置有不少于两个焊接点110，焊接点110为矩形，焊接点110的宽边(即较短的边)与主栅线100连接，每条长边(即较长的边)的部分区域向外延伸，并形成若干个搭接脚111(搭接脚111又称蜈蚣脚)，两条长边上的搭接脚111对称设置在焊接点110的相对两侧，而且相邻的主栅线100上的焊接点110一一对应。第一副栅线200不直接与主栅线100接触，而是仅通过焊接点110两侧的搭接脚111与主栅线100连接。
42.在太阳能电池中，第一副栅线200能收集电池中产生的载流子并将其传输到主栅线100中，主栅线100能收集电池产生的载流子并将载流子汇集在一起，然后对外输送电流。在上述过程中，主栅线100与第一副栅线200的连接方式对于电池效率有着非常大的影响；若第一副栅线200直接与主栅线100连接，或第一副栅线200直接与焊接点110连接，则在制备太阳能电池时，烧结过程中，主栅线100或焊接点110容易发生损坏，主栅线或焊接点110发生损坏会影响电池的效率。在本实施例中，由于第一副栅线200是通过焊接点110上的搭接脚111与主栅线100连接的，并非直接与焊接点110或主栅线100连接的，因此搭接脚111可以作为缓冲地带，起到保护主栅线100以及焊接点110的作用，能极大地减少烧结过程中由于主栅线100或焊接点110的损坏而使得电池的电池效率降低的情况发生；而且第一副栅线200与电极的搭接脚接触，也不容易发生浆料复合的情况(详见本文后续)。
43.本技术实施例中，“若干个搭接脚111”是指，每个焊接点110上的搭接脚111的数量不少两个。作为示例性地，本实施例中，每个焊接点110上的搭接脚111的数量一共为6个，对称设置在焊接点110的相对两侧，对称轴为焊接点110所在的主栅线，这样方便第一副栅线200通过搭接脚111与主栅线100连接，能降低背面电极001的制备难度。另外，矩形的焊接点110等间距设置在主栅线100上，相邻的主栅线100上的焊接点110一一对应也是为了降低背面电极001的制备难度，并不能理解为对本技术的限定。作为示例性地，本实施例中每条主栅线100上焊接点110的数量为10个。
44.为了保证第一副栅线200和焊接点110之间的连接更加稳固，减少第一副栅线200发生偏移的情况，本技术实施例中还在第一副栅线200与搭接脚111连接的位置设置三角形的搭接部210，并将搭接脚111的形状设置成梯形，使得第一副栅线200和焊接点110之间形成面接触；在其它一些实施例中，搭接脚111的形状也可以为矩形或五边形等。另外，为了能更近一步的加固第一副栅线200，使其难以发生偏移，同时也为了最大程度的收集载流子，本实施例中还设置了防断栅线300和若干组第二副栅线310，其中防断栅线300位于相邻的两个主栅线100之间，每组第二副栅线310位于相邻的两个焊接点110之间且不与主栅线100接触，每条防断栅线300直接与第一副栅线200和第二副栅线310连接；且防断栅线300与主栅线100相互平行，第二副栅线310与防断栅线300垂直。
45.此外，在栅线传输载流子时，主栅线100的电阻对于电池的效率也会产生至关重要的影响，主栅线100越粗，其电阻就会越小，越有利于载流子传输，也就越有利于提升电池效率，不过第一副栅线200(以及后续的第二副栅线310)和防断栅线300相对来说，对于电池的效率影响没有主栅线100的大，因此通常都会着力减少主栅线100的电阻；但主栅线100同时也会遮挡太阳光，导致太阳能电池的受光面积减小，从而降低太阳能电池的效率，所以需要
平衡主栅线100的宽度。由于银的导电性能优异，因此本实施例中使用银浆印刷主栅线100，使用铝浆印刷第一副栅线200和防断栅线300，使用银浆制备主栅线100能在尽可能窄的情况下保持较低的电阻，使用铝浆制备第一副栅线200和防断栅线300，能降低背面电极001的制备成本。本技术实施例中，银浆制成的主栅线100的宽度为20～120μm，例如，其可以是可以是40μm、60μm、80μm或100μm；铝浆制成的第一副栅线200的宽度为20～120μm，防断栅线300的宽度为20～200μm。作为示例性地，本实施例中主栅线100的宽度为40μm，第一副栅线200的宽度为80μm，防断栅线300的宽度为60μm。
46.本技术实施例还提供了一种太阳能电池，其包括上述的背面电极001，该太阳能电池的制备步骤如下：
47.s100、利用强酸或强碱对硅片表面进行腐蚀性清洗去损伤和双面制绒，使p型硅片400的表面形成三角形绒面，然后使用三氯氧磷对p型硅片400的正面依次进行扩散处理和氧化处理，依次形成磷轻掺杂发射极410和二氧化硅层420；
48.s200、对s100中的p型硅片400背面进行抛光、刻蚀和去除玻璃杂质处理；
49.s300：通过ald(atomic layer deposition，原子层沉积)或者pecvd(plasma enhanced chemical vapor deposition，等离子体化学气相沉积)的方式使s200中的p型硅片400背面依次形成铝硅合金层430和氧化铝层431；
50.s400：通过等离子体化学气相沉积使s300中的p型硅片400正面形成氮化硅层440；
51.s500：通过等离子体化学气相沉积使s400中的p型硅片400背面形成氮化硅层440；
52.s600：使用激光对s500中的p型硅片400的背面开槽；
53.s700：丝网印刷背面电极001，然后再印刷正面电极450，使得正面电极450与磷轻掺杂发射极410接触的部分形成磷重掺杂发射极451，烧结后形成太阳能电池。
54.第一对比例
55.请参看图4～图5，本对比例提供了一种太阳能电池，其与第一实施例中的太阳能电池相比，主要区别在于：
56.焊接点110上没有设置搭接脚111，背面电极001中第一副栅线200与主栅线100上的焊接点110直接连接。
57.应用例
58.电池性能测试
59.使用halm测试机对第一实施例(即实验组)和第一对比例(即对照组)中的太阳能电池的电学性能进行测试，测试结果如表1所示：
60.表1第一实施例和第一对比例的太阳能电池的电学性能
[0061][0062]
由表1可知，实验组电池比对照组电池效率高0.09％。
[0063]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的
任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。