一种太阳能电池片及其制备方法、含有该电池片的太阳能电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池片及其制备方法、含有该 电池片的太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002] 目前成熟商业化生产的晶体硅太阳电池以其工艺流程简单，转化效率高，便于大 规模生产等优点迅速发展起来。当前商业化的生产P型衬底的晶体硅太阳电池电极的方法 是电池制作的金属化工艺，即采用丝网印刷的方法在硅片表面印刷背银、背铝以及正银浆 料，各自烘干，然后一起烧结即成。但是，该工艺的电极线均采用含银的导电浆料丝印而成， 尤其是向光面电极所用的银浆较多，电池的材料成本相对较高，这就大大限制了晶体硅电 池的推广运用。
[0003] 现有研究通过先丝网印刷一层种子层银浆，再进行光诱导电镀（LIP)纯银工艺，制 备由种子银层和电镀银层共同组成的向光面电极，丝印的种子层栅线细且矮，烧结后作为 电镀纯银的导电层，得到的电极体电阻低，填充因子高，电池的光电转换效率理论上会有部 分提升，并能降低银浆的用量。电镀纯银相对银浆的成本低，也降低了电极成本，但现有的 银种子层的制备及丝印还存在许多问题，影响了其实际应用，例如丝印后的银种子层栅线 的分辨率不易达到设计要求，使光诱导电镀后的电极副栅线的宽度增加过大，遮光面积增 大，造成电池的短路电流下降，电池的光电转换效率反而下降，而且该方案仍需要较多的贵 金属银，对降低电池的成本不利。
[0004]目前，也有进一步降低成本的，在印刷烧结得到种子银栅线后，再采用光诱导电镀 工艺（LIP)在种子层银上电镀一层薄的金属镍作为电极阻挡层，然后在阻挡层上电镀金属 铜作为电极主体层。电极阻挡层的作用是阻止金属铜原子穿过种子银层进入硅基体而使电 池的电性能变差。该方法因采用电镀金属镍作为电极阻挡层，金属镍的硬度(或屈服强度） 与金属铜及金属银的差异很大，因此种子银层与金属镍层，以及金属镍层与金属铜层之间 的附着力往往达不到要求，并且电镀镍的致密性也较差，采用该电极制作得到的电池片，在 后续制备成组件的长期使用过程中，电镀铜电极主体层中的铜原子穿过金属镍层和烧结银 层进入硅基体，从而使电池的电性能下降。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是采用非银或少银的材料制作晶体硅太阳电池的向光 面电极，降低晶体硅太阳电池的材料成本，特提供一种太阳能电池片及其制备方法、含有该 电池片的太阳能电池组件。
[0006] 本发明提供了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括硅基体片、硅基体片向 光面的向光面电极、娃基体片背光面的背电场及与背电场导通的背电极；所述娃基体片向 光面含有减反射膜区及无减反射膜区，所述向光面电极包括位于无减反射膜区表面的电极 阻挡层及位于电极阻挡层上的电极主体层；所述电极阻挡层为锡层、铅层、铋层和锑层中的 至少一种。
[0007] 本发明还提供了所述太阳能电池片的制备方法，该方法包括在硅基体片向光面制 备向光面电极、硅基体片背光面制备背电场及与背电场导通的背电极；所述向光面电极的 制备方法包括在硅基体片向光面制备有减反射膜区及无减反射膜区，然后在无减反射膜区 的表面制备电极阻挡层，再在电极阻挡层上制备电极主体层。
[0008] 本发明的太阳能电池片，制备工艺简单，所述电极阻挡层均匀致密，厚度小，可有 效阻止铜原子的扩散，同时，副栅线宽度减少，光的利用率增加，虽采用非银或少银金属制 备电池的向光面电极，但电池的光电转换效率及其他性能均与采用印刷银浆的电池持平或 有所提升，且电池的成本大幅度降低。
[0009] 本发明还提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括依次层叠的背 板、密封胶层、电池片、密封胶层和透光层；所述电池片为本发明所述的太阳能电池片。
[0010] 本发明的太阳能电池组件的各项性能也与传统工艺制作电池组件的性能基本持 平，其中的电池片，由电极阻挡层与电极主体层形成复合向光面电极，替代了传统的银浆印 刷形成的向光面电极，大幅度地降低了组件的成本。
【具体实施方式】
[0011] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0012] 本发明提供了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括硅基体片、硅基体片向 光面的向光面电极、娃基体片背光面的背电场及与背电场导通的背电极；所述娃基体片向 光面含有减反射膜区及无减反射膜区，所述向光面电极包括位于无减反射膜区表面的电极 阻挡层及位于电极阻挡层上的电极主体层；所述电极阻挡层为锡层、铅层、铋层和锑层中的 至少一种。
[0013] 本发明太阳能电池片，含有电极阻挡层，所述电极阻挡层为金属锡层、金属铅层、 金属铋层和金属锑层中的至少一种，该电极阻挡层可以阻止电极主体层中的金属铜原子进 入硅基体，且所述形成电极阻挡层的金属原子，即使扩散入太阳电池的硅衬底中，也不会在 硅中形成复合中心，对电池的电性能也无不利影响。本发明的电极阻挡层均匀致密，可有效 阻止后续含铜的电极主体层中的铜原子向硅基体的扩散。根据本发明所提供的太阳能电池 片，优选地，所述电极阻挡层为金属锡层、金属铅层、金属铋层和金属锑层中一种。
[0014] 本发明电极阻挡层的制备，也包括先沉积一层金属，如锡，而后再沉积另一种金 属，如铋，由该两层金属共同构成阻挡层，但因该阻挡层很薄，先后沉积两种或多种单质金 属形成的阻挡层，与单独沉积相同厚度的一种金属相比，对阻挡铜原子的扩散并无大的益 处，并且，沉积金属的层数越多，不同种类金属层之间的附着力将变差，更重要的一点是，沉 积多层金属作为电极阻挡层，将会增加设备及工艺成本。
[0015] 根据本发明所提供的太阳能电池片，为了进一步提高阻挡层的致密度和节约成 本，优选地，所述电极阻挡层为金属锡层。
[0016] 根据本发明所提供的太阳能电池片，优选地，所述电极阻挡层的厚度为 5. (T200nm，进一步优选为KTlOOnm，更优选为2(T50nm。所述电极阻挡层太厚则会增加整 个电极的体电阻，太薄则不能有效阻止铜原子的扩散。
[0017] 本发明所提供的太阳能电池片，所述电极主体层为铜层或铜银合金层。优选地， 所述电极主体层为铜银合金层，所述铜银合金层中银的质量含量为〇. 1~5.Owt%。在本发明 中，电极主体层铜中添加少量的银，采用铜银合金作为电极主体层，则可以更加进一步降低 主体层材料的电阻率，降低电极的体电阻，含少量银的铜银合金层比纯铜层更加致密，电池 的抗高温衰减性能更好，与光伏焊带的焊接性能也更好，但银的添加会在一定程度上增加 电极的材料成本，考虑到主体层铜银合金的性能与成本，本发明的银元素在铜银合金中的 质量含量为〇? 1~5.Owt%，进一步优选为0? 2~3.Owt%。
[0018] 根据本发明所提供的太阳能电池片，所述制备的电极主体层的厚度需加以控制， 太厚则会增加蒸镀或磁控溅射的时间，增加工艺的难度，同时也会拓宽电极副栅线的宽 度；太薄则会增加电极的体电阻，导致电池的性能下降。优选地，所述电极主体层的厚度为 10~20mm。
[0019] 根据本发明所提供的太阳能电池片，为了进一步提高向光面电极的性能，优选 地，向光面电极包括主栅线，和将太阳能电池向光面电流汇集到主栅线而与主栅线相连的 副栅线，其中，主栅线和副栅线的个数本发明没有限制，一般为多个，一般主栅线间相互平 行，副栅线与主栅线垂直，与较近的主栅线相连接，一般主栅线较宽，要求较低，副栅线多且 窄，其高度和宽度对电池的影响较大，本发明优选，所述副栅线的高度为l(T20mm，宽度为 2(T50mm，本发明向光面电极的副栅线，进一步优化了电池的受光面积，提高了太阳能电池 的光电转化效率，同时也降低了制作成本。
[0020] 根据本发明所提供的太阳能电池片，在硅基体片表面的向光面含有减反射膜区及 无减反射膜区，本发明所指的无减反射膜的区域，可以是在硅基体片表面部分区域预先未 制备减反射膜，例如放入模具或者掩膜遮盖部分区域后，再做等离子体增强化学气相沉积 法（PECVD)镀减反射膜，也可以通过激光或其他方法去除硅基体片表面一定区域内的减反 射膜形成无减反射膜区，本发明优选通过去除减反射膜的方法形成无减反射膜区，形成的 无减反射膜区为需覆盖向光面电极的区域。
[0021] 根据本发明所提供的太阳能电池片，硅基体片、背电场及背电极为本领域技术人 员所公知，在此不再赘述。
[0022] 本发明还提供了一种的太阳能电池片的