太阳能电池正表面局部接触的栅线结构及其制备方法

太阳能电池正表面局部接触的栅线结构及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构及其制备方法，太阳能电池正表面局部接触的栅线结构具有多条栅线电极，每条栅线电极具有多段局部接触金属电极和多段非接触金属电极，局部接触金属电极和非接触金属电极电性连接，非接触金属电极由非烧穿型金属电极浆料制成，局域接触金属电极穿过电池的介质膜后与硅基体构成欧姆接触。本发明能够在保证避免输运电子的情况下，有效降低金属化面积，降低金属化区域的复合电流，从而有效地提升电池的开路电压，提高太阳电池的转换效率。
【专利说明】太阳能电池正表面局部接触的栅线结构及其制备方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构及其制备方法，属于电池制备【技术领域】。

【背景技术】
[0002]目前，传统的晶体硅太阳电池的正面电极由若干条主栅和若干条细栅相互垂直构成，这种正面电极的细栅为准矩形结构，一方面影响太阳电池的有效光照面积，且金属半导体接触区域较大，制约太阳电池的转换效率，另一方面银浆使用量较大，制约太阳电池的制造成本。


【发明内容】

[0003]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，它能够在保证避免输运电子的情况下，有效降低金属化面积，降低金属化区域的复合电流，从而有效地提升电池的开路电压，提高太阳电池的转换效率。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，它具有多条栅线电极，每条栅线电极具有多段局部接触金属电极和多段非接触金属电极，局部接触金属电极和非接触金属电极电性连接，非接触金属电极由非烧穿型金属电极浆料制成，局域接触金属电极穿过电池的介质膜后与硅基体构成欧姆接触。
[0005]进一步提供了一种局部接触金属电极的具体结构以便其与硅基体形成良好的欧姆接触，所述的局部接触金属电极由烧穿型金属电极浆料制成，并且该局部接触金属电极烧穿电池的介质膜后与硅基体构成欧姆接触。
[0006]进一步为了使电流能够很好地传输，所述的每条栅线电极设置有由烧穿型金属电极浆料制成的传输电极，多段局部接触金属电极和传输电极一体制成，并且传输电极还覆盖在多段非接触金属电极上。
[0007]进一步提供了另外一种局部接触金属电极的具体结构以便其与硅基体形成良好的欧姆接触，所述的局部接触金属电极也由非烧穿型金属电极浆料制成，局部接触金属电极和非接触金属电极一体制成，并且该局部接触金属电极穿过电池的介质膜上的激光开孔后与硅基体构成欧姆连接。
[0008]进一步，在同一条栅线电极中，所述的局部接触金属电极的长度为ΙΟμπι?2500 μ m，所述的非接触金属电极的长度为20 μ m?5000 μ m。
[0009]进一步为了使本结构能够具有更好的局部接触效果，间隔状布置的栅线电极上的局部接触金属电极和非接触金属电极的分布结构相同。
[0010]进一步，所述的局部接触金属电极和/或非接触金属电极为圆形点或方形点结构。
[0011]本发明还提供了一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的制备方法，该方法的步骤如下:
[0012](a)制备一已沉积介质膜的电池；
[0013](b)按指定图形制备多条栅线电极:在电池上完成介质膜的表面采用非烧穿型金属电极浆料局部形成非接触金属电极；在电池上完成介质膜的表面采用烧穿型金属电极浆料局部形成局部接触金属电极，并确保在同一个栅线电极上，局部接触金属电极和非接触金属电极电性连接；
[0014](c)再进行烧结，使局部接触金属电极烧穿电池的介质膜后与硅基体构成欧姆接触。
[0015]本发明还提供了一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的制备方法，该方法的步骤如下:
[0016](a)制备一已沉积介质膜的电池；
[0017](b)按指定图形在电池上完成介质膜的表面激光局部开孔，使其表面需制备局部接触金属电极的相应部位形成激光开孔；
[0018](c)制备多条栅线电极:在电池上完成介质膜的表面采用非烧穿型金属电极浆料覆盖指定图形，从而在指定图形的非开孔区域形成非接触金属电极，在开孔区域形成局部接触金属电极，并确保该局部接触金属电极穿过相对应的激光开孔后与硅基体抵接，非接触金属电极和相对应的局部接触金属电极形成相应的栅线电极；
[0019](d)再进行烧结使局部接触金属电极与硅基体形成欧姆接触。
[0020]采用了上述技术方案后，其正表面的栅线和硅基体的接触区域，采用分段线或点的方式局部接触，在保证正表面输运电阻的情况下，局部的金属接触有效降低了金属化面积，降低了金属化区域的复合电流，从而可有效地提升电池的开路电压，提高电池的转换效率，同时也减少了金属浆料的用量。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1为本发明的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的俯视图；
[0022]图2为本发明的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的第一种结构的结构剖视图；
[0023]图3为本发明的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的第二种结构的结构剖视图；
[0024]图4为本发明的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的第三种结构的结构剖视图。

【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0026]实施例一
[0027]如图1、2所示，一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，它具有多条栅线电极1，每条栅线电极1具有多段局部接触金属电极11和多段非接触金属电极12，局部接触金属电极11和非接触金属电极12电性连接，非接触金属电极12由非烧穿型金属电极浆料制成，局域接触金属电极11穿过电池的介质膜2后与硅基体3构成欧姆接触。
[0028]图1中，栅线电极I中的虚线部分为与硅基体3不接触部分，实现部分为与硅基体3的接触部分。
[0029]局部接触金属电极11由烧穿型金属电极浆料制成，并且该局部接触金属电极11烧穿电池的介质膜2后与硅基体3构成欧姆接触。
[0030]在同一条栅线电极I中，局部接触金属电极11的长度为ΙΟμπι?2500 μπι，所述的非接触金属电极12的长度为20 μπι?5000 μm。具体长度可以根据调整。
[0031]为了达到更好地接触效果，如图1所示，间隔状布置的栅线电极I上的局部接触金属电极11和非接触金属电极12的分布结构相同；当然，也可以上下对齐。
[0032]局部接触金属电极11和/或非接触金属电极12为圆形点或方形点结构。
[0033]该太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的制备方法，该方法的步骤如下:
[0034](a)制备一已沉积介质膜2的电池；介质膜可以是氮化硅、二氧化硅、三氧化二铝或者其叠层的组合，但是不限于以上的介质膜材料。介质膜2的目的是:作为非接触金属电极12的保护膜，阻止由非烧穿型金属电极浆料制成的非接触金属电极12烧入硅表面与硅基体3形成电性接触；
[0035](b)按指定图形制备多条栅线电极1:在电池上完成介质膜2的表面采用非烧穿型金属电极浆料局部形成非接触金属电极12 ;在电池上完成介质膜2的表面采用烧穿型金属电极浆料局部形成局部接触金属电极11，并确保在同一个栅线电极I上，局部接触金属电极11和非接触金属电极12电性连接；制备栅线电极I可以采用印刷、激光喷墨或者打印方式；其中，烧穿和非烧穿浆料的印刷顺序可根据材料要求进行相应的更改。
[0036](c)再进行烧结，使局部接触金属电极11烧穿电池的介质膜2后与硅基体3构成欧姆接触。
[0037]本发明中所述的烧穿和非烧穿，指的是烧穿介质膜和不能烧穿介质膜。
[0038]实施例二
[0039]如图1、3所示，本实施例的栅线结构与实施例一基本相同，不同的是:每条栅线电极I设置有由烧穿型金属电极浆料制成的传输电极13，多段局部接触金属电极11和传输电极13 —体制成，并且传输电极13还覆盖在多段非接触金属电极12上，完成后的太阳能电池与常规太阳能电池外观一致。
[0040]实施例三
[0041]如图1、4所示，一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，它具有多条栅线电极1，每条栅线电极I具有多段局部接触金属电极11和多段非接触金属电极12，局部接触金属电极11和非接触金属电极12电性连接，非接触金属电极12由非烧穿型金属电极浆料制成，局域接触金属电极11穿过电池的介质膜2后与硅基体3构成欧姆接触。
[0042]如图3所示，局部接触金属电极11也由非烧穿型金属电极浆料制成，局部接触金属电极11和非接触金属电极12 —体制成，并且该局部接触金属电极11穿过电池的介质膜2上的激光开孔后与硅基体3构成欧姆连接。
[0043]在同一条栅线电极I中，局部接触金属电极11的长度为ΙΟμπι?2500 μπι，所述的非接触金属电极12的长度为20 μπι?5000 μπι ;具体长度可以根据调整。
[0044]间隔状布置的栅线电极I上的局部接触金属电极11和非接触金属电极12的分布结构相同；当然，也可以上下对齐。
[0045]局部接触金属电极11和/或非接触金属电极12为圆形点或方形点结构。
[0046]一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的制备方法，该方法的步骤如下:
[0047](a)制备一已沉积介质膜2的电池；介质膜可以是氮化硅、二氧化硅、三氧化二铝或者其叠层的组合，但是不限于以上的介质膜材料；介质膜2的目的是:作为非接触金属电极12的保护膜，阻止由非烧穿型金属电极浆料制成的非接触金属电极12烧入硅表面与硅基体3形成电性接触；
[0048](b)按指定图形在电池上完成介质膜2的表面激光局部开孔，使其表面需制备局部接触金属电极11的相应部位形成激光开孔；
[0049](c)制备多条栅线电极1:在电池上完成介质膜2的表面采用非烧穿型金属电极浆料覆盖指定图形，从而在指定图形的非开孔区域形成非接触金属电极12，在开孔区域形成局部接触金属电极11，并确保该局部接触金属电极11穿过相对应的激光开孔后与硅基体3抵接，非接触金属电极12和相对应的局部接触金属电极11形成相应的栅线电极1 ;
[0050](d)再进行烧结使局部接触金属电极11与硅基体3形成欧姆接触。
[0051]以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:它具有多条栅线电极(I)，每条栅线电极(I)具有多段局部接触金属电极(11)和多段非接触金属电极(12)，局部接触金属电极(11)和非接触金属电极(12)电性连接，非接触金属电极(12)由非烧穿型金属电极浆料制成，局域接触金属电极(11)穿过电池的介质膜(2)后与硅基体(3)构成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:所述的局部接触金属电极(11)由烧穿型金属电极浆料制成，并且该局部接触金属电极(11)烧穿电池的介质膜(2)后与硅基体(3)构成欧姆接触。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:所述的每条栅线电极(I)设置有由烧穿型金属电极浆料制成的传输电极(13)，多段局部接触金属电极(11)与传输电极(13) —体制成，并且传输电极(13)还覆盖在多段非接触金属电极(12)上。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:所述的局部接触金属电极(11)也由非烧穿型金属电极浆料制成，局部接触金属电极(11)和非接触金属电极(12) —体制成，并且该局部接触金属电极(11)穿过电池的介质膜(2)上的激光开孔后与硅基体(3)构成欧姆连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:在同一条栅线电极(I)中，所述的局部接触金属电极(11)的长度为ΙΟμπι?2500 μ m，所述的非接触金属电极(12)的长度为20 μ m?5000 μ m。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:间隔状布置的栅线电极(I)上的局部接触金属电极(11)和非接触金属电极(12)的分布结构相同。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构，其特征在于:所述的局部接触金属电极(11)和/或非接触金属电极(12)为圆形点或方形点结构。
8.一种如权利要求1?2、5?7中任一项所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下: (a)制备一已沉积介质膜(2)的电池； (b)按指定图形制备多条栅线电极(I):在电池上完成介质膜(2)的表面采用非烧穿型金属电极浆料局部形成非接触金属电极(12);在电池上完成介质膜(2)的表面采用烧穿型金属电极浆料局部形成局部接触金属电极(11)，并确保在同一个栅线电极(I)上，局部接触金属电极(11)和非接触金属电极(12)电性连接； (c)再进行烧结，使局部接触金属电极(11)烧穿电池的介质膜(2)后与硅基体(3)构成欧姆接触。
9.一种如权利要求1、4?7中任一项所述的太阳能电池正表面局部接触的栅线结构的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下: (a)制备一已沉积介质膜(2)的电池； (b)按指定图形在电池上完成介质膜(2)的表面激光局部开孔，使其表面需制备局部接触金属电极(11)的相应部位形成激光开孔； (C)制备多条栅线电极(I):在电池上完成介质膜(2)的表面采用非烧穿型金属电极浆料覆盖指定图形，从而在指定图形的非开孔区域形成非接触金属电极(12)，在开孔区域形成局部接触金属电极(11)，并确保该局部接触金属电极(11)穿过相对应的激光开孔后与硅基体(3)抵接，非接触金属电极(12)和相对应的局部接触金属电极(11)形成相应的栅线电极⑴； (d)再进行烧结使局部接触金属电极(11)与硅基体(3)形成欧姆接触。
【文档编号】H01L31/0224GK104465805SQ201410778073
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】盛健 申请人:常州天合光能有限公司