一种提升可靠性及转换效率的银包铜异质结电池的制作方法

本技术涉及hjt异质结电池，更具体的是涉及提升可靠性及转换效率的银包铜异质结电池。

背景技术：

1、hjt异质结电池成本结构由硅片成本、非硅材料(银浆、靶材、气体及化学品等)、设备折旧、其他制造费用(包括人工、动力成本)等构成，从非硅成本来看，银浆为最主要的非硅成本，占比总非硅成本的60％。为降低hjt异质结电池的银浆成本，现有技术开始从电镀铜、银包铜等技术手段降低hjt电池银浆耗量。

2、从目前具备量产化且能带来成本下降实质性效果的是银包铜技术，银包铜粉具有铜的物化性能和银的优良金属特性以及高导电性、热稳定性，既节约贵金属又降低了成本，因此银包铜浆料代替纯银浆料作为一种有效的降本手段。根据银包铜浆料按质量百分比原料的组成，常见为50％-70％的银粉，30％-50％的铜粉，通过银包裹铜粉颗粒的形式形成银包铜浆料，从而银的使用量会降低50％以上，大幅降低了银的消耗成本。

3、银包铜浆料的体电阻线电阻和局部接触电阻高于纯银浆料，另部分铜粉会存在未完全包覆，使用银包铜浆料代替后，电池片效率降低0.1％以上，主要反映在填充系数ff的差异。另铜粉通过银包裹，在印刷成电极后不可避免铜粉颗粒会在电极表面，而电池片最终打包时以堆叠的形式摆放，不可避免的会产生摩擦导致铜颗粒外露，以及未完全包覆的铜颗粒，暴露在空气中后，容易受大气环境以及组件中微量的氧气、水汽、有机酸的氧化或腐蚀，导致电池效率衰减，从而使成品组件各性能出现严重衰减，严重时会导致组件各器件出现失效等可靠性问题。现有专利公开了如下技术：

4、公开号为cn115732591a，专利名称为“异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法”的专利公开了如下内容：一种异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法，其中，异质结太阳能电池包括n型晶体硅片；n型晶体硅片的受光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、磷掺杂非晶硅层、tco导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；背光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、tco导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；隔离薄膜层完全覆盖所述副栅线，所述隔离薄膜层包括第一隔离薄膜子层、第二隔离薄膜子层及第三隔离薄膜子层；该方法控制生产成本前提下提高电池的转化效率，同时解决副栅线使用银包铜浆料氧化失效问题，该实用新型在银包铜电极上设置了隔离薄膜层，该隔离膜通过镀氧化锡i to薄膜来进行保护银包铜电极，但此方法实际生产过程需增加pvd或者rpd设备进行i to制作，且i to靶材价格较贵，不利于hjt异质结电池使用银包铜降本的诉求。

5、公开号为cn114883422a，专利名称为“一种异质结电池及其制备方法”的专利公开了如下内容：一种异质结电池及其制备方法，包括晶体硅层，晶体硅层正面从内向外依次设置第一本征非晶硅层、n型掺杂非晶硅层、第一透明导电层和第一金属电极，背面从内向外依次设置第二本征非晶硅层、p型掺杂非晶硅层、第二透明导电层和第二金属电极，所述第一金属电极和/或所述第二金属电极表面设置有一层绝缘浆料保护层。该专利在银包铜电极上设置了一层绝缘浆料保护层，但是，该专利并未解决或改善银包铜电池转换效率低的问题。

6、上述专利能够解决现有银包铜体的铜粉未完全包覆或铜粉暴露在电极表面导致易氧化从而可靠性受到影响的问题，但是异质结电池的银包铜体仍然存在电阻线电阻、局部接触电阻大导致转化效率降低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：为了解决现有的异质结电池的银包铜颗粉体电阻线电阻大以及接触电阻大导致转化效率降低以及制作成本高的技术问题，本实用新型提供一种提升可靠性及转换效率的银包铜异质结电池。

2、本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、本实施例提供一种提升可靠性及转换效率的银包铜异质结电池，包括硅片衬底，硅片衬底正反两面均依次沉积有非晶硅层、透明导电膜层和金属电极组件，金属电极组件包括多个金属电极，各金属电极均包括依次层叠设置的第一金属电极层、第二金属电极层和第三金属电极层，第二金属电极层为银包铜中间层，第一金属电极层和第二金属电极层的均为纯银层。

4、具体来说，采用硅片衬底，对硅片衬底进行制绒清洗后，在硅片上正反面依次沉积有非晶硅层、透明导电膜层、金属电极组件，金属电极依次为第一金属电极层、第二金属电极层、第三金属电极层，第一金属电极层为纯银基底层，纯银基底利于更好的欧姆接触；第二金属电极层为银包铜中间层，此中间层可以大幅提高铜粉含量来降低成本，第三电极层为纯银表面层，以此来避免铜粉未完全包覆或铜粉暴露在电极表面导致易氧化从而可靠性受到影响的问题，同时纯银基底层和纯银表面层的纯银的设计还改善了银包铜颗粉体电阻线电阻大以及接触电阻大导致效率降低的问题。

5、在一个实施方式中，第一金属电极层的宽度大于等于第二金属电极层的宽度，第三金属电极层的宽大于第二金属电极层的宽度。

6、具体来说，第一金属电极层的宽度大于等于第二金属电极层的宽度，第一金属电极层为纯银基底层，确保银包铜在纯银基底上，可以带来更优的欧姆接触；第三金属电极层的宽度大于第二金属电极层的宽度，确保第三金属电极层能够全部覆盖第二金属电极层的表面，由于第二金属电极层为银包铜中间层，这种结构的设计可以有效避免银包铜中间层表面的铜颗粒外露导致易氧化从而可靠性受到影响的问题。

7、在一个实施方式中，第三金属电极层的侧边向硅片衬底一侧延伸包裹第二金属电极层的侧壁。

8、具体来说，优选方式为第三金属电极层的侧壁能够完全包括第一金属电极层和第二金属电极层，有效避免银包铜中间层的侧边铜颗粒外露导致易氧化从而可靠性受到影响的问题。

9、在一个实施方式中，第一金属电极层的材质为纯银浆料，第一金属电极层的宽度为10～70μm，第一金属电极层的高度在2～5μm。

10、具体来说，第一金属电极层的材质为纯银浆料，纯银浆料电极覆盖宽度为10-70μm，高度在2-5μm,第一金属电极层作为纯银基底利于更好的欧姆接触，减少填充因子的损失，从而减少电池效率的损失。

11、在一个实施方式中，第二金属电极层的材料为银包铜浆料，第二金属电极层的宽度为18～60μm，第二金属电极层的高度为5～20μm。

12、具体来说，第二金属电极层的材质为银包铜浆料，银含量20％～50％，铜粉含量50％-80％，银包铜浆料电极覆盖宽度为18～60μm，高度为5～20μm，第二金属电极层作为电极中间层可以大幅提高铜粉含量来降低成本，因基底层和表面层有更低电阻的纯银金属作为综合传输。

13、在一个实施方式中，第三金属电极层的材质为纯银浆料，第三金属电极层的宽度为10～70μm，第三金属电极层的高度2～5μm。

14、具体来说，第三金属电极层的材质为纯银浆料，纯银浆料电极宽度为10～70μm，高度2～5μm,以第三金属电极层来避免铜粉未完全包覆或铜粉暴露在电极表面导致易氧化从而可靠性受到影响的问题。

15、在一个实施方式中，硅片衬底正反两面的金属电极组件至少包括2个金属电极。

16、在一个实施方式中，第一金属电极层、第二金属电极层和第三金属电极层通过叠印印刷方式得到金属电极。

17、具体来说，金属电极采用叠印印刷方式，先印刷纯银浆料并烘干得到第一金属电极层，在第一层金属电极层基础上覆盖银包铜浆料并烘干得到第二金属电极层，在第二金属电极层上印刷纯银浆料得到第三金属电极层，第一层金属电极层、第二层金属电极层以及第三层金属电极层固化形成金属电极。

18、在一个实施方式中，硅片衬底为n型硅片衬底。

19、具体来说，n型硅片也就是在超高纯度的单晶硅中掺入少量氮、磷等元素形成的一种杂质半导体,也叫n型半导体,它使得半导体的导电能力有所加强,而且这种导电能力可以人为控制,是一种现代半导体产业的基础之一。

20、在一个实施方式中，n型硅片衬底正面两面均设置有经过制绒处理得到的陷光绒面结构。

21、具体来说，n型硅片衬底制绒不管是单晶硅片还是多晶硅片，都可以用酸或者碱来处理。无论用哪种方法处理，一般情况下，用碱处理是为了得到金字塔状绒面；用酸处理是为了得到虫孔状绒面。不管是哪种绒面，都可以提高硅片的陷光作用。

22、本实用新型的有益效果如下：

23、1、纯银作为基底薄膜层，可使第二金属层铜粉含量提升，进一步降低银的使用量，从而降低银的消耗成本。

24、2、通过复合电极的形式，大幅提升了金属电极的高宽比，增加受光面积，并且利用较低的纯银量作为薄膜层充当基底层和覆盖层，改善了银包铜接触电阻大以及体电阻大导致效率大幅降低的问题；

25、3、解决了铜粉未完全包覆或铜粉暴露在电极表面导致易氧化从而可靠性受到影响的问题。