制造太陽能電池的方法技術

本發明專利技術公開了一種制造太陽能電池的方法，該方法包括下列步驟：(a)制備基板，所述基板包括半導體層和至少在所述半導體層的背面上形成的鈍化層，其中所述背面上的鈍化層包括一個或多個開口；(b)通過施涂Al漿至少在所述背面上的鈍化層的開口中形成鋁(Al)導體圖案，其中所述Al漿包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化鋯(ZrC)粉和(iv)有機介質；以及(c)焙燒所述Al導體圖案。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求2013年11月25日提交的美國臨時申請61/908,226的權益。
本專利技術涉及太陽能電池，更具體地講，涉及太陽能電池上的背面電極及其制造方法。
技術介紹
本領域已提出了在半導體層的背面上具有鈍化層的太陽能電池，諸如鈍化發射極背面電池(PERC)。US20130183795公開了制造PERC型太陽能電池的背面電極的方法。該方法包括：(a)制備半導體基板，該半導體基板在背面上具有帶有開孔的鈍化層；(b)施涂包含Al粉、含Pb-Si-B的玻璃料和有機介質的鋁(Al)漿；以及(c)焙燒所述Al漿。
技術實現思路
本專利技術的目標是提供一種太陽能電池，該太陽能電池在背面上包括鈍化層并具有高轉換效率。本專利技術的一個方面是一種制造太陽能電池的方法，該方法包括下列步驟：(a)制備基板，該基板包括半導體層和至少在該半導體層的背面上形成的鈍化層，其中所述背面上的鈍化層包括一個或多個開口；(b)通過施涂Al漿至少在背面上的鈍化層的開口中形成鋁(Al)導體圖案，其中Al漿包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化鋯(ZrC)粉和(iv)有機介質；和(c)焙燒所述Al導體圖案。本專利技術的另一個方面是一種制造太陽能電池的方法，該方法包括下列步驟：(a)制備基板，該基板包括半導體層和至少在該半導體層的背面上形成的鈍化層；(d)在所述背面上的鈍化層上形成燒透型圖案；(b)通過施涂Al漿在所述燒透型圖案上形成鋁(Al)導體圖案，其中Al漿包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化鋯(ZrC)粉和(iv)有機介質；以及(c)同時焙燒所述燒透型圖案和Al導體圖案以形成Al電極。本專利技術的另一個方面是一種制造太陽能電池的方法，該方法包括下列步驟：(a)制備基板，該基板包括半導體層和至少在該半導體層的背面上形成的鈍化層；(b)通過施涂Al漿在所述背面上的鈍化層上形成鋁(Al)導體圖案，其中Al漿包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化鋯(ZrC)粉和(iv)有機介質；以及(d)在Al導體圖案上形成燒透型圖案；(c)同時焙燒Al導體圖案和燒透型圖案以形成Al電極。本專利技術的另一個方面是一種太陽能電池，該太陽能電池包括半導體層、至少在該半導體層的背面上形成的鈍化層、位于鈍化層上的鋁電極，其中鋁電極局部連接到半導體層，并且其中該鋁電極包含碳化鋯。通過本專利技術可制造具有足夠高效率的太陽能電池。附圖說明圖1A至圖1D說明了制造太陽能電池的方法。圖2(a)至圖2(c)是所述太陽能電池的背面視圖。圖3A和圖3B說明了制造太陽能電池的另一種方法。圖4(a)和圖4(b)是所述太陽能電池的截面視圖。具體實施方式在一個實施方案中，所述方法包括下列步驟：(a)制備基板，該基板包括半導體層和至少在該半導體層的背面上形成的鈍化層，其中所述背面上的鈍化層包括一個或多個開口；(b)通過施涂Al漿在背面上的鈍化層的開口中形成鋁(Al)導體圖案；以及(c)焙燒所述Al導體圖案。下面參照圖1A至圖1D，闡釋制造PERC型太陽能電池的方法的一個實施例。制備基板100，該基板包括半導體層10，和在該半導體層10的背面上形成的鈍化層12a(圖1A)。可在正面上形成另一個鈍化層12b，但不是必需的。在本說明書中，“正面”是實際安裝太陽能電池發電時的受光面，“背面”是正面的相對面。在一個實施方案中，半導體層10可為帶有n型擴散層的p摻雜硅圓片，該n型擴散層在p摻雜硅圓片的正面上形成。p摻雜硅圓片可通過摻雜硼而形成。n型擴散層可通過摻雜磷而形成。背面上的鈍化層12a可有助于減少背面表面附近的孔與電子的重組。正面上的鈍化層12b除用作鈍化層之外，還可充當減反射涂層(ARC)。鈍化層12a和12b可由氧化鈦、氧化鋁、氮化硅、氧化硅、氧化銦錫、氧化鋅或碳化硅形成。可通過濺射、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、或熱化學氣相沉積或等離子體化學氣相沉積，來施涂這些氧化物、氮化物和碳化物。也可以將多個層用作鈍化層12a和12b，例如氮化硅/氧化硅這兩層，或氮化硅/氧化鋁這兩層。鈍化層12a和12b的厚度可為10nm至500nm。背面上的鈍化層12a包括開口14，在開口14處未形成鈍化層并且半導體層的表面暴露。為制得開口14，舉例來說，可通過圖案掩模形成鈍化層12a，或者可用激光燒蝕鈍化層12a。基于半導體層10的背面表面的總面積計，開口14的面積在一個實施方案中可為至少0.001％，在另一個實施方案中可為至少0.01％，在另一個實施方案中可為至少1％。基于半導體層10的背面表面的總面積計，開口14的面積在一個實施方案中可為50％或更小，在另一個實施方案中可為30％或更小，在另一個實施方案中可為15％或更小。換句話講，在一個實施方案中，半導體層10的背面表面的至少50％可被鈍化層12覆蓋。通過用鈍化層12覆蓋這種區域，可充分減少所述背面表面附近的孔與電子的重組。要了解形成鈍化層和開口圖案的方法，可參見L.Gauteroetal.,ComparisonofdifferentrearcontactingapproachesforindustrialPERCsolarcellsonMC-Siwafe,25thEUPVSEC2010-2CO.3.1,ISBN:3-936338-26-4，第1328-1331頁(2010年)。就正面來說，可將正面電極漿料11絲網印刷到鈍化層12b上(圖1B)。在一個實施方案中，正面電極漿料11可基本上包含分散到有機介質中的銀粉和玻璃料。可將US20130255769、US20110232746和US20080254567以引用的方式并入本文，以便說明正面電極漿料。Al導體圖案15至少在開口14中形成。在一個實施方案中，通過將Al漿施涂到背面上的鈍化層12a上來形成Al導體圖案15，從而填充開口14。Al導體圖案15可在基板100的背面上的整個表面上形成，使得Al導體圖案15可填充所有的開口14(圖1C)。在另一個實施方案中，Al導體圖案15的形狀可包括點、直線、弧線或折線，只要Al導體圖案15填充開口14。可在80至200℃的烘箱內干燥所施涂的Al漿1至20分鐘。干燥后的Al導體圖案15可具有10至50μm的厚度。該干燥步驟不是必需的。通過分別焙燒Al導體圖案15和正面電極漿料11，制得Al電極25和正面電極21(圖1D)。在焙燒期間，可基本上除去(例如，燒掉或碳化掉)漿料中的有機介質，從而形成電極。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括下列步驟：(a)制備基板，所述基板包括半導體層和至少在所述半導體層的背面上形成的鈍化層，其中所述背面上的所述鈍化層包括一個或多個開口；(b)通過施涂Al漿，至少在所述背面上的所述鈍化層的開口中形成鋁(Al)導體圖案，其中所述Al漿包含：(i)Al粉，(ii)玻璃料，(iii)碳化鋯(ZrC)粉，和(iv)有機介質；以及(c)焙燒所述Al導體圖案。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.25 US 61/908,2261.一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括下列步驟：
(a)制備基板，所述基板包括半導體層和至少在所述半導體層的背面上形成的鈍化層，
其中所述背面上的所述鈍化層包括一個或多個開口；
(b)通過施涂Al漿，至少在所述背面上的所述鈍化層的開口中形成鋁(Al)導體圖案，其
中所述Al漿包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化鋯(ZrC)粉，和
(iv)有機介質；以及
(c)焙燒所述Al導體圖案。
2.根據權利要求1所述的方法，其中如果所述Al漿中的所述Al粉為100重量份，則所述
ZrC粉為0.01重量份至5重量份。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述鈍化層由氧化鈦、氧化鋁、氮化硅、氧化硅、氧
化銦錫、氧化鋅或碳化硅形成。
4.一種制造太陽能電池的方法，所述方法包括下列步驟：
(a)制備基板，所述基板包括半導體層和至少在所述半導體層的背面上形成的鈍化層；
(d)在所述背面上的所述鈍化層上形成燒透型圖案；
(b)通過施涂Al漿，在所述燒透型圖案上形成鋁(Al)導體圖案，其中所述Al漿包含：
(i)Al粉，
(ii)玻璃料，
(iii)碳化鋯(ZrC)粉，和
(iv)有機介質；以及
(c)同時焙燒所述燒透型圖案和所述Al導體圖案以形成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：菊池智惠子，
申請(專利權)人：EI內穆爾杜邦公司，
類型：發明
國別省市：美國;US