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Title:
METAL WRAP THROUGH BACK CONTACT SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF AND MODULE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/031371
Kind Code:
A1
Abstract:
A metal wrap through back-contact solar cell, a manufacturing method thereof and a module thereof are provided. The solar cell includes: a first conductive type region and a second conductive type region in a cell substrate (110) and a sub gate (130) formed on the front of the cell substrate (110), and holes (140) penetrating through the cell substrate (110), a main electrode (150) on the back of the cell substrate (110), a second electrode (160) located on the back of the cell substrate (110) and gate isolate trenches (171,176); the second electrode (160) is also used for self-aligned compensation doping in the second conductive type region, which contacts with the second electrode (160); the current flow created by the first conduction type area is outputted to the second electrode (160) by the second conduction type area, which is self-aligned compensation doped. In the manufacturing method, the sub gate (130) is patterned on the front cell substrate (110); the main gate electrode (150) and the second electrode (160) are formed on the back of the cell substrate (110); the second electrode (160) is used for self-aligned compensation doping in the second conductive type region contacted with the second electrode (160). The process of back contact solar cell is simple and the cost is low.

Inventors:
AI KEFAN (CN)
WANG YULIN (CN)
CAI ZHAO (CN)
YANG JIAN (CN)
CHEN RULONG (CN)
XUE XIAOXING (CN)
ZHANG GUANGCHUN (CN)
Application Number:
PCT/CN2010/001346
Publication Date:
March 15, 2012
Filing Date:
September 06, 2010
Export Citation:
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Assignee:
WUXI SUNTECH POWER CO LTD (CN)
AI KEFAN (CN)
WANG YULIN (CN)
CAI ZHAO (CN)
YANG JIAN (CN)
CHEN RULONG (CN)
XUE XIAOXING (CN)
ZHANG GUANGCHUN (CN)
International Classes:
H01L31/18
Foreign References:
CN101777603A2010-07-14
US7144751B22006-12-05
Attorney, Agent or Firm:
CHINA PATENT AGENT (H. K.) LTD. (CN)
中国专利代理(香港)有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种金属绕穿型背接触太阳电池, 其包括:

电池衬底之中的第一导电类型区域和设置在所述第一导电 类型区域之上的第二导电类型区域;

形成于所述电池衬底的正面的、 与所述第二导电类型区域电 性连接的副栅线;

穿过所述电池村底的通孔;

基于所述通孔与所述副栅线连接的、 构图形成于所述电池衬 底的背面的主栅电极;

构图形成于所述电池衬底的背面的、 与所述第一导电类型区 域电性连接的第二电极; 以及

用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽; 其中, 所述第二电极还用于对其所接触的所述第二导电类型区域 自对准补偿掺杂, 所述第一导电类型区域所产生的电流通过被自对准 补偿掺杂的第二导电类型区域输出至所述第二电极。

2、 如权利要求 1 所述的太阳电池, 其特征在于, 所述第一隔离 槽通过准湿法刻蚀构图形成、 或者通过激光构图形成。

3、 如权利要求 1 所述的太阳电池, 其特征在于, 所述主栅电极 中设置镂空区域。 4、 如权利要求 3 所述的太阳电池, 其特征在于, 所述镂空区域 设置为方块形状、 圓孔状或其他不规则形状, 其并设置在所述通孔之 间。

5、 如权利要求 1 所述的太阳电池, 其特征在于, 所述第二电极 为铝或者铝合金材料。

6、 如权利要求 1 所述的太阳电池, 其特征在于, 每条所述副栅 线与对应所述主栅电极的连接处设置两个或两个以上所述通孔。

7、 如权利要求 1或 2或 3或 5所述的太阳电池, 其特征在于, 所 主栅电极为银或者银合金材料。

8、 如权利要求 1或 2或 3或 5任一所述的太阳电池, 其特征在 于, 还包括形成于所述第二导电类型区域之上的正面的减反射层。

9、 如权利要求 8 所述的太阳电池, 其特征在于, 所述减反射层 为氮化硅。

10、 如权利要求 1或 2或 3或 5任一所述的太阳电池, 其特征在 于, 所述第一导电类型区域为 p型半导体区域, 所述第二导电类型区 域为 n型半导体区域。

11、 如权利要求 5所述的太阳电池, 其特征在于, 所述太阳电池 还包括设置于所述电池背面的连接点。

12、 如权利要求 1 1 所述的太阳电池, 其特征在于, 所述连接点 与所述主栅电极同为银或者同为银合金材料, 所述连接点与所述主栅 电极同步丝网印刷或钢网印刷形成。

13、 如权利要求 1或 2或 3或 5任一所述的太阳电池, 其特征在 于, 所述太阳电池还包括在所述电池衬底正面和 /或背面形成的、 位于 所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区。

14、 如权利要求 13 任一所述的太阳电池, 其特征在于, 所述边 沿隔离区上设置有第二隔离槽。 15、 一种金属绕穿型背接触太阳电池的制备方法, 其特征在于' 其包括步骤:

( 1 )提供用于制备太阳电池的第一导电类型的电池衬底; ( 2 )在所述电池衬底中形成定位形成通孔;

( 3 ) 对所述电池村底表面进行第二导电类型的掺杂以形成 第二导电类型区域; 以及

( 4 ) 在所述电池衬底背面上构图形成主栅电极以及第二电 极以及在所述电池村底正面构图形成副栅线, 所述第二电极对其 所接触的所述第二导电类型区域自对准补偿掺杂。

16、 如权利要求 15所述的方法, 其特征在于, 在步骤(4 )之后, 还包括步骤: 激光刻槽形成隔离槽。

17、 如权利要求 16所述的方法, 其特征在于, 所述隔离槽包括: 用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽; 以及设置在所 述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区的第二隔离槽。 18、 如权利要求 15所述的方法, 其特征在于, 在步骤(3 )之后、 步骤 (4 )之前, 还包括步骤: 准湿法刻蚀形成用于隔离所述主栅电 极和所述第二电极的第一隔离槽。

19、 如权利要求 18 所述的方法, 其特征在于, 在准湿法刻蚀所 述第一隔离槽时, 同时准湿法刻蚀所述太阳电池的四周边沿区域的边 沿隔离区的 PN结。

20、 如权利要求 15或 16或 18所述的方法, 其特征在于, 所述 通孔通过光刻刻蚀、 机械打孔、 激光打孔或电子束打孔形成。

21、 如权利要求 15或 16或 18所述的方法, 其特征在于, 所述 步骤(2 ) 和步骤 (3 )之间还包括清洗步骤和制绒步骤。

22、 如权利要求 15或 16或 18所述的方法, 其特征在于, 在步 骤 (3 )之后、 步骤(4 )之前, 还包括步骤: 在所述电池衬底的正面 沉积减反射层。 23、 如权利要求 15或 16或 18所述的方法, 其特征在于, 所述 步骤(3 )之后、 步骤(4 )之前还包括去磷硅玻璃的步骤。

24、 如权利要求 15或 16或 18所述的方法, 其特征在于, 所述 步骤 (4 ) 中, 先以第一种银浆印刷形成所述主栅电极, 然后以第二 种银浆印刷形成所述副栅线。

25、 如权利要求 15或 16或 18所述的方法, 其特征在于, 在所 述步骤 (4 ) 中, 还包括在所述电池衬底背面上形成若干连接点。

26、 如权利要求 25 所述的方法, 其特征在于, 所述连接点与所 述主栅电极同为银或者同为银合金材料, 所述连接点与所述主栅电极 同步丝网印刷或钢网印刷形成; 所述第二电极在所述主栅电极和连接 点印刷之后以丝网印刷或钢网印刷形成。

27、 一种太阳电池组件, 其特征在于, 所述太阳电池组件包括多 个如权利要求 1至 14中任一项所述的太阳电池, 所述太阳电池之间 通过互连奈连接, 并与前基板、 背板以及密封粘结层进行层压及装框 后形成。

Description:
金属绕穿型背接触太阳电池、 制备方法及其组件 技术领域

本发明属于光伏技术领域, 具体涉及金属绕穿型 ( Metal Wrap

Through, MWT ) 背接触太阳电池、 制备方法及其组件。 背景技术

由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加 , 目前世界上许多国 家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮 , 太阳能利用技术得到了 快速的发展, 其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变 为电能的利 用越来越广泛。 而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳 能转换为 电能的器件。 在实际应用中, 一般是以由多个太阳电池串联(以互连条 焊接串联连接) 而成的电池組件作为基本的应用单元。

通常地, 太阳电池包括 pn 结, 在其电池衬底 (如晶体硅) 因太阳 照射所产生的内部光生电流需要通过电池的电 极进行收集并将其汇集 引出。 太阳电池包括正面以及背面, 其中电池工作时被太阳光所照射的 一面定义为太阳电池的正面,与该正面相反的 一面定义为背面。常规地, 在其正面形成用于收集电流的副栅线(或次栅 线) 以及用于汇集副柵线 上电流的主栅电极; 在其背面上形成背面电极以引出电流。

随着太阳电池发展, 近年来提出了将电池正面的主栅电极置于电池 衬底背面的背接触型太阳电池。 相比于常规太阳电池, 背接触型的太阳 电池至少具有以下优点: 第一是, 背接触型的太阳电池因消除了正面主 栅电极对太阳光的照射遮蔽损耗(遮光面积减 小) 而具有更高的转换效 率; 第二是, 将主栅电极和背面电极都形成于同一表面上 (背面上) , 因此多个电池之间更容易装备成电池组件, 制作成本更低; 第三是, 主 栅电极置于背面使电池具有更均匀的外观, 所制备形成的电池组件相对 更美观 (美观对于一些应用是重要的, '例如光伏建筑一体化应用) 。

其中, 金属绕穿型是背接触太阳电池中的一种, 这种电池中, 电 池衬底中形成多个通孔, 通过通孔将正面的副栅线与设置在电池背面 的主柵电极电连接。 美国专利号为 US6,384,317B1的、 题为 "太阳电池 及其制备方法 ( Solar Cell and Process of Manufacturing the Same ) " 的专

确认本 利中具体公开了一种金属绕穿型的背接触太阳 电池。

图 1 所示为现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池 的结构示意 图。 该电池被以上所提及的专利公开。 如图 1所示, 10为形成于电池 衬底正面的副栅线, 主栅电极 9形成于电池衬底背面, 副栅线和主栅 电极通过通孔电连接, 背面电极 6也形成于电池衬底背面。 背面电极 6用于引出电池衬底的第一半导体类型区域 7所产生的电流, 副栅线 和主栅电极 9用于引出电池衬底的第二半导体类型区域 8所产生的电 流。 为避免背面电极 6与第一半导体类型区域 7形成欧姆接触后造成 电池正负极短路, 通常在形成第二半导体类型区域 8时在背面预留第 一半导体类型区域 7的外露区域, 以在其中构图形成背面电极。 这样 在扩散掺杂形成第二半导体类型区域 8时, 需要额外的掩膜版光刻构 图, 并在扩散后再将掩膜去除, 工艺过程复杂。 从而不利于减少太阳 电池的成本。 另外, 在专利 US6,384,317B 1 公开的实施例中, 如图 2 和图 3所示, 在副栅线与主栅电极相电连接处, 均通过单个通孔 3进行 连接, 如此在使用丝网印刷工艺在通孔中印刷导电浆 料时, 比较容易出 现浆料不能完全填满通孔导致位于背面的主栅 电极和设置于电池正面 的副栅线不能形成有效电连接且使串联电阻. 大„

故针对现有技术的缺陷, 需要研发一种制作成本低、 工艺简单、 接 触良好的金属绕穿型背接触太阳电池。 发明内容

本发明要解决的技术问题是, 降低背接触太阳电池的制备成本, 简化背接触太阳电池的工艺流程以及提高副栅 线和设置于电池背面 的主栅电极之间的连接可靠性。

为解决以上技术问题, 按照本发明的一个方面, 提供一种金属绕 穿型背接触太阳电池, 其包括:

电池衬底之中的第一导电类型区域和设置在所 述第一导电 类型区域之上的第二导电类型区域;

形成于所述电池村底的正面的、 与所述第二导电类型区域电 性连接的副栅线;

穿过所述电池衬底的通孔;

基于所述通孔与所述副栅线连接的、 构图形成于所述电池衬 底的背面的主栅电极;

构图形成于所述电池村底的背面的、 与所述第一导电类型区 域电性连接的第二电极; 以及

用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一 隔离槽; 其中, 所述第二电极还用于对其所接触的所述第二导 电类型区域 自对准补偿掺杂, 所述第一导电类型区域所产生的电流通过被自 对准 补偿掺杂的第二导电类型区域输出至所述第 电极。

在本发明的太阳电池的一个实施方案中, 所述第一隔离槽通过准 湿法刻蚀构图形成、 或者通过激光构图形成。

在本发明的太阳电池的又一个实施方案中, 所述主栅电极中设置 镂空区域。

优选地, 所述镂空区域设置为方块形状、 圓孔状或其他不规则形 状, 其并设置在所述通孔之间。

在本发明的太阳电池的再一个实施方案中, 所述第二电极为铝或 者铝合金材料。

在本发明的太阳电池的还一个实施方案中, 每条所述副栅线与对 应所述主栅电极的连接处设置两个或两个以上 所述通孔。

优选地, 所述主栅电极为银或者银合金材料。

优选地, 所述太阳电池还包括形成于所述第二导电类型 区域之上 的正面的减反射层。 所述减反射层可以为氮化硅。

其中一个实施例中, 所述第一导电类型区域为 p型半导体区域, 所述第二导电类型区域为 n型半导体区域。

优选地, 所述太阳电池还包括设置于所述太阳电池背面 的连接 点。

优选地, 所述连接点与所述主栅电极同为银或者同为银 合金材 料, 所述连接点与所述主栅电极同步丝网印刷或钢 网印刷形成。

其中一个实施例中, 所述太阳电池还包括在所述电池衬底正面和 /或背面形成的、位于所述太阳电池的四周边 区域的边沿隔离区。 所 述边沿隔离区上设置有第二隔离槽。

按照本发明的又一方面, 提供一种金属绕穿型背接触太阳电池的 制备方法, 其包括步骤:

( 1 )提供用于制备太阳电池的第一导电类型的电 衬底; ( 2 )在所述电池衬底中定位形成通孔;

( 3 ) 对所述电池衬底表面进行第二导电类型的掺杂 以形成 第二导电类型区域; 以及

( 4 ) 在所述电池衬底背面上构图形成主栅电极以及 第二电 极以及在所述电池衬底正面构图形成副栅线, 所述第二电极对其 所接触的所述第二导电类型区域自对准补偿掺 杂。

在本发明的太阳电池制备方法的一个实施方案 中, 在步骤 (4 ) 之后, 还包括步骤: 激光刻槽形成隔离槽。 具体地, 所述隔离槽可以 包括: 用于隔离所述主栅电极和所述第二电极的第一 隔离槽; 以及设 置在所述太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离 区的第二隔离槽。

在本发明的太阳电池制备方法的另一个实施方 案中, 在步骤 (3 ) 之后、 步骤 (4 )之前, 还包括步骤: 准湿法刻蚀形成用于隔离所述 主栅电极和所述第二电极的第一隔离槽。

优选地, 在准湿法刻蚀所述第一隔离槽时, 同时准湿法刻蚀所述 太阳电池的四周边沿区域的边沿隔离区的 PN结。

其中, 所述通孔可以通过光刻刻蚀、 机械打孔、 激光打孔或电子 束打孔形成。

优选地, 所述步骤(2 ) 和步骤(3 )之间还包括清洗步骤和制絨 步骤。

优选地, 所述步骤(3 )之后、 步骤(4 ) 之前还包括去磷硅玻璃 的步骤。

优选地, 在步骤(3 )之后、 步骤(4 )之前, 还包括步骤: 在所 述电池衬底的正面沉积减反射层。

优选地, 所述步骤(4 ) 中, 先以第一种银浆印刷形成主栅电极, 然后以第二种银浆印刷形成副栅线。

优选地, 在所述步骤 (4 ) 中, 还包括在所述电池衬底背面上形 成若干连接点。 其中, 所述连接点与所述主栅电极同为银或者同为银 合金材料, 所述连接点与所述主栅电极同步丝网印刷或钢 网印刷形 成; 所述第二电极在所述主栅电极和连接点印刷之 后以丝网印刷或钢 网印刷形成。

按照本发明的再一方面, 提供一种太阳电池组件, 所述太阳电池 组件包括多个以上所述及的任一种太阳电池, 所述太阳电池之间通过 互连条连接, 并与前基板、 背板以及密封粘结层进行层压及装框后形 成。

本发明的技术效果是, 该发明中可以以第二电极作为扩散源对第 二导电类型区域自对准补充掺杂, 从而在形成第二导电类型区域时不 需要另外的构图步骤, 第二电极自对准地与第一导电类型区域形成欧 姆接触。 因此, 该 MWT背接触太阳电池工艺简单、 成本低。 附图说明

图 1是现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的 构示意图; 图 2是现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的 个实施例的正 面结构示意图;

图 3是现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的 一个实施例的 正面结构示意图;

图 4是按照本发明实施例的 MWT背接触太阳电池的正面结构示 意图;

图 5是按照本发明实施例的 MWT背接触太阳电池的背面结构示 意图;

图 6是图 4和图 5所示实施例的 MWT背接触太阳电池的局部截 面结构示意图;

图 7是按照本发明提供的第一实施例的 MWT背接触太阳电池的 制备方法过程示意图;

图 8至图 13是按照图 7所示制备方法过程的结构变化示意图; 图 14是按照本发明提供的第二实施例的 MWT背接触太阳电池的 制备方法过程示意图;

图 15至图 17是按照图 14所示制备方法过程的结构变化示意图。 具体实施方式

下面介绍的是本发明多个可能实施例中的一些 , 旨在提供对本发明 的基本了解, 并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或 限定所要保 护的范围。 在附图中, 为了清楚起见, 有可能放大了层的厚度或者区域 的面积, 但作为示意图不应该被认为严格反映了几何尺 寸的比例关系。 附图中, 相同的标号指代相同的结构部分, 因此将省略对它们的描述。 本发明中的 "太阳电池的正面" 是指电池工作时接收太阳光照射 的一面, 即光接收面, 而本发明中的 "太阳电池的背面" 是指与 "太 阳电池的正面" 相反的一面。

图 4所示为按照本发明实施例的 MWT背接触太阳电池的正面结 构示意图。 图 5所示为按照本发明实施例的 MWT背接触太阳电池的 背面结构示意图。 图 6所示为图 4和图 5所示实施例的 MWT背接触 太阳电池的局部截面结构示意图。 结合图 4、 图 5和图 6所示对本发 明的太阳电池作详细说明如下。

该实施例的 MWT背接触太阳电池 100基于电池衬底 1 10形成。 在该实施例中, 选择 p型单晶硅片作为电池村底, 但是这并不是限制 性的, 例如电池衬底 110还可以为多晶硅材料或其他类型的太阳电池 基体材料。 太阳电池的电池衬底 1 10的具体形状也不受图示实施例限 制。 如图 6所示, 在该实施例中, 电池村底 1 10中包括衬底本身的 p 型半导体区域 1 12以及对村底掺杂形成的 n型半导体区域 1 1 1。 p型 半导体区域 1 12和 n型半导体区域 1 11形成太阳电池的 pn结, n型半 导体区域的电流通过太阳电池的正面副栅线和 主栅电极引出, p型半 导体区域的电流通过太阳电池的背面电极引出 。

参阅图 4, 太阳电池的正面 120上, 形成若干条副栅线 130, 副 栅线 130用于收集太阳电池的正面 120所产生的电流。 常规地, 副栅 线 130之间平行设置, 副栅线 130之间的间距和副栅线 130本身的宽 度不受本发明限制。 通常地, 副栅线 130可以是以银浆通过丝网印刷 而成,在该实施例中,副栅线 130是形成在正面的 n型半导体区域 1 1 1 表面上。

为形成 MWT背接触太阳电池, 在副栅线 130上形成若干个穿透 电池衬底 1 10的通孔 140。 每条副栅线 130上, 相隔一定距离后会与 主栅电极 150 (图 4、 图 6中所示) 交叉连接, 从而主栅电极 150可 以有效地汇集并引出副栅线 130收集的电池正面的电流。在该发明中, 在其每条副栅线 130与对应主栅电极 150的连接处, 设置两个或两个 以上的通孔 140 (例如优选地设置两个通孔) , 从而在连接处至少可 以通过两个通孔 140连接主栅电极 150。通孔 140可以通过光刻刻蚀、 机械打孔、 激光打孔、 电子束打孔等方法形成。 为降低成本和提高工 艺速度, 现有技术中, 在每条副栅线 130与对应主栅电极 150的连接 处通常仅设置一个通孔 (如图 2所示) , 或者多条副栅线共用一个通 孔 (如图 3所示) 。 但是随着太阳电池的厚度越来越薄、 制孔工艺的 不断提高, 例如采用激光制孔, 通孔 140的制造成本越来越低, 加工 速度也越来越快; 同时, 由于在丝网印刷形成主栅电极 150时, 浆料 相对不易填充通孔 140, 因此, 当通孔数量较少时, 有可能导致少数 通孔并没有被有效填充, 从而影响副栅线 130和主栅电极 150之间的 连接可靠性。 通过在连接处设置两个或两个以上的通孔时, 可以大大 降低或避免由于通孔填充连接所造成的可靠性 问题, 大大提高副栅线 与主栅电极的连接可靠性。优选地, 如图 4所示实施例,在副栅线 130 与对应主栅电极 150的连接处设置两个通孔 140, 两个通孔 140之间 的距离取决于主栅电极 150的宽度, 两个相邻通孔 140基本同时落在 主栅电极 150的宽度范围内。

参阅图 5, 主栅电极 150通过银浆丝网印刷或钢网印刷而成, 多 条主栅电极 150并行排列地形成于太阳电池的背面。 太阳电池的背面 上还形成第二电极即背面电极 160。如图 5和图 6所示, 主栅电极 150 和背面电极 160之间设置正负极隔离区 170 , 在该实施例中, 正负极 隔离区 170环绕主栅电极 150。 在每个正负极隔离区 170上设置有隔 离槽 171 (或 172 ) (以下将具体描述) 。 在太阳电池的边沿处, 还 在电池衬底正面或背面设置有正负极隔离槽或 隔离区。 比如在电池背 面形成环绕所有主栅电极 150和所有背面电极 160的边沿隔离区 175。 正负极隔离区 170上的隔离槽 171 (或 172 ) 及边沿隔离区 175上的 隔离槽 176有两种实现方法, 一种是采用准湿法隔离方法, 即采用点 胶或丝网印刷的方法、 将与半导体村底 110反应的化学浆料涂覆在欲 形成隔离槽的边沿隔离区 175和正负极隔离区 170的电池村底 1 10上, 通过化学浆料与半导体:衬底 110蚀刻反应有效地去除所涂覆区域的 pn 结, 从而形成边沿隔离区域 175和正负极隔离区 170对应的隔离槽; 另一种是直接采用激光刻槽法,在正负极隔离 区 170及边沿隔离区 175 上形成隔离槽。

继续如图 5和图 6所示, 在通孔 140中, 主栅电极 150可以与 n 型半导体区域 1 11形成欧姆接触, 当然主栅电极 150还可以与背面的 n 型半导体区域 111形成欧姆接触。 优选地, 在主栅电极 150上设置 若千镂空区域 151 , 从而可以大大减小主栅电极金属与硅 (也即 n型 半导体区域 1 1 1 ) 的接触面积, 有效地降低金属与硅的复合率, 进而 提高太阳电池的转换效率。 同时, 设置镂空区也能大大减少主栅电极 金属用量 (例如银浆料) , 从而降低太阳电池的成本。 镂空区域 151 在该实施例中设置为方块形结构, 但是其具体形状是不受本发明实施 例限制的, 例如还可以为圆孔状或其他不规则形状等。 镂空区域 151 在主栅电极上的位置以及形状大小以不影响主 栅电极与通孔中金属 的电性连接为原则。

继续如图 6所示, 背面电极 160本身是直接形成在 n型半导体区 域之上, 从而与局部 n型半导体区域 11 1相接触。 通过选择电极的类 型, 使其能够对其所接触的 n型半导体区域 11 1补偿掺杂, 例如选择 ΙΠΑ簇的金属元素作为背面电极材料, 优选地, 背面电极 160为铝或 者铝合金。 因此, 铝可以对其所接触的 n型半导体区域 11 1进行 p型 掺杂 (特别是在形成铝电极的金属化过程中) 。 从而会在每个背面电 极 160所邻接的电池衬底上形成补偿掺杂区 180。 在该实施例中, 补 偿掺杂区 180为 p型半导体区域, 其 p型掺杂浓度可以选择大于 p型 半导体区域 1 12的掺杂浓度,从而易于与背面电极 160形成欧姆接触, 减少电极 160与电池衬底之间的接触电阻。 需要说明的是, 补偿掺杂 区 180与 p型半导体区域 112通常是没有如图 6所示的明显界限的, 这是由于以背面电极作为掺杂的源往电池村底 里掺杂时, 根据扩散掺 杂的特点, 掺杂元素铝会一直扩散至 p型半导体区域 112中。

因此, p型半导体区域 111所产生的电流通过补偿掺杂区 180可 以输出至背面电极 160, 背面电极 160与 p型半导体区域 112之间可 以自对准地形成欧姆接触, 在制备形成 n型半导体区域时不需要另外 的光刻构图工艺, 制备成本得以降低。

继续如图 6所示, 为在背面实现主栅电极 150与背面电极 160的 隔离, 在正负极隔离区 170上设置隔离槽 171 , 隔离槽 171环绕主栅 电极 150的四周, 从而物理上实现了良好地隔离。 在该实施例中, 隔 离槽 171通过高速激光刻槽工艺形成, 隔离槽的深度大于 n型半导体 区域 1 1 1的厚度且小于半导体衬底 110的厚度, 例如, 当 n型半导体 区域 1 1 1的厚度范围为 0.2微米时, 隔离槽的深度至少大于 0.2微米。 隔离槽 171的具体宽度不是限制性的。 同时, 在图 6所示实施例中, 在电池村底正面设置环绕所有副栅线 130的隔离槽 176, 较佳地, 还 可以在电池衬底背面设置环绕所有主栅电极和 150和背面电极 160的 隔离槽 176。 正面和 /或背面的隔离槽 176均是设置在太阳电池的四周 边沿区域的边沿隔离区 175中。 边沿隔离槽 176也是通过高速激光刻 槽工艺形成, 隔离槽 176穿过减反射层 113、 n型半导体区域 1 1 1至 p 型半导体区域 112。

继续如图 6所示, 在又一具体实施例中, 太阳电池 100还包括沉 积在电池衬底正面的、 n 型半导体区域之上的减反射层 1 13。 减反射 层 1 13可以为氮化硅等材料, 其具体厚度范围可以为 70-90纳米。 通 过设置减反射层 1 13, 可以有效提高太阳电池的转换效率。

参阅图 5所示, 在该实施例中, 太阳电池 100还包括设置于电池 背面上的连接点 161 , 其主要用来在制备组件时提供电池与电池之间 的连接介质, 用来提高电池与互连条的连接特性, 有利于提高太阳电 池相互连接形成太阳电池組件的连接可靠性。 连接点 161的数量可以 根据要求的连接强度及使用的互连条的特性决 定, 其并不是限制性 的。 较佳地, 连接点 161选择与主栅电极 150相同的材料, 例如银, 从而在丝网印刷或钢网印刷过程形成主栅电极 150的同时, 可以同步 构图形成, 有利于进一步简化电池的制备工艺步骤, 从而降低太阳电 池的制作成本。

以下将具体说明图 4至图 5所示实施例的 ] IWT背接触太阳电池 的制备方法过程。

图 7所示为按照本发明提供的第一实施例的 MWT背接触太阳电 池的制备方法过程示意图。 图 8至图 13所示为按照图 7所示制备方 法过程的结构变化示意图。 以下结合图 7、 图 8至图 13说明该实施例 的制备方法过程, 同时也对该 MWT背接触太阳电池的具体结构作示 意性地说明。

首先, 步骤 S10, 提供用于制备太阳电池的第一导电类型的电池 衬底。 如图 8所示, 在该实施例中, 太阳电池是基于电池衬底 110制 备形成, 选择 p型单晶硅作为电池衬底 1 10 (也即第一导电类型为 p 型)。具体地, p型单晶硅的电阻率范围可以为 O. l ohm -cm - l Oohm -cm , 但不限于此范围。 电池村底 1 10的正面 120被太阳光照射, 电池衬底 1 10的背面 190在电池工作时并不被太阳光照射。

进一步, 步骤 S30, 在电池衬底中定位形成通孔。 如图 9所示, 在电池衬底 1 10上形成若千个通孔 140, 通孔 140从电池衬底的正面 穿透至电池村底的背面。 通孔 140可以光刻刻蚀、 机械打孔、 激光打 孔、 电子束打孔等方法形成, 通常地, 选择激光打孔形成。 通孔 140 的具体形状与所选择的制造工艺有关, 例如, 选择激光打孔时, 形成 如图 9中所示的圓柱形的通孔。 通孔 140主要用于从背面引出主栅电 极, 其具体形状和大小不是限制性的。 例如, 通孔可以选择大致为圆 柱形孔, 其直径范围约为 10微米至 1000微米。 通孔 140是形成于欲 构图形成副栅线的位置上, 通过定位通孔 140的位置, 可以定位副栅 线 130与对应主栅电极 150的连接处的位置。

进一步, 步驟 S50, 对电池衬底表面进行第二导电类型的掺杂。 如图 10所示, 在该实施例中, 对电池衬底 110的表面进行 n型掺杂, 从而在电池衬底 110表面形成 n型半导体区域 11 1。 具体地, 可以选 择扩散掺杂、 离子注入掺杂等方法。 在该发明中, 不需要对该掺杂步 骤另外进行光刻等构图步骤, 因此, 在该实施例的该步骤中, n型半 导体区域 111是包围原来的 p型半导体区域 112的。

需要说明的是, 为去除掺杂过程中在电池衬底表面形成的磷硅 玻 璃层,通常在第二导电类型的掺杂以后执行去 磷硅玻璃的步骤,其中, 去磷硅玻璃可以化学清洗的方法去除。

进一步需要说明的是,在又一具体实施例中, 通常地,在步骤 S30 之后、 步骤 S50之前还包括清洗步骤以及制绒步骤, 通过清洗步骤和 制绒可以去除由于制造通孔而对电池衬底表面 的损伤, 特别是激光打 孔时对电池村底表面的热损伤; 也可以去除硅片切割造成的切割损 伤; 并且在电池衬底表面形成绒面 (图中未示出) , 有利于提高电池 的转换效率; 同时通孔也被所形成的绒面粗糙化, 这有利于改善浆料 填充的可靠性。

进一步, 步骤 S70, 在电池衬底的正面沉积减反射层。 如图 1 1所 示, n 型半导体区域之上正面沉积的减反射层 1 13 , 其可以通过 PECVD、 PVD等方法形成, 减反射层 113可以选择为氮化硅等材料, 其具体厚度范围可以为 70-90纳米。 通过设置减反射层 1 13 , 可以有 效提高太阳电池的转换效率。

进一步, 步骤 S90 , 在电池衬底的背面构图形成主栅电极 150和 连接点 161 , 再构图形成背面电极 160; 并在电池衬底的正面构图形 成副栅线。 如图 12 所示, 可以选择用常规的丝网印刷或钢网印刷等 工艺构图形成包括副栅线 130和主栅电极 150以及背面电极 160。 其 中, 由于副栅线 130、 主栅电极 150和背面电极 160的材料不同, 其 通常也是通过不同的丝网印刷或钢网印刷的构 图步骤形成。 优选地, 可以首先以第一种银浆同时印刷形成主栅电极 150和连接点 161 , 此 时第一种银浆会对通孔 140进行填充; 然后可以以第二种银浆印刷形 成副栅线 130, 副栅线 130与通孔 140中的导电浆料形成电连接, 从 而使主栅电极 150可以与副栅线形成良好的电学接触。 背面电极 160 可以通过铝浆丝网印刷于电池衬底 110背面, 工艺顺序可以介于形成 主栅电极 150与副栅线 130二者之间。 优选地, 可以选择先丝网印刷 形成主栅电极 150和连接点 161,因为选用同样的浆料,主栅电极 150 和连接点 160可以同时形成, 这样有利于筒化工艺, 从而降低制造成 本。

另外, 优选地, 在丝网印刷形成主栅电极时, 还可以通过设置网 版构图在印刷形成主栅电极 150时形成若干镂空区域 151 (如图 5中 所示) , 从而可以大大减小主栅电极金属与硅(也即 n型半导体区域 1 1 1 ) 的接触面积, 有效地降低金属与硅的复合, 进而提高太阳能的 转换效率。 同时, 设置镂空区也能大大减少主栅电极金属用量( 例如 银浆料) , 从而降低太阳电池的成本。 镂空区域 151在该实施例中设 置为方块形结构, 但是其具体形状是不受本发明实施例限制的, 例如 还可以为圆孔状或其他形状等。 镂空区域 151在主栅电极上的位置以 及形状大小以不影响主栅电极与通孔中金属的 连接为原则。

需要说明的是, 在印刷形成副栅线 130、 主栅电极 150、 背面电 极 160所使用的浆料中, 还可以包括所掺杂的合金元素。 例如, 银浆 中掺杂其它金属元素形成银合金电极, 铝浆中掺杂其它金属元素形成 铝合金电极。

进一步, 步骤 S95 , 激光刻槽形成隔离槽。 如图 13所示, 在背面 电极和主栅电极之间的隔离区 170构图形成隔离槽 171 , 并在电池的 正面和 /或者背面(在该实施例中为正面和背面)的 周边沿区域的边 沿隔离区域 175中构图形成隔离槽 176。 采用高速的激光刻槽工艺形 成隔离槽 171 , 隔离槽 171环绕主栅电极 150的四周, 隔离槽 171的 深度大于 n型半导体区域 11 1的厚度且小于半导体衬底 1 10的厚度, 从而物理上实现了良好地隔离。 在该实施例中, 边沿隔离区 175的隔 离槽 176也是通过高速激光刻槽工艺实现。

至此, 图 6所示实施例的 MWT背接触太阳电池基本形成。

图 14所示为按照本发明提供的第二实施例的 M WT背接触太阳电 池的制备方法过程示意图。 相比于图 7所示实施例的制备方法过程, 其主要差异在于形成用于正负极隔离的隔离槽 以及边沿隔离区域的 隔离槽的方法差异, 因此, 步骤 S 10至 S50相同, 在此不再赘述。 图 15至图 17所示为按照图 14所示制备方法过程的结构变化示意图。以 下结合图 14、 图 15至图 17进一步说明该实施例的制备方法过程。

步骤 S60 , 准湿法刻蚀形成用于隔离主栅电极和背面电极 的隔离 槽、 以及用于边沿隔离的隔离槽。 如图 15 所示, 通过准湿法刻蚀工 艺定位形成隔离槽 1 72, 即采用点胶或丝网印刷的方法、 将与半导体 衬底 1 10反应的化学浆料涂覆在欲形成隔离槽的边沿 离区 175和正 负极隔离区 170的电池衬底 1 10上, 通过化学浆料与半导体村底 1 1 0 蚀刻反应有效地去除所涂覆区域的 pn结。 在该实施例中, 化学浆料 涂敷于电池衬底 1 10的四周, 从而同时也可以刻蚀反应去除四周表面 的部分 n型半导体区域 1 1 1, 这样 pn结被腐蚀掉, 可以有效地实现 p 型半导体区域和 n型半导体区域之间的边沿隔离。 在该实施例中, 隔 离槽 172所环绕的区域将构图形成主栅电极 150, 隔离槽的深度大于 n 型半导体区域 i l l的厚度, 从而物理上实现了良好地隔离。

进一步, 步骤 S70 , 在电池村底的正面沉积减反射层。 如图 1 6所 示, n 型半导体区域之上正面沉积 '的减反射层 1 13 , 其可以通过 PECVD、 PVD等方法形成, 减反射层 1 13可以选择为氮化硅等材料, 其具体厚度范围可以为 70-90纳米。 通过设置减反射层 1 1 3, 可以有 效提高太阳电池的转换效率。

进一步, 步骤 S90, 在电池衬底背面构图形成主栅电极 1 50、 连 接点 161和背面电极 160; 在电池衬底正面构图形成副栅线。 该步骤 与图 7所示实施例制备方法的步骤 S90基本相同,在此不再——赘述。 通过该步骤形成如图 17所示的太阳电池。 相比于图 13所示太阳电池 结构, 其主要区别在于, 隔离槽 172是通过准湿法刻蚀形成。

至此, 基本形成了图 17所示实施例的太阳电池。

以多个图 4和图 5所示的 MWT背接触太阳电池, 可以组装形成 太阳电池组件, 结合图 5所示, 将多个 MWT背接触太阳电池通过互 连条连接形成电池组串, 然后加上前基板(通常为玻璃) 、 背板以及 密封粘结层经过层压及装框步骤即可形成具有 一定功率输出的太阳 电池组件。

需要说明的是, 以上所有实施例中, 均是基于电池衬底为 p型导 电类型进行说明的。 但是, 本领域技术人员悉知, 电池衬底也可以选 择为 n型导电类型, 同样相似的太阳电池结构也可以制备形成。 当电 池衬底为 n型导电类型时, 电池衬底包括 n型半导体区域和包围该 n 型半导体区域的 p型半导体区域, 其中副栅线与 p型半导体区域直接 连接, 主栅电极设置于电池背面, 背面的另一电极相应地为与 n型半 导体区域电性连接的背面电极。

以上例子主要说明了本发明的 MWT背接触太阳电池、 各种制备 方法及其太阳电池組件。 尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了 描述, 但是本领域普通技术人员应当了解, 本发明可以在不偏离其主 旨与范围内以许多其他的形式实施。 因此, 所展示的例子与实施方式 被视为示意性的而非限制性的, 在不脱离如所附各权利要求所定义的 本发明精神及范围的情况下, 本发明可能涵盖各种的修改与替换。