[发明专利]一种具有低串联电阻的晶体硅太阳电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，具体涉及一种具有低串联电阻的晶体硅太阳电池及其制备方法。

背景技术

目前，制备晶体硅太阳电池常规工艺一般采用丝网印刷制备金属电极，在印刷过程中可能由于浆料颗粒过大、停留时间过长或网版老化等原因造成堵网，使得金属电极，特别是细栅线金属电极(finger)不完整，形成断栅。同时，金属电极位于晶体硅太阳电池的顶层，在没有任何保护的情况下容易氧化。

为了减少电极对光线的遮挡，高效电池设计对细栅电极的宽度提出了更高的要求。然而，细栅宽度下降自然会引起电极横截面积的降低，从而导致电极电阻增大，也即电池串联电阻增大。同时，细栅宽度的降低对丝网印刷技术提出了更高的要求。一般而言对于丝网印刷，细栅越细意味着越容易出现断栅。

目前传统的晶体硅电池采用PECVD在前表面镀氮化硅(SiN_x)，单层的氮化硅薄膜为了兼顾钝化性能和减反性能采取了折衷的设计，在钝化效果、减反效果和色彩外观上都有提升的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低串联电阻的晶体硅太阳电池，该电池具有透明导电膜-金属电极-钝化层结构，其中透明导电薄膜可以连接断栅，减少断栅带来的功率损失；同时该薄膜可降低电池前表面的串联电阻，增强电池的导电能力；同时可以对电池正面的金属电极起到保护作用，并防止金属电极氧化；通过调控透明导电膜，还可以调控晶体硅太阳电池的反射率和颜色。

本发明的目的还在于提供上述具有低串联电阻的晶体硅太阳电池的制备方法，该方法过程简洁，成本低。

本发明的第一个目的是通过如下技术方案来实现的：一种具有低串联电阻的晶体硅太阳电池，包括p-n结，在p-n结的前表面设有钝化层、细栅线金属电极和主栅线金属电极，在p-n结的背面设有背面电场和背面电极，所述的细栅线金属电极、主栅线金属电极、背面电场和背面电极与p-n结相连通，在晶体硅太阳电池的前表面全部区域或局部区域设有透明导电膜。

作为本发明的一种改进：本发明提供的一种具有低串联电阻的晶体硅太阳电池，包括p-n结，在p-n结的前表面设有钝化层、细栅线金属电极和主栅线金属电极，在p-n结的背面设有背面电场和背面电极，所述的细栅线金属电极、主栅线金属电极、背面电场和背面电极与p-n结相连通，在电池的前表面的局部区域还设有掩模，在电池的前表面未被掩模覆盖的区域上设有透明导电膜。

本发明通过上述两种方式，即一种是在制备的晶体硅太阳电池的前表面的全部区域设置透明导电膜，另一种是在制备的晶体硅太阳电池的前表面的局部区域通过设置掩膜，在未被掩模覆盖的区域设置透明导电膜，从而起到连接断栅，减少断栅带来的功率损失；及降低电池前表面的串联电阻，增强电池的导电能力的作用。其中，通过在电池前表面局部区域设置掩模后再在未被掩模覆盖的区域设置透明导电膜，可以使电池的局部区域不被导电膜覆盖而在电池的前表面显示各种图形如汉字、数字、中英文字母等。

本发明的第二个目的是通过如下技术方案来实现的：上述具有低串联电阻的晶体硅太阳电池的制备方法，制备出晶体硅太阳电池后，在电池前表面整面镀上透明导电膜或利用掩模先对电池前表面局部区域进行选择性覆盖，在电池的前表面未被掩模覆盖的区域镀上透明导电膜，形成透明导电膜-金属电极-钝化层结构，即制备得具有低串联电阻的晶体硅太阳电池。

其中，本发明采用掩模对晶体硅太阳电池前表面进行选择性覆盖的具体过程为：制备电池后，选取掩模，并将掩模与电池进行对位、调整，使电池前表面的局部区域被掩模选择性覆盖，接着固定；然后调整镀膜参数，用镀膜设备在电池前表面未被掩模覆盖的区域镀上透明导电薄膜，形成带有掩模图案的透明导电膜-金属电极-钝化层结构。

在上述制备方法中：

本发明所述的透明导电膜的材质包括金属氧化物和掺杂物，其中所述的金属氧化物为ZnO、In₂O₃、SnO₂、CdO、TiO₂、CdIn₂O₄、Cd₂SnO₄和Zn₂SnO₄中的一种或几种，所述的掺杂物为Sn、Sb、F、Al、Ge、Ga、Zr、B、Mo、Ni和Zn中一种或几种。

本发明所述的透明导电膜的厚度为1-1000nm，折射率为1.1-6.0。

本发明所述的镀透明导电膜采用蒸发、溅射、离子镀或CVD方法制成。