[发明专利]晶体硅电池背面电极的沉积方法、及得到的晶体硅电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备领域，尤其涉及一种晶体硅电池背面电极的沉积方法、及得到的晶体硅电池，特别涉及PERC电池或者具有局部铝掺杂形成p+层并且形成接触的N型背结电池背面电极的沉积方法、及得到的PERC电池或者具有局部铝掺杂形成p+层并且形成接触的N型背结电池。

背景技术

太阳能光伏发电是新能源的重要组成部分，光伏发电的核心技术是晶体硅电池技术。钝化发射极及背局域接触电池(PERC)最早是由新南威尔士大学研究的，由于电池进行了双面钝化，背面电极采用局域接触的形式，有效地降低了表面复合，减少了电池的翘曲断裂；另外，对电池背面进行了抛光处理，提高了长波的吸收。

PERC电池的典型的制作流程为：制绒扩散→去背结→背面抛光→双面镀钝化膜→背面钝化膜进行开口→印刷背银电极→背面印刷全面积的PERC浆料→发射极印刷正银电极→烧结。

其中，背面钝化膜进行开口的方式可以采用激光局部开口，或者通过在背面钝化膜局部印刷高玻璃料含量的浆料，形成局部开口以及形成局部接触。

PERC电池背面采用介质膜钝化，在钝化膜上面局部开口，然后在局部开口的钝化膜上印刷全面积浆料，这样在局部开口处会形成局部背场以及背面电学接触。由于烧结过程中硅元素往铝浆料中扩散，会在铝硅局部接触处形成凹陷，凹陷的深度常见为20μm左右，局部凹陷通常被铝硅共金填充，没有被共金填充的凹陷会形成空洞，另外这种方式形成的掺铝p+层厚度也不是非常厚，会影响电池开路电压。现有技术PERC电池的结构如图1～3所示。

如果硅片厚度继续减薄到100μm以下，大约20μm的凹陷(基体的硅被消耗掉了)深度可能可以看到对电流的更明显降低的影响，此外没有被共金填充的凹陷形成的空洞可能也会增加碎片率，因此PERC电池局部接触处减小凹陷深度，同时减少空洞非常有必要。

另外铝硅烧结过程中，扩散到铝中的硅元素会吸收长波长光子，削弱背反射作用，降低PERC电池的短路电流。若厚度减薄到100μm以下，这种烧结铝层对长波长光子的吸收，对电流的降低作用会更明显。

发明内容

针对现有技术在PERC电池钝化膜上局部开口后，印刷全面积铝浆料，形成大约20μm的凹陷，对电池短路电流开路电压会有影响，而且可能有碎片率的不足，本发明的目的之一在于提供一种在包括PERC电池在内的晶体硅电池背面电极的沉积方法，所述方法包括：

对完成钝化膜局部开口工艺的晶体硅，至少在其局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；

或者，对完成钝化膜生成工艺的晶体硅，至少在其预定进行局部开口的外周环绕沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极；

所述设定温度≤950℃，例如520℃、540℃、560℃、590℃、600℃、650℃、670℃、700℃、730℃、760℃、790℃、800℃、860℃、900℃、940℃等。

本发明在所述开口的边缘处沉积能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中扩散的电极，可以消除目前常见的铝硅烧结过程中局部接触处的凹陷以及空洞，同时降低烧结铝层对长波长光子的吸收。

所述“阻止”意指能够明显降低硅元素在电极中的溶解性。在设定温度下，硅元素在纯铝中的溶解能够在10wt％以上，“阻止”的意思是指能够明显降低硅元素在电极中的溶解至本领域技术人员能够定义的范围以下，例如5wt％以下、6wt％以下、4wt％以下、3wt％以下、2wt％以下或1wt％以下等。

优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在设定温度下硅元素的溶解率≤2wt％的浆料实现，例如硅元素的溶解率为1.8wt％、1.6wt％、1.5wt％、1.3wt％、1.1wt％、0.8wt％、0.7wt％、0.5wt％、0.3wt％、0.2wt％、0.08wt％、0.05wt％、0.02wt％等。

优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积在50～950℃温度下硅元素的溶解率≤0.1wt％的浆料实现。

优选地，所述“能够在设定温度下阻止硅元素向铝元素中溶解扩散的电极”通过沉积银浆料、铜浆料或者含有硅元素的铝浆料实现。

优选地，所述含有硅元素的铝浆料为含有10wt％以上的硅元素的铝浆料。