[发明专利]一种P型晶体硅电池结构及其制作方法

权利要求书

1.一种P型晶体硅电池结构，其特征在于，由正面至背面依次包括：透明导电薄膜(1)、局部金属电极(9)、正面减反射膜(2)、正面钝化膜(3)、N型掺杂层(4)、P型晶硅基体(5)、第一背面钝化膜(6)、第二背面钝化膜(7)、局部背场(11)和背面正电极(8)；电池正面的透明导电薄膜(1)与局部金属电极(9)接触将收集的电子横向传导，并通过穿透电池片的过孔电极(10)导入电池背面的负极区域；电池背面的背面正极(8)和局部背场(11)分布于过孔电极(10)以外的区域，局部背场(11)与背面正电极(8)部分重叠。

2.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的局部金属电极(9)穿透正面减反射膜(2)及正面钝化膜(3)，与N型掺杂层(4)形成欧姆接触，透明导电膜(1)将局部金属电极和过孔电极连接为一个整体，构成电子收集器；局部背场(11)通过第一背面钝化膜(6)及第二背面钝化膜(7)上开设的背面开窗部分与P型硅基体(5)形成欧姆接触，同时与背面正电极(8)熔接，构成空穴收集器。

3.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的背面正电极(8)为栅线状，栅线的个数为3～15根，单个栅线的宽度为0.5～5mm。

4.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的透明导电薄膜的材料为ITO、ZAO、GZO、IWO、FTO及石墨烯中的一种或多种薄膜的叠层，其厚度为50～500nm。

5.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的局部金属电极(9)为阵列图形，阵列图形包括类一维图形和/或二维图形，所述的类一维图形包括线段、虚线段、弧线、栅线状；所述二维图形包括：圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形、多角形、扇形；所述类一维图形的线宽为20～200um，长度为0.05～1.5mm；同一行中相邻两个线形的间距为0.5～2mm，同一列中相邻两个线形的间距为0.5～2mm；所述二维几何图形的尺寸均为20～200um，相邻两个图形中心距为0.5～2mm。

6.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的过孔电极(10)设置在P型硅片上的通孔中，通孔在厚度方向贯通整个P型硅片，通孔内壁为N型掺杂层(4)和钝化膜；通孔按等行距等列距阵列排布，单个通孔的直径为100～500um，每行或每列数量为4～10个。

7.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的局部金属电极(9)和背面正电极(8)的材质为银、铝、铜、镍中的一种或多种金属合金。

8.根据权利要求1所述的P型晶体硅电池结构，其特征在于，所述的电池片为整片P型单/多晶电池，或分片后的P型单/多电池。

9.一种P型晶体硅电池结构的制作方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)在P型硅片上采用激光形成若干相同大小的通孔，通孔在厚度方向贯通整个硅片，通孔按等行距等列距阵列排布；

2)将P型硅片进行表面织构化处理；

3)进行磷掺杂处理，在P型硅片的正面及通孔壁表层上形成N型层(4)，掺杂后的方阻为40～100Ω/□；

4)在通孔及周边区域制作掩膜；

5)刻蚀去掉P型硅片正面的磷硅玻璃、背结及掩膜；

6)将刻蚀后的硅片在退火炉中进行退火处理，在硅片的表面生长一层致密的热氧化硅，同时掺杂层的杂质原子进行再分布；

7)在硅片的正面沉积正面钝化膜(3)和正面减反射膜(2)；在硅片的背面沉积第一背面钝化膜(6)、第二背面钝化膜(7)；

8)采用激光刻蚀或化学腐蚀法，在背面的第一背面钝化膜(6)、第二背面钝化膜(7)上按特定图形进行开膜，形成开窗部分，开膜图形为矩形矩阵状的多个平行线段或点的集合；

9)按如下步骤制作电池金属电极：①制作过孔电极(10)，过孔浆料填满整个通孔，之后烘干；②在背面制作若干等间距排布的背面正电极(8)，之后烘干；③在背面制作局部背场(11)，局部背场(11)与背面正电极(8)连接在一起，且确保局部背场(11)通过第一背面钝化膜(6)及第二背面钝化膜(7)上开设的背面开窗部分与P型硅基体(5)形成欧姆接触，之后烘干；④在正面制作局部金属电极(9)，局部金属电极制作的方法有两种：第一种，在硅片的正面按阵列图形涂覆具有较强烧穿性能的金属浆料；第二种，采用激光或化学腐蚀的方法在硅片正面按阵列图形去除正面的钝化膜及减反射膜，随后在开膜处通过电镀制作局部金属电极；

10)在300～900℃下进行热处理，正面局部金属电极(9)穿透正面减反射膜(2)及正面钝化膜(3)，与N型掺杂层(4)形成欧姆接触，透明导电膜(1)将局部金属电极和过孔电极连接为一个整体，构成电子收集器；局部背场(11)通过第一背面钝化膜(6)及第二背面钝化膜(7)上开设的背面开窗部分与P型硅基体(5)形成欧姆接触，同时与背面正电极(8)熔接在一起，构成空穴收集器；

11)在电池正表面制作透明导电薄膜，用于辅助进行正面的电子收集，完成制作过程。