[发明专利]一种无正面栅线的P型晶体硅背接触电池结构及制作方法

说明书

本发明公开了一种无正面栅线的P型晶体硅背接触电池结构及制作方法，从上而下依次包括：透明导电膜、减反射膜、正面钝化膜、N型层、P型基体、背面钝化膜、金属层和背面正极，P型晶体硅片上设通孔，通孔内设置有用于连接电池正面和背面负极的过孔电极，N型层的表层设有按规则图形分布的局部重掺杂N+区，透明导电膜依次穿透减反射膜和正面钝化膜与局部重掺杂N+区及过孔电极接触，将正面汇集的电子导至电池背面，金属层穿透背面钝化膜与P型硅基体形成局部欧姆接触，并与背面正极连接构成电池正极。避免了正面金属电极光遮挡，减少了电池制作过程中银浆的耗量，通过背面的钝化膜防止电极卷绕后漏电，显著提升P型晶体硅电池的转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种无正面栅线的P型晶体硅背接触电池结构及制作方法。

背景技术

自1954年第一块太阳能电池在贝尔实验室诞生以来，晶体硅太阳能电池得到了广泛的应用，转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的90％以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破21％，全球年新增装机容量约70GW且增速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。

P型晶体硅电池由于生产工艺成熟、制造成本低，在目前及今后相当长的一段时间内仍占据绝大部分市场份额。P型晶体硅太阳能电池要想继续保持竞争力、获得更大的发展与应用，必须进一步提高转换效率，同时降低生产成本。

PERC技术着眼于电池的背面，利用钝化大大降低了背面的复合速度，该技术近年来在P型晶体硅电池中逐步得到大规模应用，使多晶和单晶电池的效率分别提升0.5％和1％以上。虽然PERC技术极大的提高了电池的背面性能，但是对电池的正面无显著改善，尤其是电池的正面电极，目前主要采用丝网印刷的方式形成近百条细栅和若干条主栅，此工序造成电池片表面5％～7％的面积形成对光的遮挡，使P型PERC电池的效率优势未能充分发挥。

MWT电池技术主要解决的是电池正面的光遮挡问题，在硅片上打孔，利用过孔电极将正面细栅线收集的电流导至电池的背面。MWT电池技术虽然减少了电池正面主栅电极的光遮挡面积，但电池正面的细栅线仍有约3％的光遮挡面积，细栅线通常为价格昂贵的银，对于降低电池片的制作成本不利。此外MWT电池的漏电和组件封装问题未能很好解决。以上问题使得MWT作为改善电池正面的核心技术一直未得到大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种无正面栅线的P型晶体硅背接触电池结构及制作方法，该电池结合了P型晶体硅背钝化和金属电极卷绕技术，并在电池正面设计了一种新的电极结构，很好的解决了正面栅线遮挡、背面漏电等问题。

本发明采用以下技术方案：

一种无正面栅线的P型晶体硅背接触电池结构，P型晶体硅片从上而下依次包括：透明导电膜、减反射膜、正面钝化膜、N型层、P型基体、背面钝化膜、金属层和背面正极，其中，所述P型晶体硅片上设有通孔，所述通孔内设置有用于连接电池正面负极和背面负极的过孔电极，所述N型层的表层设有按规则图形分布的局部重掺杂N+区，所述背面钝化膜包括第一背面钝化膜和第二背面钝化膜，所述透明导电膜依次穿透所述减反射膜和正面钝化膜与所述局部重掺杂N+区及所述过孔电极顶端电接触构成电池负极，所述透明导电膜用于将电池正面汇集的电子经过所述过孔电极导至电池的背面，所述金属层穿透所述第一背面钝化膜和第二背面钝化膜与所述P型硅基体形成局部欧姆接触，并与背面正极连接在一起构成电池正极。

进一步的，所述通孔大小相同，在厚度方向贯通所述P型晶体硅片，且等行距等列距阵列排布，单个所述通孔的直径为100～500um，所述通孔的排布数量为4×4～10×10个。

进一步的，所述局部重掺杂N+区阵列排布在所述N型层上，每个所述局部重掺杂N+区的方阻为20～60Ω/□。