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申请/专利权人：通威太阳能(成都)有限公司

摘要：本发明公开了一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构及制作方法，包括背面钝化膜层，背面钝化膜层上设置有背面银主栅电极，背面银主栅电极的两侧设置有激光开槽区，激光开槽区的宽度往远离背面银主栅电极的方向侧逐渐变窄。制作方法包括：S1.在背面钝化膜层上预留银主栅电极区，并设置激光开槽区和对位嵌合点；S2.利用所述对位嵌合点，将铝栅线印刷于所述的激光开槽区上；S3.利用所述对位嵌合点，将背面银主栅电极和银栅线印刷于所述的铝栅层上。本发明的优点是：逐渐加宽的渐变式结构提升了背面光生载流子沿局部栅线导出的能力，降低了导出过程中的热损耗功率损失，提升了PERC+双面太阳电池正反面光电转化效率。

主权项：1.一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，包括背面钝化膜层1，所述背面钝化膜层1上设置有背面银主栅电极8，所述背面银主栅电极8的两侧设置有激光开槽区，其特征在于，所述激光开槽区的宽度往远离背面银主栅电极8的方向侧逐渐变窄；所述激光开槽区的线宽为12-160μm，线长为9-32mm，所述激光开槽区与背面银主栅电极8的距离大于0且小于等于1mm；所述背面钝化膜层1上的激光开槽区处设置有铝栅线6，所述铝栅线6上设置有银栅线9，且激光开槽区、铝栅线6和银栅线9从下往上依次重叠并以激光开槽区的中心线对称；铝栅线6宽度始终大于所处位置的激光开槽区宽度，银栅线9宽度始终小于所处位置的铝栅线6宽度；所述银栅线9采用渐变式线性结构或均匀直线结构，所述铝栅线6采用渐变式线性结构。

全文数据：一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构及制作方法技术领域[0001]本发明属于晶体硅太阳电池制造领域，具体涉及一种基于TORC的双面太阳电池背面导电结构及制作方法。背景技术[0002]钝化发射极背面接触PERC太阳电池是新一代高效电池器件，相对于传统铝背场太阳电池，PERC电池可以明显提高电池的光电转换效率。基于PERC电池工艺，在丝网印刷工序中采取印刷局部铝栅线代替全铝印刷，衍生出来一种PERC+双面太阳电池。PERC+双面太阳电池可以降低铝浆的使用量，同时可以改善电池片的翘曲应力，降低在电池封装组件的焊接工艺中由于翘曲应力导致的碎片率。由于PERC+双面太阳电池可以封装成双玻太阳能组件，相对于传统光伏组件背面可以吸收散射光和地面二次反射光，有额外20%-30%的发电功率产生，同时增加了太阳能组件的终端应用渠道。[0003]PERC+双面太阳电池由于背面采用局部铝栅线代替全铝背场，金属传导面积减少，不可避免引起光生载流子的传导能力下降，造成电池正面效率有部分因串联电阻增大而损失。此外，只有与背钝化膜接触的背面局部铝栅线区域可与激光开槽后的硅片基底导通形成LBSF，而其他区域的绝缘背钝化膜层起着透光和保护硅片基底的作用，不能作用于激光，这局限了背面开槽区域的增加以提高填充因子，和平衡背面钝化以保证开路电压不下降的可调开槽比例。由于太阳电池光电转换效率与开路电压与填充因子乘积成正比，串联电阻增加会造成填充因子非线性下降，因此PERC+双面太阳电池的背面导电电极结构及其激光开槽设计，对于此类双面电池的正反面光电转化效率平衡提升极为重要。另一方面，背面局部栅线细化后需要准确嵌套印刷在背面激光开槽区域，因此需要设计特殊背面银栅线、铝栅线和激光开槽三层嵌套印刷结构，保证逐层精准嵌套印刷，才能使得开槽的背面钝化膜层区充分承载光生载流子的传导要求，从而最大化提高批量电池效率，便于此类双面太阳电池规模化生产工艺控制。发明内容[0004]本发明的目的在于:为解决双面电池的正反面光电转化效率低的问题，提供了一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构及制作方法。[0005]本发明采用的技术方案如下：[0006]一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，包括背面钝化膜层，所述背面钝化膜层上设置有背面银主栅电极，所述背面银主栅电极的两侧设置有激光开槽区，所述激光开槽区的宽度往远离背面银主栅电极的方向侧逐渐变窄。[0007]进一步地，所述激光开槽区的线宽为12-160um，线长为9-32mm，所述激光开槽区与背面银主栅电极的距离大于0且小于等于1mm。[0008]进一步地，所述背面钝化膜层上的激光开槽区处设置有铝栅线，所述铝栅线上设置有银栅线，且激光开槽区、铝栅线和银栅线从下往上依次重叠并以激光开槽区的中心线对称;铝栅线宽度始终大于所处位置的激光开槽区宽度，银栅线宽度始终小于所处位置的铝栅线宽度。[0009]进一步地，所述银栅线采用渐变式线性结构或均匀直线结构，所述铝栅线采用渐变式线性结构。[0010]进一步地，所述铝栅线位于铝栅层，所述银栅线及背面银主栅电极位于银栅层，所述背面钝化膜层、铝栅层和银栅层的相同位置上设置有面积逐渐减小的同心对位嵌合点，使背面钝化膜层、铝栅层和银栅层对准。[0011]进一步地，所述铝栅线与背面银主栅电极边缘衔接长度大于l〇〇um。[0012]—种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构的制作方法，包括以下步骤：[0013]S1:在背面钝化膜层上预留银主栅电极区，并设置激光开槽区和对位嵌合点。[00M]其中，背面钝化膜层包括但不仅限于千湿氧、々?00^0、？£^0、？¥0和溅射等方式生长沉积的氧化硅，氧化铝，碳化硅，氮化硅和非晶硅等背面单层钝化膜层或背面叠层钝化膜层，且选用厚度为90-140nm的背面单层钝化膜层或背面叠层钝化膜层开槽。[0015]首先，在背面钝化膜层上预留相互平行的5-16个用于印刷主栅电极的银主栅电极区，银主栅电极区结构采用分段式结构或连体式结构。然后采用波长为400-1200mn的激光器对银主栅电极区及其外延0-lmm的距离外的区域进行开孔，且激光开孔光斑需完全穿透背面钝化膜层，即开孔光斑深度须大于90nm。单个激光开孔光斑为直径在12-60um的圆形光斑，圆形光斑重叠形成垂直于银主栅电极区的渐变式线性激光开槽区，即靠近银主栅电极区域的开槽线径比远离银主栅电极区域的开槽线径更粗，且开槽线宽为12-160um，开槽线长根据银主栅电极区数量而定，开槽线长度在9-32mm。同时，在背面钝化膜层的边缘上进行激光开孔，形成多个用于对准的激光开槽对位嵌合点。激光开槽对位嵌合点可选用圆形、矩形、十字交叉等任一图案，其位置优选4个位于银主栅电极区及其延长线区域范围内的同心圆或正方形，其大小为0.1-lmm。[0016]然后再在丝网对应位置上标记相同图案的丝网印刷对位嵌合点，便于丝网印刷机CCD及工艺人员通过激光开槽对位嵌合点和丝网印刷对位嵌合点位置的偏移来微调印刷位置，以保证准确套印。[0017]S2:利用所述对位嵌合点，将铝栅线印刷于所述的激光开槽区上。[0018]首先，在设置有铝栅线的铝栅线网版对应位置上标记相同图案的铝浆印刷对位嵌合点，网印机捕捉激光标记的激光开槽对位嵌合点，然后将铝浆印刷对位嵌合点的中心对准于激光开槽对位嵌合点及丝网印刷对位嵌合点的中心，再丝网印刷铝栅线到对应位置的激光开槽区上，再于l5〇-350°C烘干铝浆料。其中，为了匹配激光开孔形成的渐变式线性激光开槽区，铝栅线采用相似的渐变式线性结构，即靠近银主栅电极区域的铝栅线线径比远离银主栅电极区域的铝栅线线径更粗，且铝栅线宽度始终大于所述位置的激光开槽区宽度。铝栅线的线宽为20-200um，铝栅线的线长为9-32mra，且铝栅线与银主栅电极区边缘的衔接段大于lOOum。[0019]S3:利用所述对位嵌合点，将背面银主栅电极和银栅线印刷于所述的铝栅层上。[0020]其中，将背面银主栅电极和银栅线印刷于铝栅层上的方式包括：[0021]1先印刷背面银主栅电极于所述的银主栅电极区，再印刷银栅线于所述的激光开槽区和铝栅线所在位置；[0022]2先衔接背面银主栅电极和银栅线，再将背面银主栅电极和银栅线一同印刷于铝栅线上。[0023]若采用方式1将背面银主栅电极和银栅线印刷于所述的铝栅线上，则分别在设置有背面银主栅电极的银主栅电极网版和设置有银栅线的银栅线网版对应位置上分别标记相同图案的银浆印刷对位嵌合点，网印机捕捉铝浆料印刷机标记的铝浆印刷对位嵌合点，然后将银浆印刷对位嵌合点的中心对准于铝浆印刷对位嵌合点的中心，再依次丝网印刷背面银主栅电极和银栅线。将银主栅电极网版上的背面银主栅电极印刷于对应位置的银主栅电极区上，再于160-380°C烘干银浆料。然后将银栅线网版上的银栅线印刷于对应位置的铝栅线上，再于160-380°C烘干银浆料。其中，银栅线可采用渐变式线性结构或均匀直线结构，且银栅线宽度始终小于所处位置的铝栅线宽度，其线宽为16-180um，线长为9-32mm，以保证居中套印。分别印刷背面银主栅电极和银栅线，可采用不同特性的银浆料完成印刷。[0024]若采用方式2将背面银主栅电极和银栅线印刷于所述的铝栅线上，则先衔接背面银主栅电极和银栅线，并将衔接后的背面银主栅电极和银栅线设置在同一银栅网版上，再在银栅网版对应位置上标记相同图案的银浆印刷对位嵌合点。然后，网印机捕捉铝浆料印刷机标记的铝浆印刷对位嵌合点，将银浆印刷对位嵌合点的中心对准于铝浆印刷对位嵌合点的中心，再丝网印刷银栅网版上的背面银主栅电极和银栅线于对应位置的铝栅线上，再于160-380°C烘干银浆料。其中，银栅线可采用渐变式线性结构或均匀直线结构，且银栅线宽度始终小于所处位置的铝栅线宽度，其线宽为16-180um，线长为9-32mm，以保证居中套印。同时印刷背面银主栅电极和银栅线时，采用相同特性的银浆料完成印刷。[0025]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0026]1、本发明中，通过在背面钝化膜层上开孔形成渐变式线性激光开槽区，可以平衡背面钝化膜钝化效果和光生载流子传导要求，在有限的背面栅线接触区实现多样化的背面钝化膜开槽比例组合，从而兼顾电池开路电压与填充因子乘积匹配，使太阳电池的光电转化效率随之提升。同时，逐渐加宽的渐变式结构提升了背面光生载流子沿局部栅线导出的能力，降低了导出过程中的热损耗功率损失，从而提升了PERC+双面太阳电池正反面光电转化效率。[0027]2、本发明中，通过使用激光在背面钝化膜层上开孔形成激光开槽对位嵌合点，通过在丝网印刷和激光开槽工序设计嵌合点图案，保证了细化后的背面铝栅线能准确嵌套印刷于激光开槽区，保证了银栅线能准确嵌套印刷于铝栅线己印刷区，解决了细化后的银栅线、铝栅线和激光开槽的对准问题，便于双面太阳电池规模化生产工艺控制。[0028]3、本发明中，在有限的背面局部铝栅线区域，通过调整距离背面银主栅电极不同区域的LBSF面积，提升了铝栅线从硅基底导出光生载流子的能力，平衡了背面钝化效应与光生载流子传导的要求，增加了开路电压与填充因子乘积匹配的可调范围。[0029]4、本发明中，采用渐变式下层铝栅线和上层银栅线结合传导电流至背面银主栅电极的方式，解决了基于PERC的双面太阳电池背面光生载流子沿着铝栅线传导到背面银主栅电极上串联电阻较大的问题，并保证了下层A1-BSF场钝化机制。通过丝网印刷渐变式铝栅线电极结构并嵌套叠印银细栅线，可以降低背面栅线将电流传导至背面银主栅电极的功率损失从而降低电池串联电阻。[0030]5、本发明中，采用高电导率的银浆进行银栅线嵌套印刷，提升了背面栅线电导率，增加了电子位于局部栅线端的传输横截面积。附图说明[0031]图1为本发明中的基于PERC+双面太阳电池背面导电结构分层侧视图。[0032]图2为本发明中的激光开槽微观结构图。[0033]图3为本发明中的激光开槽层的结构示意图。[0034]图4为本发明中的铝栅层的结构示意图。[0035]图5为本发明中的银栅层的结构示意图。[0036]图6为本发明中的激光开槽层、铝栅层和银栅层叠印的俯视图。[0037]图中标记：1-背面叠层钝化膜层、2-银主栅电极区、3-渐变式线性激光开槽区、4-激光开槽对位嵌合点、5-铝浆印刷对位嵌合点、6-铝栅线、7-银浆印刷对位嵌合点、8-背面银主栅电极、9-银栅线。具体实施方式[0038]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0039]实施例1[0040]基于PERC的连体式五主栅结构双面太阳电池的制造工艺流程如下：[0041]DP-type单晶硅片清洗去除杂质和表面缺陷，双面制绒形成2-6um随机金字塔绒面。[0042]2背靠背扩散，在硅片正面负压扩散磷源制备〇.3um结深PN结。[0043]3正面去除PSG、去除侧边界处多余扩散PN结，背面适当抛光修正绒面2-4um。[OO44]4双面氧化、退火形成3-7nm二氧化硅膜层。[0045]5背表面ALD反应沉积膜厚为4-6nm的AI2O3薄膜。[0046]6双面PECVD反应沉积Si3N4薄膜，正面PN结区沉积氮化硅减反钝化保护膜75-90nm，背面沉积氮化硅透光钝化保护膜lOOnm。[0047]7在上述的背面叠层钝化膜层1上预留相互平行的五个适配于长度为155.5mm、宽度为0.8mm的主栅电极的银主栅电极区2,在银主栅电极区2及其外延0.3mm的距离外进行激光开孔，开孔光斑深度为120nm，光斑直径为35um，光斑半径逐一重叠形成渐变式线性激光开槽区3。渐变式线性激光开槽区3靠近银主栅电极区2位置的宽度120um，远离银主栅电极区2位置的宽度为70mn，开槽线长度为14.8mm。同时，在背面叠层钝化膜层1四角20X20mm面积区域内开孔形成激光开槽对位嵌合点4,激光开槽对位嵌合点4采取同心圆设计，其直径为0.5ram〇[0048]8在设置有铝栅线6的铝栅线网版对应位置上标记相同图案、直径为0.4mm的铝浆印刷对位嵌合点5,并使激光开槽对位嵌合点4和铝浆印刷对位嵌合点5的圆心同心，且铝浆印刷对位嵌合点5的圆心位于银主栅电极区2的延长区未覆盖区域上。铝浆料印刷机捕捉激光标记的激光开槽对位嵌合点4,铝浆料印刷机的CCD摄像头通过调节铝栅线网版的X、Y和角度，对准激光开槽对位嵌合点4和丝网印刷对位嵌合点，然后嵌套印刷铝栅线6到对应位置的渐变式激光开槽区3上，再于150-350°C烘干铝浆料。其中，靠近银主栅电极区2的铝栅线6的线宽为150um，远离银主栅电极区2的铝栅线6的线宽为l〇〇um，铝栅线6的线长为15.2mm，铝栅线6与银主栅电极区2边缘的衔接段长为l〇〇um。以图形对图形的方式，保证铝栅线6准确嵌套印刷到渐变式激光开槽区3,从而实现精确印刷对准，保证光生载流子从硅片中引出。[0049]9衔接背面银主栅电极8和银栅线9,并将衔接后的背面银主栅电极8和银栅线9设置在银栅网版上，再在银栅网版对应位置上标记相同图案、直径为0.3mm的银浆印刷对位嵌合点7,并使银浆印刷对位嵌合点7和铝浆印刷对位嵌合点5的圆心同心，且银浆印刷对位嵌合点7的圆心位于银主栅电极区2的延长区未覆盖区域上。然后，银浆料印刷机捕捉铝浆料印刷机标记的铝浆印刷对位嵌合点5,银浆料印刷机的CCD摄像头通过调节网版的X、Y和角度，使银浆印刷对位嵌合点7的中心对准于铝浆印刷对位嵌合点5的中心，再丝网印刷银栅网版上的背面银主栅电极8和银栅线9于对应位置的铝栅线6上，再于160-380°C烘干银浆料。其中，银栅线9采用均匀直线结构，其线宽为60um，线长为15.1mm。以图形对图形的方式，保证银栅线9和背面银主栅电极8准确叠印到铝栅线6区域，从而实现精确叠加套印，保证背面传导栅线电阻率降低、传输横截面积增大。[0050]10翻转电池片，按常规工艺丝网印刷正面电极、300-820°C烘干、共烧结正面浆料和背面浆料，穿透叠层钝化膜形成良好欧姆接触。[0051]11双面测定I-V特性，表征基于PERC的双面太阳电池性能，并分档。[0052]实施例2[0053]在实施例一的基础上，在设置有长度为155.5mm、宽度为0.8mm背面银主栅电极8的银主栅电极网版的对应位置上标记相同图案、直径为〇.3_的银浆印刷对位嵌合点一，并使银浆印刷对位嵌合点一和铝浆印刷对位嵌合点5的圆心同心，且银浆印刷对位嵌合点一的圆心位于银主栅电极区2的延长区未覆盖区域上。然后，银浆料印刷机捕捉铝浆料印刷机标记的铝浆印刷对位嵌合点5,银浆料印刷机的CCD摄像头通过调节网版的X、Y和角度，使银浆印刷对位嵌合点一的中心对准于铝浆印刷对位嵌合点5的中心，再丝网印刷银主栅电极网版上的背面银主栅电极8于对应位置的银主栅电极区2上，再于160-380°C烘干银浆料。[0054]在设置有银栅线的银栅线网版的对应位置上标记相同图案、直径为0.25mm的银浆印刷对位嵌合点二，并使银浆印刷对位嵌合点二和银浆印刷对位嵌合点一的圆心同心，且银浆印刷对位嵌合点二的圆心位于银主栅电极区2的延长区未覆盖区域上。然后，银浆料印刷机捕捉标记的银浆印刷对位嵌合点一，银浆料印刷机的CCD摄像头通过调节网版的X、Y和角度，使银浆印刷对位嵌合点二的中心对准于银浆印刷对位嵌合点一的中心，再丝网印刷银栅线网版上的银栅线于对应位置的渐变式激光开槽区3和渐变式的铝栅线6上，再于160-380°C烘千银浆料。其中，银栅线9采用渐变式线性结构，靠近银主栅电极区2的银栅线9的线宽为lOOum，远离银主栅电极区2的银栅线9的线宽为5〇um，银栅线9的线长为I5.〇mm。以图形对图形的方式，保证银栅线9和背面银主栅电极8准确叠印到铝栅线6区域，从而实现精确叠加套印，保证背面传导栅线电阻率降低、传输横截面积增大。[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，包括背面钝化膜层（1，所述背面钝化膜层（1上设置有背面银主栅电极8，所述背面银主栅电极⑻的两侧设置有激光开槽区，其特征在于，所述激光开槽区的宽度往远离背面银主栅电极⑻的方向侧逐渐变窄。2.根据权利要求1所述的一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，其特征在于，所述激光开槽区的线宽为12-160um，线长为9-32mm，所述激光开槽区与背面银主栅电极⑻的距离大于0且小于等于lmm。3.根据权利要求1所述的一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，其特征在于，所述背面钝化膜层（1上的激光开槽区处设置有铝栅线6，所述铝栅线6上设置有银栅线9，且激光开槽区、铝栅线⑹和银栅线⑼从下往上依次重叠并以激光开槽区的中心线对称;铝栅线6宽度始终大于所处位置的激光开槽区宽度，银栅线9宽度始终小于所处位置的铝栅线6宽度。4.根据权利要求3所述的一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，其特征在于，所述银栅线9采用渐变式线性结构或均匀直线结构，所述铝栅线6采用渐变式线性结构。5.根据权利要求3所述的一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，其特征在于，所述铝栅线⑹位于铝栅层，所述银栅线⑼及背面银主栅电极⑻位于银栅层，所述背面钝化膜层（1、铝栅层和银栅层的相同位置上设置有面积逐渐减小的同心对位嵌合点，使背面钝化膜层1、铝栅层和银栅层对准。6.根据权利要求3所述的一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构，其特征在于，所述错栅线⑹与背面银主栅电极⑻边缘衔接长度大于lOOum。7.—种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:在背面钝化膜层1上预留银主栅电极区⑵，并设置激光开槽区和对位嵌合点；S2:利用所述对位嵌合点，将铝栅线⑹印刷于所述的激光开槽区上；S3:利用所述对位嵌合点，将背面银主栅电极⑻和银栅线⑼印刷于所述的铝栅层上。8.根据权利要求7所述的一种基于PERC的双面太阳电池背面导电结构的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，将背面银主栅电极⑻和银栅线⑼印刷于铝栅层上的方式包括：1先印刷背面银主栅电极⑻于所述的银主栅电极区（2，再印刷银栅线⑼于所述的激光开槽区和铝栅线6所在位置；2先衔接背面银主栅电极⑻和银栅线9，再将背面银主栅电极⑻和银栅线⑼一同印刷于铝栅线⑹上。

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