專利名稱：一種具有背反射層的電池片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有背反射層的電池片及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了降低太陽電池的成本，硅片的厚度不斷降低，從最初的350 μ m到 270、Μ0、220、180μπι，將來甚至?xí)蚋》较虬l(fā)展。硅片厚度減薄，少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度可能接近或大于硅片的厚度，部分少數(shù)載流子將擴(kuò)散到電池背面而產(chǎn)生復(fù)合，這將對電池效率造成很大的影響。同時，當(dāng)硅片厚度降低到200 μ m以下時，長波光(波長900 IlOOnm)吸收減少，不僅電池效率降低，還會增加背面電極接觸點(diǎn)的溫度，影電池響壽命，所以需要電池有良好的背反射性能。對于產(chǎn)業(yè)化電池，其厚度為180 200 μ m，一部分可被利用的長波光因透射而未被吸收，如果能將其反射回電池內(nèi)部，電池的效率也將得到提升。目前，在背面增加反射層是提高電池效率的一種有效方法，其中，Al金屬層是公知的背面反射層之一，該反射層反射率有限，反射角偏大，在太陽電池吸收層有效吸收廣譜范圍內(nèi)，致使相當(dāng)多的光子沒有被充分吸收，而反射到電池之外。也有人研制出了一種三維的背面反射層，為三維大孔有序摻鋁氧化鋅的光子晶體，可實(shí)現(xiàn)對600-1000nm可見光波段 80%及以上的反射率，從而增加光電轉(zhuǎn)換效率，但是，該三維背反射層所需原料較多，且生產(chǎn)工序較為復(fù)雜，使得生產(chǎn)成本提高，不利于大生產(chǎn)的進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有背反射層的電池片，及其制備方法。本發(fā)明提供了一種具有背反射層的電池片，該電池片的硅基底背面設(shè)有SiOx反射層、Al金屬層、局域鋁背場；其中，SiOx反射層直接連接在硅基底背面，Al金屬層設(shè)置在SiOx 反射層的外表面，局域鋁背場穿過SiOx反射層將硅基底和Al金屬層連接。其中，SiOx反射層的厚度為85-95nm。進(jìn)一步地，SiOx反射層的厚度為90nm。其中，Al金屬層的厚度為0.7-1. 3 μ m。進(jìn)一步地，Al金屬層的厚度為1 μ m。其中，局域鋁背場在背面的面積覆蓋率為5% -10%。本發(fā)明還提供了上述電池片的制備方法，它包括如下步驟A、取已制備正面減反射膜的硅片，先在其背面沉積一層SiOx反射層；B、在SiOx反射層上印刷鋁漿，再印刷正面電極后，燒結(jié)，形成局域鋁背場；C、在SiOx反射層表面鍍上一層Al金屬層后，即得到具有背反射層的電池片。進(jìn)一步地，步驟A中，SiOx反射層的厚度為85-95nm ；步驟B中，局域鋁背場的在背面的面積覆蓋率為5% -10% ；步驟C中，Al金屬層的厚度為0. 7-1. 3 μ m。更進(jìn)一步地，步驟A中，SiOx反射層的厚度為90nm ；步驟C中，Al金屬層的厚度為 1 μ m0
進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟C中，采用蒸鍍法在SiOx反射層表面鍍上一層Al金屬層。本發(fā)明電池片，可以對波長900 IlOOnm的長波光產(chǎn)生95%以上極強(qiáng)反射，增強(qiáng)了電池對長波光的吸收，降低了電池背表面的復(fù)合，提升了電池效率，有利于晶體硅太陽電池的薄化，同時，該電池片的生產(chǎn)工藝簡單、易行，利用現(xiàn)有的電池生產(chǎn)線就可以生產(chǎn)，非常適合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。


圖1本發(fā)明電池片的機(jī)構(gòu)示意圖；其中，1-硅基底，2_Si0x反射層，3-A1金屬層，4_局域鋁背場。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明電池片的制備方法取已經(jīng)制備好正面減反射膜的硅片，在其背面，PECVD制備90nm厚的SiOx反射層； 絲網(wǎng)印刷鋁漿，呈點(diǎn)狀分布，與硅片背面接觸的面積占整個背面的10%，再印刷正面電極， 燒結(jié)，形成局域鋁背場；然后，在SiOx反射層表面蒸鍍一層Al金屬層，厚度為1 μ m，即得具有背面反射層的電池片。實(shí)施例2本發(fā)明電池片的制備方法取已經(jīng)制備好正面減反射膜的硅片，在其背面，PECVD制備90nm厚的SiOx反射層； 絲網(wǎng)印刷鋁漿，呈網(wǎng)狀分布，與硅片背面接觸的面積占整個背面的5%，再印刷正面電極，燒結(jié)，形成局域鋁背場；然后，在SiOx反射層表面蒸鍍一層Al金屬層，厚度為1 μ m，即得具有背面反射層的電池片。實(shí)施例3本發(fā)明電池片的制備方法取已經(jīng)制備好正面減反射膜的硅片，在其背面，PECVD制備85nm厚的SiOx反射層； 絲網(wǎng)印刷鋁漿，呈網(wǎng)狀分布，與硅片背面接觸的面積占整個背面的6%，再印刷正面電極，燒結(jié)，形成局域鋁背場；然后，在SiOx反射層表面蒸鍍一層Al金屬層，厚度為0. 7 μ m，即得具有背面反射層的電池片。實(shí)施例4本發(fā)明電池片的制備方法取已經(jīng)制備好正面減反射膜的硅片，在其背面，PECVD制備95nm厚的SiOx反射層； 絲網(wǎng)印刷鋁漿，呈線狀分布，與硅片背面接觸的面積占整個背面的8%，再印刷正面電極，燒結(jié)，形成局域鋁背場；然后，在SiOx反射層表面蒸鍍一層Al金屬層，厚度為1. 3 μ m，即得具有背面反射層的電池片。本發(fā)明中，采用SiOj^PAl金屬層雙層反射膜結(jié)構(gòu)，在具有特定厚度的情況下，該反射層可以對AMI. 5的長波光(波長900 IlOOnm)有95%以上極強(qiáng)反射，提高電池的光電轉(zhuǎn)換率；同時，SiOx具有良好的鈍化效果，還可以對沒有進(jìn)行背面鈍化的電池加以較好的背表面鈍化，無需再制備背面鈍化膜，適合晶體硅太陽電池的薄化趨勢；并且，采用覆蓋率在5% 10%的點(diǎn)狀、線狀或網(wǎng)狀的局域鋁背場，它和Al金屬層結(jié)合可直接作為背面電極， 無需再印刷背面電極，節(jié)省了生產(chǎn)工序。同時，經(jīng)過光學(xué)仿真模擬，SiOx的厚度在90nm左右時，反射效果較好，本發(fā)明優(yōu)選 90nm ；SiOx即Si的氧化物，沉積條件不同，其組分比例也略有不同，但主要成分還是Si02，
4對于反射率影響較小，經(jīng)實(shí)驗(yàn)對比，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中反射層的反射率主要受厚度影響。本發(fā)明中，在SiOx反射層表面鍍Al金屬層時，蒸鍍工藝避免了鋁背場工藝對SiOx 薄膜的腐蝕損害(大部分鋁漿會腐蝕SiOx)，是一種改進(jìn)方案，本發(fā)明中采用蒸鍍Al金屬層效果最佳；并且，當(dāng)Al金屬層的厚度越大時，其背反射率越高，但會導(dǎo)致成本的升高，而厚度減小可節(jié)約成本，但太薄又會影響電流導(dǎo)出和背反射率，因此，本發(fā)明將Al金屬層的厚度設(shè)置在Iy m，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該設(shè)置既能滿足良好的背反射率和電流導(dǎo)出效率，成本又相對較低。而對于局域鋁背場的研究發(fā)現(xiàn)，其覆蓋率超過5-10%這一范圍后，串阻偏高，電流損失較大，因此，本發(fā)明局域鋁背場覆蓋率優(yōu)選5-10%。綜上所述，本發(fā)明電池片，可以對波長900 IlOOnm的長波光產(chǎn)生95%以上極強(qiáng)反射，增強(qiáng)了電池對長波光的吸收，降低了電池背表面的復(fù)合，提升了電池效率，有利于晶體硅太陽電池的薄化，同時，其生產(chǎn)工藝簡單、易行，利用現(xiàn)有的電池生產(chǎn)線就可以生產(chǎn)，非常適合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
權(quán)利要求
1. 一種具有背反射層的電池片，其特征在于該電池片的硅基底(1)背面設(shè)有SiOxK 射層0)、A1金屬層(3)、局域鋁背場；其中，SiOx反射層( 直接與硅基底(1)背面相接，Al金屬層(3)設(shè)置在SiOx反射層O)的外表面，局域鋁背場(4)穿過SiOx反射層(2) 將硅基底⑴和Al金屬層(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池片，其特征在于SiOx反射層O)的厚度為85-95nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池片，其特征在于SiOx反射層O)的厚度為90nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池片，其特征在于A1金屬層(3)的厚度為0.7-1. 3 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池片，其特征在于A1金屬層(3)的厚度為lym。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的電池片，其特征在于局域鋁背場(4)在背面的面積覆蓋率為 5% -10%。
7.權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的電池片的制備方法，其特征在于它包括如下步驟A、取已制備正面減反射膜的硅片，先在其背面沉積一層SiOx反射層；B、在SiOx反射層上印刷鋁漿，再印刷正面電極后，燒結(jié)，形成局域鋁背場；C、在SiOx反射層表面鍍上一層Al金屬層后，即得到具有背反射層的電池片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于步驟A中，SiOxK射層的厚度為 85-95nm ；步驟B中，局域鋁背場的在背面的面積覆蓋率為5% -10% ；步驟C中，Al金屬層的厚度為0. 7-1. 3 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于步驟A中，SiOxK射層的厚度為 90nm;步驟C中，Al金屬層的厚度為1 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于步驟C中，采用蒸鍍法在SiOx反射層表面鍍上一層Al金屬層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有背反射層的電池片，該電池片的硅基底背面設(shè)有SiOx反射層、Al金屬層、局域鋁背場；其中，SiOx反射層直接連接在硅基底背面，Al金屬層設(shè)置在SiOx反射層的外表面，局域鋁背場穿過SiOx反射層將硅基底和Al金屬層連接。本發(fā)明電池片，可以對波長900～1100nm的長波光產(chǎn)生95％以上極強(qiáng)反射，增強(qiáng)了電池對長波光的吸收，降低了電池背表面的復(fù)合，提升了電池效率，有利于晶體硅太陽電池的薄化，同時，其生產(chǎn)工藝簡單、易行，利用現(xiàn)有的電池生產(chǎn)線就可以生產(chǎn)，非常適合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
文檔編號H01L31/18GK102522433SQ201110438900
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者吳婧, 張鳳鳴, 王明聰, 盛雯婷, 蔡蔚 申請人:保定天威集團(tuán)有限公司, 天威新能源控股有限公司