本发明涉及太阳能,特别是涉及一种perc太阳能电池及其制备方法。
背景技术:
1、目前太阳能电池的金属化电极采用银等贵金属材料,perc电池中背电极也可采用金属铝,由于铝浆与硅基底直接接触,在铝浆烧结过程中,无论烧结温度低于还是高于铝-硅共晶点,铝与硅都会发生不同程度的反应,破坏金属铝与硅基底之间的欧姆接触,使背面电极的接触电阻升高;而且在铝电极的形成过程中,铝和硅之间相互扩散,形成“穿刺”微结构,影响电池组件效率。
2、因此,对于perc太阳能电池,如何降低背面电极与硅基底之间的接触电阻,以提高电池效率,成为目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于此,有必要提供一种能够满足接触电阻低的perc太阳能电池及其制备方法。
2、第一方面,本申请提供一种perc太阳能电池,所述perc太阳能电池包括硅基底,所述硅基底的背面依次层叠设置有背面钝化层和背面电极层,所述背面钝化层具有开槽,所述背面电极层包括:设置于所述开槽内并与所述硅基底形成欧姆接触的导电层和设置于所述导电层远离所述硅基底一侧的铝层,所述导电层的材料包括铜、金、钨、镍和铁中的至少一种。
3、在一些实施方式中,所述导电层的厚度为10nm~15nm。
4、在一些实施方式中,所述铝层的厚度为10μm~20μm。
5、在一些实施方式中,所述背面电极层呈栅线结构,所述栅线结构包括主栅和细栅。
6、在一些实施方式中,所述背面电极层中细栅的宽度为140μm~150μm。
7、在一些实施方式中,所述背面电极层中细栅的厚度为10μm~20μm。
8、在一些实施方式中,所述背面电极中细栅的厚度与细栅的宽度之比为0.05~0.2。
9、在一些实施方式中,所述背面钝化层的厚度为70nm~100nm。
10、在一些实施方式中,所述背面钝化层包括氧化铝、氮氧化硅和氮化硅中的至少一种。
11、在一些实施方式中,所述硅基底的正面还依次层叠设置有发射极层、氧化硅层、正面钝化层和正面电极层。
12、第二方面,本申请提供一种如第一方面所述太阳能电池的制备方法,所述制备方法包括:
13、在硅基底的背面形成背面钝化层;
14、在所述背面钝化层上开设所述开槽;
15、在所述开槽内制备导电层;
16、在所述导电层远离所述硅基底的一侧形成铝层;
17、对形成有所述导电层和所述铝层的硅基底进行烧结,制备所述的太阳能电池。
18、在一些实施方式中,所述烧结的过程中包括升温阶段、保温阶段和降温阶段。
19、可选地,所述升温阶段包括第一升温阶段、第二升温阶段、第三升温阶段。
20、可选地,所述第一升温阶段的温度为200℃~300℃,时间为200s~300s。
21、可选地,所述第二升温阶段的温度为350℃~400℃,时间为300s~400s。
22、可选地,所述第三升温阶段的温度为700℃~800℃,时间为100s~200s。
23、可选地,所述保温阶段的温度为800℃~900℃,时间为100s~200s。
24、可选地,所述降温阶段的温度为600℃~650℃,时间为100s~200s。
25、在一些实施方式中,所述开槽的方式包括激光开槽。
26、可选地,所述激光开槽中激光的波长为500nm~550nm,激光的功率为25w~45w,频率为1000khz~2000khz。
27、在一些实施方式中,所述导电层为铜层,采用磁控溅射的方式制备所述铜层。
28、可选地,所述磁控溅射的工作气压为0.35pa~0.5pa,功率为30w~100w,氮气通入流量为5sccm~20sccm,施加电压为50v~220v。
29、与传统技术相比,本申请至少具有如下有益效果:
30、本申请太阳能电池采用导电层与硅基底连接,导电层采用金、钨、镍和铁,不仅电阻率低,易于沉积和刻蚀,具有好的抗电迁移特性,而且在导电层和铝层的界面处存在晶粒间界分凝,降低铝原子在晶粒间界处的扩散系数,从而改善电迁移现象,并且能够阻止铝层与硅基底接触产生的尖楔效应。此外本申请导电层与硅基底具有更好的欧姆接触,降低电极的接触电阻,提高附着力,能够搭配大高宽比的电极结构,有效提高太阳能电池的光电转化效率,本申请进一步降低了铝浆用料和提高了太阳能电池背场的抗老化性能。
1.一种perc太阳能电池,其特征在于,所述perc太阳能电池包括硅基底,所述硅基底的背面依次层叠设置有背面钝化层和背面电极层,所述背面钝化层具有开槽,所述背面电极层包括:设置于所述开槽内并与所述硅基底形成欧姆接触的导电层和设置于所述导电层远离所述硅基底一侧的铝层,所述导电层的材料包括铜、金、钨、镍和铁中的至少一种。
2.如权利要求1所述的perc太阳能电池,其特征在于,所述导电层的厚度为10nm~15nm。
3.如权利要求1所述的perc太阳能电池,其特征在于,所述铝层的厚度为10μm~20μm。
4.如权利要求1所述的perc太阳能电池,其特征在于,所述背面电极层呈栅线结构,所述栅线结构包括主栅和细栅,所述perc太阳能电池还满足如下条件中的至少一个:
5.如权利要求1所述的perc太阳能电池,其特征在于,所述perc太阳能电池还满足如下条件中的至少一个:
6.如权利要求1-5任一项所述的perc太阳能电池,其特征在于,所述硅基底的正面还依次层叠设置有发射极层、氧化硅层、正面钝化层和正面电极层。
7.一种权利要求1-6任一项所述perc太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述烧结的过程中包括升温阶段、保温阶段和降温阶段;
9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述开槽的方式包括激光开槽;
10.如权利要求7-9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述导电层为铜层,采用磁控溅射的方式制备所述铜层;