CN116722079A - 太阳能电池的制造方法、太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种太阳能电池的制造方法、太阳能电池及光伏组件,太阳能电池的制造方法包括:提供电池片,电池片具有相对的第一面和第二面;在第一面依次形成隧穿介质层以及掺杂导电层;对隧穿介质层以及掺杂导电层进行第一烧结处理,以钝化隧穿介质层和掺杂导电层;在进行第一烧结处理之后进行印刷处理,以在第一面形成初始第一栅线;采用激光照射工艺,对初始第一栅线进行第二烧结处理,以形成第一栅线。本申请实施例有利于提高形成的太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本申请实施例涉及太阳能电池领域,特别涉及一种太阳能电池的制造方法、太阳能电池及光伏组件。
背景技术
栅线电极是目前光伏电池里最重要的结构和材料,主要功能是收集光伏转换的电流。目前常用丝网印刷方式将栅线印刷至电池片表面,并通过烧结工艺使得栅线与电池片之间形成良好的欧姆接触。然而,在常规电池工艺中,存在过烧和欠烧等烧结异常的情况,其中,过烧是指烧结温度过高,进而导致串联电阻增大,影响太阳能电池的光电转换效率,同时,栅线烧穿增加漏电的几率;欠烧是指烧结温度过低,栅线与电池片之间不能形成良好的欧姆接触;且常规工艺中,通过对形成有栅线的电池片整面进行烧结来烧结栅线,容易对电池片表面造成损伤。
目前,太阳能电池的栅线的制备方法有待改善。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池的制造方法、太阳能电池及光伏组件,能够在保证栅线与电池片之间形成良好欧姆接触,隧穿介质层和掺杂导电层具有较好的钝化能力的同时,降低制备栅线过程中电池片表面收到的损伤。
根据本申请一些实施例,本申请实施例一方面提供一种太阳能电池的制造方法,包括:提供电池片,所述电池片具有相对的第一面和第二面;在所述第一面依次形成隧穿介质层以及掺杂导电层;对所述隧穿介质层以及所述掺杂导电层进行第一烧结处理,以钝化所述隧穿介质层和所述掺杂导电层;在进行所述第一烧结处理之后进行印刷处理,以在所述第一面形成初始第一栅线;采用激光照射工艺,对所述初始第一栅线进行第二烧结处理,以形成第一栅线。
在一些实施例中,采用的激光束的功率为30W-80W,所述激光束的扫描速度为60000mm/s-100000mm/s。
在一些实施例中,所述第一烧结处理的工艺温度为第一温度,所述第二烧结处理的工艺温度为第二温度,其中,所述第一温度大于第二温度。
在一些实施例中,所述第一温度与所述第二温度之差为50℃-280℃。
在一些实施例中,所述第二烧结处理的工艺温度为600℃-750℃。
在一些实施例中,所述激光束照射所述初始第一栅线的路径为沿所述初始第一栅线的长度方向且呈蛇形走向。
在一些实施例中,每一所述初始第一栅线烧结成所述第一栅线的时间为0.0018s-0.003s。
在一些实施例中,在垂直于所述初始第一栅线的延伸方向上,所述第二烧结处理步骤中,提供的激光束的光斑宽度不小于所述初始第一栅线的宽度,且所述光斑的宽度不大于相邻所述初始第一栅线之间的距离,所述激光束的焦点与所述激光束相应照射处理的所述初始第一栅线之间的距离为0μm-30μm。
在一些实施例中,在隧道炉中进行所述第一烧结处理。
在一些实施例中,所述第一烧结处理的工艺温度为800℃-880℃。
在一些实施例中,印刷处理步骤中,还在所述第二面形成初始第二栅线;所述第二烧结处理步骤中,还采用所述激光照射工艺对所述初始第二栅线进行烧结处理,以形成第二栅线。
在一些实施例中,采用激光照射工艺进行所述第一烧结处理。
在一些实施例中,所述第二烧结处理步骤中,所述激光束照射所述初始第一栅线和所述初始第二栅线产生的电流的差值为第一电流。
在一些实施例中,所述第二烧结处理步骤中,还向所述初始第一栅线和所述初始第二栅线施加大小相同的电压,以增大所述第一电流至第二电流;所述第二烧结处理后,所述第二电流增大至第三电流;其中,所述第三电流与所述第二电流的差值大于所述第二电流与所述第一电流的差值。
在一些实施例中,提供给所述初始第一栅线的电压和所述初始第二栅线的电压为5V~30V,所述第三电流与所述第二电流的差值为0.97A-0.36A。
在一些实施例中,在进行所述激光照射工艺之前,还对所述初始第一栅线进行烘干处理。
根据本申请一些实施例,本申请实施例另一方面还提供一种太阳能电池,所述太阳能电池由前述任一项实施例提供的太阳能电池的制造方法制得,包括:电池片,所述电池片具有相对的第一面和第二面;隧穿介质层,位于所述第一面上;掺杂导电层,位于所述隧穿介质层背离所述第一面的表面上;第一栅线,与所述掺杂导电层背离所述第一面的表面电接触。
根据本申请一些实施例,本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件,包括:电池串,所述电池串由多个太阳能电池连接而成,所述太阳能电池为前述实施例提供的太阳能电池或者由前述实施例中任一项所述的太阳能电池的制备方法制备;封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:
本申请实施例提供的太阳能电池的制造方法,采用激光照射工艺对初始第一栅线进行第二烧结处理,以形成第一栅线,一方面,能够使得形成的第一栅线与掺杂导电层之间形成良好的欧姆接触,另一方面,相较于采用烧结工艺对形成有初始第一栅线的电池片第一面进行整面烧结,本申请实施例提供的激光照射工艺,通过局部激光照射初始第一栅线来形成第一栅线,避免对电池片进行整面烧结,有利于减少制备第一栅线步骤中对电池片表面的损伤,且相较于用常规工艺形成的第一栅线,采用激光照射工艺形成的第一栅线更为致密,从而有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
此外,可以理解的是,相关技术中,采用烧结工艺对形成有初始第一栅线的电池片第一面进行整面烧结时,用于形成初始第一栅线的金属浆料会腐蚀电池片表面,影响太阳能电池的性能,本申请实施例通过在印刷处理形成初始第一栅线之前,还对隧穿介质层及掺杂导电层进行第一烧结处理,能够加强电池片的钝化效果,且不是在形成第一栅线的同时或形成第一栅线之后对电池片进行整面烧结来加强电池片的钝化效果,能够避免第一烧结处理步骤中用于形成第一栅线的金属浆料腐蚀电池片表面,能够在提高隧穿介质层和掺杂导电层的钝化能力的同时,减少对电池片表面的损伤。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制;为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法对应的流程图;
图2为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中提供电池片的步骤对应的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成隧穿介质层和掺杂导电层的步骤对应的结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成第一栅线的步骤对应的结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法形成的第一栅线的结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法形成的第一栅线的结构示意图;
图7为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图;
图8为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的第一栅线的结构示意图;
图9为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的第二栅线的结构示意图;
图10为本申请又一实施例提供的一种光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,目前制备太阳能电池的栅线的方法有待改善。
本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法,通过激光照射工艺,仅对初始第一栅线进行烧结以形成第一栅线,使得第一栅线与掺杂导电层之间形成良好的欧姆接触,并避免对电池片第一面整面烧结来形成第一栅线,能够降低形成第一栅线过程中对电池片造成的损伤,且相较于用常规工艺形成的第一栅线,采用激光照射工艺形成的第一栅线更为致密;且在形成初始第一栅线之前,还对隧穿介质层和掺杂导电层进行第一烧结处理,能够加强电池片的钝化效果,且不是在形成第一栅线过程中或在形成第一栅线之后对电池片整面烧结来加强电池片的钝化效果,能够避免第一烧结处理步骤中用于形成初始第一栅线的金属浆料腐蚀电池片表面,能够在提高隧穿介质层和掺杂导电层的钝化能力的同时,减少对电池片表面的损伤,有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
其中,除非上下文另有指示,否则本文中所描述的材料可通过任何合适的技术形成,所述技术包含但不限于旋涂、毯覆式涂布、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强ALD(PEALD)、物理气相沉积(PVD)(例如,溅镀),或外延生长。取决于要形成的特定材料,用于沉积或生长所述材料的技术可由所属领域的一般技术人员选择。另外,除非上下文另有指示,否则本文中所描述的材料去除可通过任何合适的技术实现,所述技术包含但不限于蚀刻(例如,干式蚀刻、湿式蚀刻、气相蚀刻)、离子铣削、研磨平面化(例如,化学机械平面化(CMP))或其它已知方法。
本文使用的术语“半导体”可以指例如材料层、基底、晶圆或衬底,并且包含任何基底半导体结构。“半导体”应理解为包含硅蓝宝石(SOS)技术、硅绝缘体(SOI)技术、薄膜晶体管(TFT)技术、掺杂和未掺杂的半导体、由基底半导体结构支撑的外延硅层以及本领域的技术人员众所周知的其它半导体结构。此外,当在以下描述中引用半导体时,可能已经利用先前的工艺步骤在基底半导体结构中形成了区域/结,并且术语半导体可以包含含有此类区域/结的底层。
图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法对应的流程图;图2为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中提供电池片的步骤对应的结构示意图;图3为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成隧穿介质层和掺杂导电层的步骤对应的结构示意图;图4为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法中形成第一栅线的步骤对应的结构示意图;图5为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法形成的第一栅线的结构示意图;图6为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制造方法形成的第一栅线的结构示意图。
参考图1及图2,步骤S10,提供电池片,电池片具有相对的第一面101和第二面102。
电池片包括基底100,基底100包括相对的正面和背面,其中,电池片100的第一面可以为基底100的背面,电池片100的第二面为基底100的正面。在一些实施例中,基底100的正面还可以形成有发射极105,发射极105背离基底的表面为电池片的第二面102,基底100的背面为电池片100的第一面101。
基底100用于接收入射光线并产生光生载流子。在一些实施例中,基底100的材料可以为元素半导体材料。具体地,元素半导体材料由单一元素组成,例如可以是硅或者硅。其中,元素半导体材料可以为单晶态、多晶态、非晶态或者微晶态(同时具有单晶态和非晶态的状态,称为微晶态),例如,硅可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。在一些实施例中,基底100的材料也可以是化合物半导体材料。常见的化合物半导体材料包括但不限于锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟、钙钛矿、碲化镉、铜铟硒等材料。基底100也可以为蓝宝石基底、绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底。
可以对基底100进行掺杂工艺,以形成N型半导体基底或者P型半导体基底。N型半导体基底内掺杂有N型掺杂元素,N型掺杂元素可以为磷(P)元素、铋(Bi)元素、锑(Sb)元素或砷(As)元素等Ⅴ族元素中的任意一者。P型半导体基底内掺杂有P型元素,P型掺杂元素可以为硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)元素或镓(In)元素等Ⅲ族元素中的任意一者。例如离子注入工艺向基底100内扩散掺杂元素。
发射极105的掺杂元素类型与基底100的掺杂元素类型相反。发射极105与基底100构成PN结。在一些实施例中,发射极105的材料可以与基底100的材料相同。
在一些实施例中,太阳能电池为单面电池,则基底的正面可以作为受光面,用于接收入射光线,背面作为背光面。在一些实施例中,太阳能电池为双面电池,则基底的正面和背面均可以作为受光面,均可用于接收入射光线。可以理解的是,本申请实施例中所指的背光面也能够接收入射光线,只是对入射光线的接收程度弱于受光面对入射光线的接收程度,因而被定义为背光面。例如,太阳能电池可以为隧穿氧化层钝化接触电池(TunnelOxide Passivated Contact,TOPCon),可以包括双面隧穿氧化层钝化接触电池或单面隧穿氧化层钝化接触电池。
在一些实施例中,可以在基底100的正面或者背面的至少一者进行制绒工艺,以在基底100正面或者背面中的至少一者形成绒面,如此,可以增强基底100的正面以及背面对入射光线的吸收利用率。若基底100的背面为绒面,有利于后续进行第二烧结处理以形成第一栅线步骤中,绒面可以加强对激光的吸收,能够缩短第二烧结处理的时间。
在一些实施例中,绒面可以为金字塔绒面,金字塔绒面作为一种常见的绒面,不仅会使基底表面的反射率减小,还可形成光陷阱,增强基底对入射光线的吸收效果,增大太阳能电池的转换效率。
具体地,在一些实施例中,基底100为N型半导体基底,可以采用碱性溶液进行制绒,例如可以是NaOH溶液,NaOH溶液的腐蚀具有各向异性,有利于制备金字塔状结构。在一些实施例中,还可以采用化学刻蚀、激光刻蚀、机械法以及等离子刻蚀等方式制备金字塔绒面。
参考图1及图3,步骤S11,在第一面101依次形成隧穿介质层103以及掺杂导电层104。
隧穿介质层103和掺杂导电层104构成钝化接触(passivated contact)结构,钝化接触结构能够在基底100背光面形成能带弯曲,实现载流子的选择性传输。
设置隧穿介质层103位于第一面101,也即基底100的背面,使得隧穿介质层103对基底100的背面起到化学钝化的效果,具体为:通过饱和基底100背面的悬挂键,降低基底100背面的缺陷态密度,减少基底100表面的复合中心来降低载流子复合速率。
在一些实施例中,隧穿介质层103的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者。
掺杂导电层104的材料可以包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。掺杂导电层104内可以掺杂有与基底100相同类型的掺杂元素,例如,基底100的掺杂元素类型为P型,则掺杂导电层104内的掺杂元素类型也可以为P型;基底100的掺杂元素类型为N型,则掺杂导电层104内的掺杂元素类型也可以为N型。
掺杂导电层104内的掺杂元素浓度大于基底100的掺杂元素浓度,以在基底100的背面形成足够高的势垒,该势垒能够诱导基底背面的能带发生弯曲,实现基底背面的多子(又称为多数载流子)的聚集和少子(又称为少数载流子)的耗尽,降低基底背面的载流子复合。隧穿介质层103可以使基底100背面的能带出现非对称性偏移,使得对载流子中的多子的势垒低于对载流子中的少子的势垒,因此,多子可以较容易地通过隧穿介质层103进行量子隧穿,以传输至掺杂导电层104中,而少子则很难通过隧穿介质层103,以实现载流子的选择性传输。此外,隧穿介质层103还起到化学钝化的效果。具体地,由于基底100与隧穿介质层103的界面处存在界面态缺陷,使得基底100背面的界面态密度较大,界面态密度的增大会促进光生载流子的复合,减小太阳能电池的填充因子、短路电流以及开路电压,进而使得太阳能电池的光电转换效率较低。
且掺杂导电层104还用于形成场钝化层,其中,场钝化作用为:在基底100的界面处形成一个指向基底100内部的静电场,使少数载流子逃离界面,从而降低少数载流子浓度,使得基底100界面处的载流子复合速率较低,从而使太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子较大,改善太阳能电池的光电转换效率。
参考图1,步骤S12,对隧穿介质层103以及掺杂导电层104进行第一烧结处理,以钝化隧穿介质层103和掺杂导电层104,以加强隧穿介质层103和掺杂导电层的钝化能力,改善太阳能电池的光电转换效率。
可以理解的是,后续步骤还包括在电池片的第一面形成第一栅线,通过在形成第一栅线之前,对隧穿介质层103和掺杂导电层104进行烧结处理,能够加强电池片的钝化效果,且不是在形成第一栅线的同时或形成第一栅线之后对电池片进行整面烧结来加强电池片的钝化效果,能够在提高隧穿介质层和掺杂导电层的钝化能力同时,减少对电池片表面的损伤。
在一些实施例中,在隧道炉中进行第一烧结处理。通过将形成有隧穿介质层103和掺杂导电层104的电池片整体放入隧道炉中烧结,烧结较均匀,有利于提高形成的太阳能电池的光电转换效率。
第一烧结处理的工艺温度作为第一温度。由于在形成第一栅线前进行第一烧结处理,第一烧结处理对电池片表面的损伤较小,不存在第一栅线腐蚀电池片表面的情况,可以设置第一温度较大。在一些实施例中,第一温度可以为800℃-880℃,例如,第一温度可以为800℃、822℃、857℃、871℃或者880℃,在此温度范围内,有利于在提高隧穿介质层103和掺杂导电层104的钝化能力的同时,降低烧结处理对电池片表面造成的损伤。
在一些实施例中,还可以采用激光照射工艺进行第一烧结处理。具体地,通过激光沿预设方向照射掺杂导电层104背离电池片的表面来进行第一烧结处理,其中,预设方向可以为沿掺杂导电层104邻近其一侧边的长度方向开始照射,并呈蛇形走向照射掺杂导电层104的其余区域,以提升工作效率,或者,预设方向可以为由掺杂导电层104的中心区域开始照射,并由中心区域朝向掺杂导电层104的边缘区域继续照射。本公开实施例提供的采用激光照射工艺进行第一烧结处理的具体实施例仅为示意,本公开实施例并不限制激光照射工艺进行烧结处理的路径,激光照射工艺能够对隧穿介质层和掺杂导电层背离电池片的表面进行烧结即可。
用于第一烧结处理的激光束可以为红外激光或者紫外激光。第一烧结处理的提供的激光束的功率可以为40W-100W,例如,功率可以为40W、53W、78W、94W或者100W,在此功率范围内,有利于在提高隧穿介质层103和掺杂导电层104的钝化能力的同时,避免激光束功率过大而对电池片表面造成损伤。第一烧结处理的时间可以为3s-5s,例如,时间可以为3.1s、3.7s、4.2s、4.8s或者5s,在此范围内,有利于在提高隧穿介质层103和掺杂导电层104的钝化能力的同时,减轻烧结处理对电池片表面造成的损伤。
在一些实施例中,还包括:在发射极105远离基底100的表面形成钝化层106,例如,可以采用PECVD方法,在发射极105远离基底100的表面形成钝化层106。钝化层106能够对基底100的正面起到良好的钝化作用,降低基底100正面的缺陷态密度,较好地抑制基底100正面的载流子复合。钝化层106还能够起到较好的减反射效果,减小基底100正面对入射光线的反射,提高基底100对入射光线的利用率。
钝化层106的材料可以为氧化硅、氧化铝、氮化硅或者氮氧化硅中的至少一者。
参考图1,步骤S13,在进行第一烧结处理之后进行印刷处理,以在第一面101形成初始第一栅线。
初始第一栅线的材料可以为铜、银、镍或者铝等金属材料中的至少一种。可以理解的是,由金属材料构成的初始第一栅线在进行烧结的过程中,若烧结温度过高或者烧结时间过长,金属材料会渗透至电池片表面并腐蚀电池片的表面,并对电池片表面造成损伤。
初始第一栅线可以包括相交的初始第一副栅线和初始第一主栅线,多根初始第一副栅线在掺杂导电层表面间隔排布,多根初始第一主栅线也在掺杂导电层表面间隔排布,经后续第二烧结处理的初始第一副栅线成为第一副栅线,经后续第二烧结处理的初始第一主栅线成为第一主栅线,第一副栅线用于收集电流,第一主栅线用于将第一副栅线收集的电流传导出去。
在一些实施例中,形成初始第一栅线的方法可以包括:采用丝网印刷工艺在部分掺杂导电层背离电池片的表面印刷金属浆料。
在一些实施例中,印刷处理步骤中,还可以在第二面形成初始第二栅线,后续第二烧结处理中,还会对第二面102的初始第二栅线进行烧结处理。初始第二栅线可以包括相交的初始第二副栅线和初始第二主栅线,多根初始第二副栅线在掺杂导电层表面间隔排布,多根初始第二主栅线也在掺杂导电层表面间隔排布,经后续第二烧结处理的初始第二副栅线成为第二副栅线,经后续第二烧结处理的初始第二主栅线成为第二主栅线,第二副栅线用于收集电流,第二主栅线用于将第二副栅线收集的电流传导出去。
参考图1及图4,步骤S14,采用激光照射工艺,对初始第一栅线进行第二烧结处理,以形成第一栅线107。如此,能够使得形成的第一栅线107与掺杂导电层104之间形成良好的欧姆接触,且相较于采用烧结工艺对形成有初始第一栅线的电池片第一面进行整面烧结,通过局部激光照射初始第一栅线来形成第一栅线,避免对电池片进行整面烧结,有利于减轻构成初始第一栅线的金属浆料对电池片表面的损伤,从而有利于提高太阳能电池的光电转换效率。且相较于用常规工艺例如在隧道炉中对形成有初始第一栅线的电池片进行烧结,采用激光照射工艺形成的第一栅线较为致密,品质较好,有利于提高形成的太阳能电池的光电转化效率。
可以理解的是,在烧结初始第一栅线的过程中,由于初始第一栅线中存在杂质、烧结过程中升温过快、烧结温度不均匀等原因,烧结成的第一栅线中会存在孔隙等缺陷,影响第一栅线的品质。经过激光照射工艺烧结成的第一栅线可以改善初始第一栅线中的孔隙数量以及孔隙的尺寸。例如,经过激光照射工艺烧结成的第一栅线的孔隙率可以为12%~13%,例如,孔隙度可以为12.10%、12.37%、12.62%、12.97%或者13%。相较于相关技术例如通过将形成有初始第一栅线的电池片整个投入隧道炉来烧结初始第一栅线的方案,本申请实施例通过激光照射工艺烧结成的第一栅线孔隙度较小,品质较好,有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
采用的激光束的功率可以为30W-80W,例如,功率可以为30W、47W、69W、76W或者80W,在此范围内,第二烧结处理的激光束较第一烧结处理的激光束的功率较小,能够减轻金属浆料对电池片第一面的腐蚀,且保证激光束提供的烧结温度较高,保证第一栅极和掺杂导电层表面的良好接触,或者,使得第一栅线的部分能够渗透入掺杂导电层104中;激光束的扫描速度为60000mm/s-100000mm/s,例如,扫描速度可以为60000mm/s、74700mm/s、84200mm/s、95400mm/s或者100000mm/s,在此范围内,激光束的扫描速度较快,有利于缩短形成第一栅线的时间,避免烧结时间过长,能够减轻第二烧结处理对电池片造成的损伤。
第二烧结处理的工艺温度作为第二温度,第二温度可以小于第一温度,原因是:第一烧结处理步骤中,还未形成初始第一栅线,而用于构成初始第一栅线的金属浆料对电池片表面的腐蚀程度较大,第一烧结处理步骤提供的第一温度相对较高,有利于提高隧穿介质层和掺杂导电层的钝化效果,且无需担心金属浆料腐蚀电池片表面,第二烧结处理步骤中,由于电池片表面已形成有初始第一栅线,初始第一栅线对电池片表面的腐蚀程度较大,通过设置第二温度相对较低,能够减轻第二烧结处理步骤中,对电池片表面造成的损伤。
在一些实施例中,第一温度与第二温度之差可以为50℃-280℃,例如,第一温度与第二温度之差可以为50℃、95℃、153℃、254℃或者280℃。在此温度差范围内,既保证第一温度相对较大,有利于提高隧穿介质层和掺杂导电层的钝化效果,也避免第一温度过大,过大的温度会对电池片表面造成损伤,且保证第二温度相对较小,在保证初始第一栅线完全烧结成第一栅线的同时,避免第二温度过大而使得初始第一栅线对电池片表面的腐蚀程度过大。在一些实施例中,第二烧结处理的工艺温度可以为600℃-750℃,例如,温度可以为600℃、645℃、683℃、724℃或者750℃。在此温度范围内,能够使得第一栅线107与掺杂导电层104之间形成良好的欧姆接触,且减轻构成初始第一栅线的金属浆料对电池片表面造成的损伤。
在一些实施例中,在垂直于初始第一栅线的延伸方向上,第二烧结处理步骤中,提供的激光束的光斑宽度不小于初始第一栅线的宽度,且光斑的宽度不大于相邻初始第一栅线之间的距离,也即,光斑不完全覆盖相邻初始第一栅线之间的间距,以保证初始第一栅线完全烧结,且降低对未设置有初始第一栅线的掺杂导电层表面的损伤,其中,激光束的光斑指的是激光束照射至掺杂导电层表面形成的像。
激光束的焦点与激光束相应照射处理的初始第一栅线之间的距离可以为0μm-30μm,例如,距离可以为0μm、9.2μm、17μm、28μm或者30μm,通过调控激光束焦点与相应初始第一栅线之间的距离在此范围内,保证激光束提供给初始第一栅线的能量较大,有利于提高烧结成的第一栅线的品质。
激光束照射初始第一栅线的路径可以为沿初始第一栅线的长度方向且呈蛇形走向,其中,初始第一栅线的长度方向为初始第一栅线的延伸方向,定义在初始第一栅线的沿长度方向,初始第一栅线具有起始端和末端,蛇形走向指的是激光束沿一初始第一栅线的起始端向其末端照射,在该初始第一栅线烧结成第一栅线后,转向由邻近该第一栅线的初始第一栅线的末端向起始端照射,后续沿此路径循环照射其他初始第一栅线至将所有初始第一栅线烧结成第一栅线。
具体地,初始第一栅线包括初始第一主栅线和初始第一副栅线;激光束照射初始第一栅线的路径与前述步骤印刷初始第一主栅线和初始第一副栅线的先后顺序一致。例如,前述步骤可以先印刷初始第一主栅线,后印刷初始第一副栅线;第二烧结处理步骤中,激光束可以先沿预设路径照射所初始第一主栅线,将所有初始第一主栅线烧结成第一主栅线后,再沿预设路径照射所有初始第一副栅线,预设路径为先沿初始第一主栅线的长度方向且呈蛇形走向照射所有初始第一主栅线,将所有初始第一主栅线烧结成第一主栅线后,再沿初始第一副栅线的长度方向且呈蛇形走向照射所有初始第一副栅线。如此,能够保证印刷的质量,获得更好的电池片,形成更好的烧结效果,降低太阳能电池复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中,每一初始第一栅线烧结成第一栅线的时间可以为0.0018s-0.003s,例如,时间可以为0.0018s、0.0019s、0.0022s、0.0029s或者0.003s,烧结每根初始第一栅线所需时间较短,有利于提高制程效率,且避免烧结时间过长,来避免初始第一栅线被烧穿。需要说明的是,烧结每根初始第一栅线的时间与扫描速度有关,可依据每根初始第一栅线的长度设置烧结时间,本公开实施例并不对烧结初始第一栅线的时间进行限制。
在一些实施例中,第二面102还形成有初始第二栅线;第二烧结处理步骤中,还可以采用激光照射工艺同时对初始第二栅线进行烧结处理,以形成第二栅线108,第二栅线108贯穿钝化层106与发射极105接触。
在一些实施例中,也可以仅在第一面进行激光照射工艺,例如,在前述步骤于基底100的背面形成有绒面,利用绒面提高激光的内反射,从而保证电池片对激光束的吸收较好,在第一面进行激光照射工艺时,通过激光的辐射加热初始第一栅线的表面,且表面热量通过热传导向电池片内部扩散,并通过控制激光束的功率在30W-80W内,使得初始第一栅线和初始第二栅线所需烧结温度满足,而完成烧结。
在一些实施例中,第二烧结处理步骤中,还可以先对初始第一栅线和初始第二栅线中的一类栅线进行激光照射,然后对另一类栅线进行激光照射。其中,初始第一主栅线与初始第二主栅线为一类栅线,初始第一副栅线与初始第二副栅线为一类栅线。
在一些实施例中,第二烧结处理步骤中,在采用激光照射工艺烧结初始第一栅线和初始第二栅线之前,还可采用摄像设备对初始第一栅线和初始第一栅线进行拍照,以抓取初始第一栅线和初始第二栅线的位置信息,来确定初始第一栅线和初始第二栅线的位置。其中,若同时形成第一栅线和第二栅线,通过摄像设备确认初始第一栅线和初始第二栅线的位置,以及对初始第一栅线和初始第二栅线进行激光照射所需总时间可以为0.3s-0.49s,也即第二烧结处理的总时间可以为0.3s-0.49s,例如,时间可以为0.3s、0.37s、0.42s、0.45s或者0.49s。
在一些实施例中,可以通过摄像设备确认初始第一栅线和初始第二栅线的位置,并先后形成第一栅线和第二栅线,第二烧结处理的总时间可以为0.6s-0.98s,例如,时间可以为0.6s、0.67s、0.88s、0.92s或者0.98s。
可以理解的是,第二烧结处理步骤中,激光束照射初始第一栅线和初始第二栅线时,基于光电效应,产生光生电流,其中,由于第一面上的隧穿介质层和掺杂导电层等膜层与第二面的发射极等膜层之间的阻值存在差异,相同功率、类型的激光束照射初始第一栅线和初始第二栅线产生的电流值不同,且由于第一面和第二面的吸光度不同,也即第一面和第二面对激光的吸收程度不同,例如,第一面为绒面结构,第二面为非绒面结构,绒面结构有利于吸收激光,从而相同功率、类型的激光束照射初始第一栅线和初始第二栅线产生的电流值也不同。
将激光束照射初始第一栅线产生的光生电流和激光束照射初始第二栅线产生的光生电流的差值作为第一电流,且烧结过程中,初始第一栅线和初始第二栅线被熔化,初始第一栅线和初始第二栅线的导电能力较差,第一电流较小,在初始第一栅线完全烧结成第一栅线,且初始第二栅线完全烧结成第二栅线后,第一栅线和第二栅线的导电能力较好,激光照射至第一栅线表面和第二栅线表面产生的电流较大,也即,在初始第一栅线完全烧结成第一栅线,且初始第二栅线完全烧结成第二栅线后,光生电流会突然变大,操作人员可基于光生电流的变化确认初始第一栅线和初始第二栅线是否烧结完成。
然而,由于激光束照射初始第一栅线和初始第二栅线产生的光生电流较小,也即第一电流数值过小,且激光照射第一栅线和第二栅线产生的电流也较小,即便是初始第一栅线烧结成第一栅线,初始第二栅线烧结成第二栅线后,激光照射产生的光生电流也很小,相关检测设备难以检测到具体数值以及数值的突变。在一些实施例中,第二烧结处理步骤中,还可以向初始第一栅线和初始第二栅线施加大小相同的电压,施加的电压来形成电场,电场能够激发更多的电子进行跃迁,来提高电池片的光电转换效率,从而可以增大第一电流至第二电流,从而便于检测。第二烧结处理后,也即,初始第一栅线完全转化为第一栅线,初始第二栅线完全转化为第二栅线后,第二电流增大至第三电流;其中,第三电流与第二电流的差值大于第二电流与第一电流的差值。
提供给初始第一栅线的电压和初始第二栅线的电压为5V~30V,例如,电压为5V、9V、16.2V、27.1V或者30V,在此电压范围,施加的电压来形成电场,电场能够激发更多的电子进行跃迁,从而单位时间内流过的电荷量增加,从而能够将第一电流增大至第二电流,且避免第三电流过大而导致电池片的pn结被击穿。
第三电流与第二电流的差值可以为0.36A-0.97A,例如,差值可以为0.361A、0.523A、0.667A、0.894A或者0.969A。第二电流可以为0.03A-0.04A,例如,第二电流可以为0.032A、0.034A、0.0351A、0.0376A或者0.0399A。第三电流可以为0.4A-1.0A,例如,第三电流可以为0.4A、0.62A、0.77A、0.92A或者1.0A,在此范围内,第三电流容易被监测到,且第三电流不会过大,从而不会造成电池片的pn结被击穿,保证形成的太阳能电池的良率。
在一些实施例中,在进行激光照射工艺之前,还可以对初始第一栅线进行烘干处理,以固使印刷后的金属浆料固化凝固,便于后续对初始第一栅线的烧结,同时还可减少金属浆料的移动,避免印刷出现不均匀的现象。其中,烘干的温度可以为150℃-250℃,例如,烘干的温度可以为150℃、167℃、184℃、231℃或者250℃。在此范围内,能够保证对初始第一栅线的烘干效果,且烘干温度较低,对电池片表面的损伤较小。在一些实施例中,第二面102上还形成有初始第二栅线,在对初始第一栅线进行烘干处理的同时,还对初始第二栅线进行烘干处理。
下面介绍太阳能电池制备方法的具体实施过程:
实施例1:
第一步,提供电池片,电池片具有相对的第一面和第二面。
第二步,在电池片的第一面依次形成隧穿介质层及掺杂导电层。
第三步,对隧穿介质层及掺杂导电层进行第一烧结处理,以钝化隧穿介质层和掺杂导电层。
第四步,在第一面上印刷金属浆料形成初始第一栅线。
第五步,对初始第一栅线进行激光照射,以将初始第一栅线烧结成第一栅线。此过程中,利用激光束的辐射加热初始第一栅线的表面,来实现对初始第一栅线的烧结。参考图5,图5示出了实施例1提供的太阳能电池的制造方法制得的第一栅线的结构示意图。
此步骤中,提供的激光束可以是红外激光或者紫外激光,激光束的功率可以为75W,激光束的扫描速度可以为80000mm/s,扫描时间为3s,烧结温度可以为700℃。在垂直于第一面方向上,第一栅线的最大厚度为12.3um,这里的最大厚度指的是第一栅线中在垂直于第一面方向上的最高点和最低点之间的距离;在平行于第一面且垂直于第一栅线延伸方向上,第一栅线的最大宽度为20.4um,这里的最大宽度指的是第一栅线中沿第一栅线宽度方向上距离最远的两点之间的距离。
形成的第一栅线的孔隙率为12.37%。
对比例1:
第一步,提供电池片,电池片具有相对的第一面和第二面。
第二步,在电池片的第一面依次形成隧穿介质层及掺杂导电层。
第三步,在第一面上印刷金属浆料形成初始第一栅线。
第四步,将形成有初始第一栅线的电池片放入隧道炉中进行烧结,以将初始第一栅线烧结成第一栅线。参考图6,图6示出了实施例1提供的太阳能电池的制造方法制得的第一栅线的结构示意图。
此步骤中,提供的烧结温度可以为700℃,烧结时间为1min。在垂直于第一面方向上,第一栅线的最大厚度为13um,这里的最大厚度指的是第一栅线中在垂直于第一面方向上的最高点和最低点之间的距离;在平行于第一面且垂直于第一栅线延伸方向上,第一栅线的最大宽度为22um,这里的最大宽度指的是第一栅线中沿第一栅线宽度方向上距离最远的两点之间的距离。形成的第一栅线的孔隙率为17.56%。
对比例1与实施例1相比,不同的是,实施例1在形成初始第一栅线之前,还对隧穿介质层和掺杂导电层进行了烧结处理,是为了加强隧穿介质层和掺杂导电层的钝化能力,以及实施例1的第五步中是通过激光照射工艺来烧结初始第一栅线,对比例1的第四步中是通过隧道炉对形成有初始第一栅线的电池片进行整面烧结来形成第一栅线。
参考图5及图6,以及从实施例1和对比例1最终烧结形成的第一栅线的孔隙率可以发现,实施例1最终烧结形成的第一栅线更为致密。相较于对比例1中采用隧道炉对初始第一栅线进行烧结的方法,本公开实施例提供的技术方案烧结成的第一栅线尺寸稍小,且更为致密,品质更好。
上述申请实施例提供的太阳能电池的制造方法,在形成第一栅线107之前,对隧穿介质层103和掺杂导电层104进行第一烧结处理,而非在形成第一栅线107过程中或在形成第一栅线107之后对电池片整面烧结来加强电池片的钝化效果,能够避免第一烧结处理步骤中初始第一栅线腐蚀电池片表面,从而能够降低用于形成初始第一栅线的金属浆料对电池片的腐蚀程度,且能够提高隧穿介质层103和掺杂导电层104的钝化能力,有利于提高太阳能电池的光电转换效率;后续通过激光照射工艺,仅对初始第一栅线进行烧结以形成第一栅线107,使得第一栅线107与掺杂导电层104之间形成良好的欧姆接触,并避免对电池片第一面整面烧结来形成第一栅线107,能够降低形成第一栅线107过程中对电池片造成的损伤,且相较于用常规工艺例如在隧道炉中对形成有初始第一栅线的电池片进行烧结,采用激光照射工艺形成的第一栅线107更为致密,品质较好,有利于提高太阳能电池的光电转换效率;在形成第一栅线的过程中,还可以同步对第二面上的初始第二栅线进行激光照射,以形成第二栅线,或者,通过激光束照射初始第一栅线,经电池片的热传导,实现对初始第二栅线的烧结。
此外,第二烧结处理步骤中,还可以向初始第一栅线和初始第二栅线施加大小相同的电压,施加的电压来形成电场,电场能够激发更多的电子进行跃迁,从而单位时间内流过的电荷量增加,来增大光生电流数值,便于监测第二烧结处理步骤中产生的光生电流的大小变化,确认初始第一栅线和初始第二栅线是否以完全被烧结。
相应的,本申请另一实施例还提供一种太阳能电池,本申请另一实施例提供的太阳能电池可由前述实施例提供的太阳能电池的制造方法制成。以下将结合附图对本申请另一实施例提供的太阳能电池进行详细说明,与前一实施例相同或者相应的部分,可参考前述实施例的相应说明,以下将不做详细赘述。
图7为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图;图8为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的第一栅线的结构示意图;图9为本申请另一实施例提供的一种太阳能电池的第二栅线的结构示意图。
参考图7,太阳能电池包括电池片,电池片具有相对的第一面101和第二面102。太阳能电池包括隧穿介质层103,位于第一面101上。太阳能电池包括掺杂导电层104,位于隧穿介质层103背离第一面101的表面上。太阳能电池包括第一栅线107,与掺杂导电层104背离第一面101的表面电接触。
电池片包括基底100,基底100包括相对的正面和背面,其中,电池片100的第一面可以为基底100的背面,电池片100的第二面可以为基底100的正面。在一些实施例中,基底100的正面还可以形成有发射极105,发射极105背面为电池片的第一面101,基底100的背面为电池片100的第二面102。
基底100用于接收入射光线并产生光生载流子。在一些实施例中,基底100的材料可以为元素半导体材料。具体地,元素半导体材料由单一元素组成,例如可以是硅或者硅。其中,元素半导体材料可以为单晶态、多晶态、非晶态或者微晶态(同时具有单晶态和非晶态的状态,称为微晶态),例如,硅可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。在一些实施例中,基底100的材料也可以是化合物半导体材料。常见的化合物半导体材料包括但不限于锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟、钙钛矿、碲化镉、铜铟硒等材料。基底100也可以为蓝宝石基底、绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底。
基底100还可以掺杂有N型掺杂元素或者P型掺杂元素。例如,N型半导体基底内掺杂有N型掺杂元素,N型掺杂元素可以为磷元素、铋元素、锑元素或砷元素等Ⅴ族元素中的任意一者。P型半导体基底内掺杂有P型元素,P型掺杂元素可以为硼元素、铝元素、镓元素或镓元素等Ⅲ族元素中的任意一者。发射极105的掺杂元素类型与基底100的掺杂元素类型相反。发射极105与基底100构成PN结。在一些实施例中,发射极105的材料可以与基底100的材料相同。
在一些实施例中,太阳能电池为单面电池,则基底的正面可以作为受光面,用于接收入射光线,背面作为背光面。在一些实施例中,太阳能电池为双面电池,则基底的正面和背面均可以作为受光面,均可用于接收入射光线。可以理解的是,本申请实施例中所指的背光面也能够接收入射光线,只是对入射光线的接收程度弱于受光面对入射光线的接收程度,因而被定义为背光面。例如,太阳能电池可以为隧穿氧化层钝化接触电池,可以包括双面隧穿氧化层钝化接触电池或单面隧穿氧化层钝化接触电池。
在一些实施例中,可以在基底100的正面或者背面的至少一者表面为绒面以增强基底100的正面以及背面对入射光线的吸收利用率。在一些实施例中,绒面可以为金字塔绒面,金字塔绒面作为一种常见的绒面,不仅会使基底表面的反射率减小,还可形成光陷阱,增加强基底对入射光线的吸收效果,增大太阳能电池的转换效率。
发射极105远离基底100的表面还形成有钝化层106,钝化层106能够对基底100的正面起到良好的钝化作用,降低基底100正面的缺陷态密度,较好地抑制基底100正面的载流子复合。钝化层106还能够起到较好的减反射效果,减小基底100正面对入射光线的反射,提高基底100对入射光线的利用率。
钝化层106的材料可以为氧化硅、氧化铝、氮化硅或者氮氧化硅中的至少一者。
隧穿介质层103和掺杂导电层104构成钝化接触结构,钝化接触结构能够在基底100背光面形成能带弯曲,实现载流子的选择性传输。
设置隧穿介质层103位于第一面101,也即基底100的背面,使得隧穿介质层103对基底100的背面起到化学钝化的效果,具体为:通过饱和基底100背面的悬挂键,降低基底100背面的缺陷态密度,减少基底100表面的复合中心来降低载流子复合速率。
在一些实施例中,隧穿介质层103的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者。
掺杂导电层104的材料可以包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。掺杂导电层104内可以掺杂有与基底100相同类型的掺杂元素,例如,基底100的掺杂元素类型为P型,则掺杂导电层104内的掺杂元素类型也可以为P型;基底100的掺杂元素类型为N型,则掺杂导电层104内的掺杂元素类型也可以为N型。
掺杂导电层104内的掺杂元素浓度大于基底100的掺杂元素浓度,以在基底100的背面形成足够高的势垒,该势垒能够诱导基底背面的能带发生弯曲,实现基底背面的多子的聚集和少子的耗尽,降低基底背面的载流子复合。隧穿介质层103可以使基底100背面的能带出现非对称性偏移,使得对载流子中的多子的势垒低于对载流子中的少子的势垒,因此,多子可以较容易地通过隧穿介质层103进行量子隧穿,以传输至掺杂导电层104中,而少子则很难通过隧穿介质层103,以实现载流子的选择性传输。此外,隧穿介质层103还起到化学钝化的效果。具体地,由于基底100与隧穿介质层103的界面处存在界面态缺陷,使得基底100背面的界面态密度较大,界面态密度的增大会促进光生载流子的复合,减小太阳能电池的填充因子、短路电流以及开路电压,进而使得太阳能电池的光电转换效率较低。
且掺杂导电层104还用于形成场钝化层,其中,场钝化作用为:在基底100的界面处形成一个指向基底100内部的静电场,使少数载流子逃离界面,从而降低少数载流子浓度,使得基底100界面处的载流子复合速率较低,从而使太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子较大,改善太阳能电池的光电转换效率。
第一栅线107的材料可以为铜、银、镍或者铝等金属材料中的至少一种。参考图8,第一栅线可以包括相交的第一副栅线207和第一主栅线307,多根第一副栅线207在掺杂导电层104表面间隔排布,多根第一主栅线307也在掺杂导电层104表面间隔排布,第一副栅线用于收集电流,第一主栅线用于将第一副栅线收集的电流传导出去。
其中,形成第一栅线107的步骤可以包括:在掺杂导电层104背离基底100的表面进行印刷处理,以在第一面101形成初始第一栅线;采用激光照射工艺,对初始第一栅线进行第二烧结处理,以形成第一栅线107。如此,形成的第一栅线107较致密,品质较好,有利于提高太阳能电池的光电转化效率,且相较于采用烧结工艺对形成有初始第一栅线的电池片第一面进行整面烧结,通过局部激光照射初始第一栅线来形成第一栅线107,避免对电池片进行整面烧结,有利于减轻构成初始第一栅线的金属浆料对电池片表面的损伤,从而有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中,钝化层106背离基底100的表面还形成有第二栅线108,第二栅线108贯穿钝化层106以与发射极接触。其中,第二栅线可采用与第一栅线相同的工艺形成。第二栅线的材料可以为铜、银、镍或者铝等金属材料中的至少一种。参考图9,第二栅线可以包括相交的第二副栅线208和第二主栅线308,多根第二副栅线208在钝化层表面间隔排布,多根第二主栅线308也在掺杂导电层108表面间隔排布,第二副栅线用于收集电流,第二主栅线用于将第二副栅线收集的电流传导出去。
相应的,本申请又一实施例还提供一种光伏组件,本申请又一实施例提供的光伏组件包括前述实施例提供的太阳能电池或前述实施例提供的太阳能电池的制备方法制备的太阳能电池。以下将结合附图对本申请又一实施例提供的光伏组件进行详细说明,与前一实施例相同或者相应的部分,可参考前述实施例的相应说明,以下将不做详细赘述。图10为本申请又一实施例提供的一种光伏组件的结构示意图。
参考图10,光伏组件包括电池串,电池串包括前述实施例提供太阳能电池20或根据前述实施例提供的太阳能电池的制造方法制得的太阳能电池20;封装层21,封装层21用于覆盖电池串的表面;盖板22,盖板22用于覆盖封装层21远离电池串的表面。由于上述实施例提供的太阳能电池20具有较高的光电转换效率,因此,由太阳能电池20构成的光伏组件也具有较优性能。
其中,太阳能电池20以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串,多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。在一些实施例中,多个电池串之间可以通过导电带23电连接。图7仅示意出一种太阳能电池之间的位置关系,即电池片具有相同的极性的电极的排布方向相同或者说具有每个电池片具有正极极性的电极均朝同一侧排布,从而导电带分别连接两个相邻的电池片的不同侧。在一些实施例中,电池片也可以按照不同极性的电极朝向同一侧,即相邻的多个电池片的电极分别为第一极性、第二极性、第一极性的顺序依次排序,则导电带连接同一侧的两个相邻的电池片。
封装层21可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜或聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)等有机封装胶膜。在一些实施例中,盖板22可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板22。具体地,盖板22朝向封装层21的表面可以为凹凸表面,从而增加入射光线的利用率。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本申请的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各种改动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (17)
1.一种太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括:
提供电池片,所述电池片具有相对的第一面和第二面;
在所述第一面依次形成隧穿介质层以及掺杂导电层;
对所述隧穿介质层以及所述掺杂导电层进行第一烧结处理,以钝化所述隧穿介质层和所述掺杂导电层;
在进行所述第一烧结处理之后进行印刷处理,以在所述第一面形成初始第一栅线;
采用激光照射工艺,对所述初始第一栅线进行第二烧结处理,以形成第一栅线;
其中,所述第一烧结处理的工艺温度为第一温度,所述第二烧结处理的工艺温度为第二温度,其中,所述第一温度大于所述第二温度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,采用的激光束的功率为30W-80W,所述激光束的扫描速度为60000mm/s-100000mm/s。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第一温度与所述第二温度之差为50℃-280℃。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第二烧结处理的工艺温度为600℃-750℃。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述激光束照射所述初始第一栅线的路径为沿所述初始第一栅线的长度方向且呈蛇形走向。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,每一所述初始第一栅线烧结成所述第一栅线的时间为0.0018s-0.003s。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,在垂直于所述初始第一栅线的延伸方向上,所述第二烧结处理步骤中,提供的激光束的光斑宽度不小于所述初始第一栅线的宽度,且所述光斑的宽度不大于相邻所述初始第一栅线之间的距离,所述激光束的焦点与所述激光束相应照射处理的所述初始第一栅线之间的距离为0μm-30μm。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,在隧道炉中进行所述第一烧结处理。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第一烧结处理的工艺温度为800℃-880℃。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,印刷处理步骤中,还在所述第二面形成初始第二栅线;所述第二烧结处理步骤中,还采用所述激光照射工艺对所述初始第二栅线进行烧结处理,以形成第二栅线。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,采用激光照射工艺进行所述第一烧结处理。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第二烧结处理步骤中,所述激光束照射所述初始第一栅线和所述初始第二栅线产生的电流的差值为第一电流。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,所述第二烧结处理步骤中,还向所述初始第一栅线和所述初始第二栅线施加大小相同的电压,以增大所述第一电流至第二电流;
所述第二烧结处理后,所述第二电流增大至第三电流;
其中,所述第三电流与所述第二电流的差值大于所述第二电流与所述第一电流的差值。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,提供给所述初始第一栅线的电压和所述初始第二栅线的电压为5V~30V,所述第三电流与所述第二电流的差值为0.36A-0.97A。
15.根据权利要求1所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,在进行所述激光照射工艺之前,还对所述初始第一栅线进行烘干处理。
16.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池由权利要求1至15任一项所述的太阳能电池的制造方法制得,包括:
电池片,所述电池片具有相对的第一面和第二面;
隧穿介质层,位于所述第一面上;
掺杂导电层,位于所述隧穿介质层背离所述第一面的表面上;
第一栅线,与所述掺杂导电层背离所述第一面的表面电接触。
17.一种光伏组件,其特征在于,包括:
电池串,所述电池串由多个太阳能电池连接而成,所述太阳能电池为权利要求16所述的太阳能电池或者由权利要求1至15中任一项所述的太阳能电池的制备方法制备;
封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;
盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
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