专利名称：一种具有背反射层的电池片及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具有背反射层的电池片及其制备方法。
背景技术：
近年来，为了降低太阳电池的成本，硅片的厚度不断降低，从最初的350 μ m到 270、Μ0、220、180μπι，将来甚至会向更薄方向发展。硅片厚度减薄，少数载流子的扩散长度可能接近或大于硅片的厚度，部分少数载流子将扩散到电池背面而产生复合，这将对电池效率造成很大的影响。同时，当硅片厚度降低到200 μ m以下时，长波光(波长900 IlOOnm)吸收减少，不仅电池效率降低，还会增加背面电极接触点的温度，影电池响寿命，所以需要电池有良好的背反射性能。对于产业化电池，其厚度为180 200 μ m，一部分可被利用的长波光因透射而未被吸收，如果能将其反射回电池内部，电池的效率也将得到提升。目前，在背面增加反射层是提高电池效率的一种有效方法，其中，Al金属层是公知的背面反射层之一，该反射层反射率有限，反射角偏大，在太阳电池吸收层有效吸收广谱范围内，致使相当多的光子没有被充分吸收，而反射到电池之外。也有人研制出了一种三维的背面反射层，为三维大孔有序掺铝氧化锌的光子晶体，可实现对600-1000nm可见光波段 80%及以上的反射率，从而增加光电转换效率，但是，该三维背反射层所需原料较多，且生产工序较为复杂，使得生产成本提高，不利于大生产的进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有背反射层的电池片，及其制备方法。本发明提供了一种具有背反射层的电池片，该电池片的硅基底背面设有SiOx反射层、Al金属层、局域铝背场；其中，SiOx反射层直接连接在硅基底背面，Al金属层设置在SiOx 反射层的外表面，局域铝背场穿过SiOx反射层将硅基底和Al金属层连接。其中，SiOx反射层的厚度为85-95nm。进一步地，SiOx反射层的厚度为90nm。其中，Al金属层的厚度为0.7-1. 3 μ m。进一步地，Al金属层的厚度为1 μ m。其中，局域铝背场在背面的面积覆盖率为5% -10%。本发明还提供了上述电池片的制备方法，它包括如下步骤A、取已制备正面减反射膜的硅片，先在其背面沉积一层SiOx反射层；B、在SiOx反射层上印刷铝浆，再印刷正面电极后，烧结，形成局域铝背场；C、在SiOx反射层表面镀上一层Al金属层后，即得到具有背反射层的电池片。进一步地，步骤A中，SiOx反射层的厚度为85-95nm ；步骤B中，局域铝背场的在背面的面积覆盖率为5% -10% ；步骤C中，Al金属层的厚度为0. 7-1. 3 μ m。更进一步地，步骤A中，SiOx反射层的厚度为90nm ；步骤C中，Al金属层的厚度为 1 μ m0
进一步优选地，步骤C中，采用蒸镀法在SiOx反射层表面镀上一层Al金属层。本发明电池片，可以对波长900 IlOOnm的长波光产生95%以上极强反射，增强了电池对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，提升了电池效率，有利于晶体硅太阳电池的薄化，同时，该电池片的生产工艺简单、易行，利用现有的电池生产线就可以生产，非常适合产业化发展。
图1本发明电池片的机构示意图；其中，1-硅基底，2_Si0x反射层，3-A1金属层，4_局域铝背场。
具体实施例方式实施例1本发明电池片的制备方法取已经制备好正面减反射膜的硅片，在其背面，PECVD制备90nm厚的SiOx反射层； 丝网印刷铝浆，呈点状分布，与硅片背面接触的面积占整个背面的10%，再印刷正面电极， 烧结，形成局域铝背场；然后，在SiOx反射层表面蒸镀一层Al金属层，厚度为1 μ m，即得具有背面反射层的电池片。实施例2本发明电池片的制备方法取已经制备好正面减反射膜的硅片，在其背面，PECVD制备90nm厚的SiOx反射层； 丝网印刷铝浆，呈网状分布，与硅片背面接触的面积占整个背面的5%，再印刷正面电极，烧结，形成局域铝背场；然后，在SiOx反射层表面蒸镀一层Al金属层，厚度为1 μ m，即得具有背面反射层的电池片。实施例3本发明电池片的制备方法取已经制备好正面减反射膜的硅片，在其背面，PECVD制备85nm厚的SiOx反射层； 丝网印刷铝浆，呈网状分布，与硅片背面接触的面积占整个背面的6%，再印刷正面电极，烧结，形成局域铝背场；然后，在SiOx反射层表面蒸镀一层Al金属层，厚度为0. 7 μ m，即得具有背面反射层的电池片。实施例4本发明电池片的制备方法取已经制备好正面减反射膜的硅片，在其背面，PECVD制备95nm厚的SiOx反射层； 丝网印刷铝浆，呈线状分布，与硅片背面接触的面积占整个背面的8%，再印刷正面电极，烧结，形成局域铝背场；然后，在SiOx反射层表面蒸镀一层Al金属层，厚度为1. 3 μ m，即得具有背面反射层的电池片。本发明中，采用SiOj^PAl金属层双层反射膜结构，在具有特定厚度的情况下，该反射层可以对AMI. 5的长波光(波长900 IlOOnm)有95%以上极强反射，提高电池的光电转换率；同时，SiOx具有良好的钝化效果，还可以对没有进行背面钝化的电池加以较好的背表面钝化，无需再制备背面钝化膜，适合晶体硅太阳电池的薄化趋势；并且，采用覆盖率在5% 10%的点状、线状或网状的局域铝背场，它和Al金属层结合可直接作为背面电极， 无需再印刷背面电极，节省了生产工序。同时，经过光学仿真模拟，SiOx的厚度在90nm左右时，反射效果较好，本发明优选 90nm ；SiOx即Si的氧化物，沉积条件不同，其组分比例也略有不同，但主要成分还是Si02，
4对于反射率影响较小，经实验对比，发现本发明中反射层的反射率主要受厚度影响。本发明中，在SiOx反射层表面镀Al金属层时，蒸镀工艺避免了铝背场工艺对SiOx 薄膜的腐蚀损害(大部分铝浆会腐蚀SiOx)，是一种改进方案，本发明中采用蒸镀Al金属层效果最佳；并且，当Al金属层的厚度越大时，其背反射率越高，但会导致成本的升高，而厚度减小可节约成本，但太薄又会影响电流导出和背反射率，因此，本发明将Al金属层的厚度设置在Iy m，经实验证明，该设置既能满足良好的背反射率和电流导出效率，成本又相对较低。而对于局域铝背场的研究发现，其覆盖率超过5-10%这一范围后，串阻偏高，电流损失较大，因此，本发明局域铝背场覆盖率优选5-10%。综上所述，本发明电池片，可以对波长900 IlOOnm的长波光产生95%以上极强反射，增强了电池对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，提升了电池效率，有利于晶体硅太阳电池的薄化，同时，其生产工艺简单、易行，利用现有的电池生产线就可以生产，非常适合产业化发展。
权利要求
1. 一种具有背反射层的电池片，其特征在于该电池片的硅基底(1)背面设有SiOxK 射层0)、A1金属层(3)、局域铝背场；其中，SiOx反射层( 直接与硅基底(1)背面相接，Al金属层(3)设置在SiOx反射层O)的外表面，局域铝背场(4)穿过SiOx反射层(2) 将硅基底⑴和Al金属层(3)连接。
2.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于SiOx反射层O)的厚度为85-95nm。
3.根据权利要求2所述的电池片，其特征在于SiOx反射层O)的厚度为90nm。
4.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于A1金属层(3)的厚度为0.7-1. 3 μ m。
5.根据权利要求4所述的电池片，其特征在于A1金属层(3)的厚度为lym。
6.根据权利要求1-5所述的电池片，其特征在于局域铝背场(4)在背面的面积覆盖率为 5% -10%。
7.权利要求1-6任意一项所述的电池片的制备方法，其特征在于它包括如下步骤A、取已制备正面减反射膜的硅片，先在其背面沉积一层SiOx反射层；B、在SiOx反射层上印刷铝浆，再印刷正面电极后，烧结，形成局域铝背场；C、在SiOx反射层表面镀上一层Al金属层后，即得到具有背反射层的电池片。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤A中，SiOxK射层的厚度为 85-95nm ；步骤B中，局域铝背场的在背面的面积覆盖率为5% -10% ；步骤C中，Al金属层的厚度为0. 7-1. 3 μ m。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于步骤A中，SiOxK射层的厚度为 90nm;步骤C中，Al金属层的厚度为1 μ m。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的制备方法，其特征在于步骤C中，采用蒸镀法在SiOx反射层表面镀上一层Al金属层。
全文摘要
本发明公开了一种具有背反射层的电池片，该电池片的硅基底背面设有SiOx反射层、Al金属层、局域铝背场；其中，SiOx反射层直接连接在硅基底背面，Al金属层设置在SiOx反射层的外表面，局域铝背场穿过SiOx反射层将硅基底和Al金属层连接。本发明电池片，可以对波长900～1100nm的长波光产生95％以上极强反射，增强了电池对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，提升了电池效率，有利于晶体硅太阳电池的薄化，同时，其生产工艺简单、易行，利用现有的电池生产线就可以生产，非常适合产业化发展。
文档编号H01L31/18GK102522433SQ201110438900
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者吴婧, 张凤鸣, 王明聪, 盛雯婷, 蔡蔚 申请人:保定天威集团有限公司, 天威新能源控股有限公司