技术领域
[0001] 本
发明涉及
能源领域，尤其涉及一种
太阳能电池片及其制造方法。
背景技术
[0002] 随着全球
煤炭、石油、
天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是
温室气体排放导致日益严峻的全球
气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的
可再生能源之一，有望成为未来全球电
力供应的主要支柱。
[0003] 在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。
[0004] 近几年，各种新型晶
硅技术层出不穷。目前市场上主流晶硅电池技术如
钝化背面及发射极(PERC、PERL、PERT)、钝化
接触(TOPCon、 POLO)、
异质结(HJT、HIT、HDT)太阳能电池等，主流量产效率可以超过22％。目前市场上超过98％的电池技术均采用丝网印刷
栅线的方式形成
正面金属
电极，通过
挤压银浆料透过网版的网孔，渗透到
硅片表面形成具有一定高度和宽度的栅线，再经过高温
烧结与硅片形成良好的接触。丝网印刷栅线是目前主流晶硅电池制备的必须过程，对太阳能电池的转换效率有重大影响。但目前主流的晶硅太阳能电池印刷的栅线是烧穿电池表面钝化膜再与硅片实现全接触。由于栅线和硅片接触面积较大，因此在接触点会有大量的载流子复合，从而电池开路
电压和转换效率都较低。
[0005] 因而需要提供一种新颖太阳能电池片及其制造方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于，提供一种太阳能电池片及其制造方法。本发明的栅线与硅片的接触面积较小，能够有效降低栅线和硅片接触而导致的复合，可显著提升电池转换效率。
[0007] 具体地，太阳能电池片的
钝化层上设置有上下贯穿的容纳孔，栅线的用于导出载流子的第一部分容纳在容纳孔中，栅线的用于将载流子传输到另一栅线的第二部分位于钝化层的外表面上。该第二部分可以采用烧穿能力较弱的导电材质制成，这样该部分便不会烧穿钝化层而与硅片接触，因而仅仅是位于容纳孔内的第一部分与硅片接触。
[0008] 本发明一方面提供了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括基体片和设置在所述基体片上的栅线，所述基体片包括：
[0009] 硅片；
[0010] 钝化层，所述钝化层设置在所述硅片的表面上，所述钝化层上设置有多个沿其高度方向贯穿的容纳孔，所述容纳孔在所述钝化层的外表面上具有顶部开口，且所述容纳孔的底部通到所述硅片，
[0011] 其中，栅线包括彼此相连的两部分，其中第二部分位于所述钝化层的外表面上，第一部分经由所述顶部开口进入所述容纳孔以固定在所述容纳孔中，并在所述容纳孔的底部与所述硅片接触。
[0012] 在一种实施方式中，所述第一部分的烧穿能力强于所述第二部分；或者[0013] 所述第二部分和所述第一部分为由同一种材质制成的栅线。
[0014] 在一种实施方式中，所述栅线为副栅线，且所述太阳能电池片还包括跨越在各个所述副栅线上的主栅线，并且所述主栅线的烧穿能力强于所述副栅线的所述第二部分的烧穿能力。
[0015] 在一种实施方式中，所述第二部分和/或所述第一部分为由银、金属
合金、
铜、导电胶、透明导电
薄膜中的一种制成的栅线。
[0016] 在一种实施方式中，所述容纳孔在平行于所述硅片的平面上的投影为圆形、矩形、三
角形或不规则多边形。
[0017] 在一种实施方式中，所述容纳孔的最大径向尺寸的范围为 0.00004mm2-1mm2。
[0018] 在一种实施方式中，所述钝化层为氮化硅钝化膜、
氧化硅钝化膜、氧化
铝钝化膜、
碳化硅钝化膜、
多晶硅钝化膜、非晶硅钝化膜和氮氧化硅钝化膜中的至少一者。
[0019] 在一种实施方式中，所述主栅线为由银、铝、银铝、
镀铜、导电胶、
石墨烯、
透明导电膜制成的栅线。
[0020] 在一种实施方式中，各个所述容纳孔在所述钝化层上沿所述太阳能电池片的长度方向或宽度方向等间隔排布。
[0021] 在一种实施方式中，所述栅线为主栅线。
[0022] 本发明另一方面提供了一种制造方法，用于制造太阳能电池片，所述方法包括制造太阳能电池片整片以及裂片的步骤，所述制造太阳能电池片整片的步骤包括设置基体片以及在所述基体片上施加栅线，其中
[0023] 所述设置基体片的步骤依次包括如下步骤：
[0024] 设置硅片；
[0025] 在所述硅片的表面上设置钝化层，在钝化层上加工出多个沿其高度贯穿的容纳孔，使得所述容纳孔在所述钝化层的外表面上具有顶部开口，且所述容纳孔的底部通到所述硅片；
[0026] 所述施加栅线的步骤包括：在所述钝化层的外表面上施加导电材质，以使所述导电材质的一部分经由所述顶部开口进入所述容纳孔并在烧结后固定在所述容纳孔中以形成栅线的第一部分，所述导电材质的另一部分烧结后固定在所述钝化层的外表面上以形成所述栅线的第二部分，所述第一部分在所述容纳孔的底部与所述硅片接触。
[0027] 在一种实施方式中，在所述钝化层的外表面上施加栅线的步骤又依次包括如下步骤：
[0028] 经由所述容纳孔的顶部开口向所述容纳孔内注入第一导电材质并将其烧结形成为所述栅线的所述第一部分；
[0029] 在所述钝化层的外表面上施加第二导电材质并将其烧结形成为所述栅线的所述第二部分，所述第二部分将各个所述第一部分在其顶部连接起来。
[0030] 在一种实施方式中，所述第一导电材质的烧穿能力强于所述第二导电材质。
[0031] 在一种实施方式中，所述栅线为副栅线，所述制造方法还包括在施加所述副栅线的步骤之后使用第三导电材质施加主栅线的步骤，所述第三导电材质的烧穿能力强于所述第二导电材质。
[0032] 在一种实施方式中，在所述钝化层的外表面上施加栅线的步骤包括：在所述钝化层的外表面上持续施加同一导电材质，使得部分所述导电材质进入所述容纳孔而另一部分所述导电材质位于所述钝化层的外表面上。
[0033] 在一种实施方式中，所述导电材质包括由银、金属合金、铜、导电胶、透明导电薄膜中的至少一种。
[0034] 在一种实施方式中，利用
激光打孔的方式在所述钝化层上加工出所述容纳孔。
[0035] 在一种实施方式中，将所述容纳孔加工为使得所述容纳孔在平行于所述硅片的平面上的投影为圆形、矩形、三角形或不规则多边形。
[0036] 在一种实施方式中，将所述容纳孔加工为使得所述容纳孔的最大径向尺寸的范围为0.00004mm2-1mm2。
[0037] 在一种实施方式中，所述钝化层为氮化硅钝化膜、氧化硅钝化膜、氧化铝钝化膜、碳化硅钝化膜、多晶硅钝化膜、非晶硅钝化膜和氮氧化硅钝化膜中的至少一者。
[0038] 在一种实施方式中，所述第三导电材质为由银、铝、银
铝合金、镀铜、导电胶、
石墨烯、透明导电膜制成的栅线。
[0039] 在一种实施方式中，加工所述容纳孔的步骤包括：在所述钝化层上沿所述太阳能电池片的长度方向或宽度方向等间隔地加工出多个所述容纳孔。
[0040] 在一种实施方式中，所述栅线为主栅线，所述方法还包括在施加所述主栅线之前的施加副栅线的步骤。
[0041] 根据本发明，太阳能电池片的钝化层上设置有上下贯穿的容纳孔，副栅线的用于导出载流子的第一部分容纳在容纳孔中，副栅线的用于将载流子传输到主栅线的第二部分位于钝化层的外表面上。该第二部分可以采用烧穿能力较弱的导电材质制成，这样该部分便不会烧穿钝化层而与硅片接触，因而仅仅是位于容纳孔内的第一部分与硅片接触。而由于第一部分与硅片的接触面积较小，能够有效降低副栅线和硅片接触而导致的复合，可显著提升电池转换效率。
附图说明
[0042] 为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
[0043] 图1为根据本发明一个优选实施方式的太阳能电池片的俯视图；
[0044] 图2为图1中沿A-A线截取的截面图；
[0045] 图3为图1中沿A-A线截取的另一种可能的截面图。
具体实施方式
[0046] 现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的
基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
[0047] 本发明提供了一种太阳能电池片及其制造方法。图1至图3示出了根据本发明的太阳能电池片的优选实施方式。
[0048] 太阳能电池片10可以为铝背场晶硅太阳能电池片，也可以为PERC电池、TOPCon电池，PERT电池、HJT电池或晶硅层叠电池等。太阳能电池片包括基体片和设置在基体片表面上的主栅线4和副栅线 3，其中基体片又包括硅片1和钝化层2，主栅线4可以跨越在各个副栅线3上以将各个副栅线3连接起来。
[0049] 在图1和图2所示的实施方式中，钝化层2设置在硅片1的顶表面上，且钝化层2上设置有多个沿其高度方向(即图2所示的D1方向)贯穿的容纳孔21，容纳孔21在钝化层2的外表面上设置有顶部开口23，容纳孔21的底部22通到硅片1。容纳孔21用于容纳副栅线3的一部分。各个容纳孔21可以在钝化层2上沿着太阳能电池片 10的长度方向或宽度方向(例如图2所示的D2方向)等间隔排布，以均匀地接收用于形成副栅线3的导电材质。
[0050] 需要说明的是，本文中提到的某一部件的“外”和“内”指的是该部件沿第一方向D1更远离硅片1的一侧和更靠近硅片1的一侧。具体到图2中所示的钝化层2，其外表面即为钝化层2的远离硅片1 的表面，其底部即为该钝化层2的靠近硅片1的部分。
[0051] 副栅线3又包括彼此相连的第一部分32和第二部分31，第一部分32经由顶部开口23进入容纳孔21以固定在容纳孔21中，并在容纳孔21的底部22与硅片1接触以用于导出电池的载流子；第二部分 31位于钝化层2的外表面上以用于将载流子传输至主栅线。而由于副栅线3与硅片1的接触面积仅为容纳孔21的底表面的面积，该面积较小，能够降低副栅线3与硅片1接触引起的复合，可显著提升电池转换效率。
[0052] 优选地，副栅线3的第一部分32和第二部分31材质可以不同，第一部分32的烧穿能力强于第二部分31的烧穿能力。具体地，第一部分32可以采用强烧穿能力的导电材质制成，第二部分31采用弱烧穿能力的导电材质制成。由于第二部分31采用弱烧穿能力的导电材质制成，所以第二部分31在钝化层2顶侧也不会烧穿钝化层2。更优选地，第二部分31的烧穿能力还同时弱于主栅线的烧穿能力。或者，在其他实施方式中，第一部分32和第二部分31可以由同一种导电材质制成。
[0053] 在本实施方式中，副栅线3的第一部分32、第二部分31和主栅线均可以采用银浆、金属合金、铜电极、导电胶、透明导电薄膜等导电材质制成。
[0054] 在其他未示出的实施方式中，可以是主栅线被构造为具有两部分，其第一部分容纳在容纳孔中而第二部分位于钝化层的表面上。另外，需要说明的是，除非有特殊指出，术语“栅线”既可以指主栅线，也可以指副栅线，也可以指主栅线和副栅线。
[0055] 钝化层2的容纳孔21的形状也可以具有多种选择。例如，容纳孔21在平行于硅片1的平面上的投影为圆形、矩形、三角形或不规则多边形，且容纳孔21的最大径向尺寸的范围为0.00004mm2-1mm2。
[0056] 在本实施方式中，钝化层2可以为氮化硅钝化膜、氧化硅钝化膜、氧化铝钝化膜、碳化硅钝化膜、多晶硅钝化膜、非晶硅钝化膜和氮氧化硅钝化膜中的一者的
单层结构或多者的叠层结构。本实施方式中仅仅设置在硅片1顶侧的钝化层2上设置有容纳孔21，而硅片1底侧也可以设置钝化层2，但设置在硅片1底侧的钝化层2可以具有其他结构，例如不设置容纳孔21。
[0057] 图3示出了本发明的另一个替代性
实施例的截面图的一部分。在图3中，硅片1的顶表面和底表面都设置有具有容纳孔21的钝化层2。顶钝化层24的容纳孔21具有顶部开口23和被硅片1密封的底部22，底钝化层25的容纳孔21同样具有顶部开口23和被硅片1密封的底部22。可以理解，本文所说的方向术语“顶部”和“底部”分别指的是对于某一容纳孔21而言其远离硅片1的部分和靠近硅片1的部分。
[0058] 如图3所示，位于硅片1的顶侧和底侧的副栅线3的第一部分32 均能够容纳在对应的容纳孔21中，从而使得位于硅片1的顶侧和底侧的副栅线3与硅片1的接触面积都较小，从而能够降低副栅线3与硅片1接触引起的复合，可显著提升电池转换效率。
[0059] 本发明的优选实施方式还提供了一种制造如上的太阳能电池片的方法，该方法包括制造太阳能电池片整片的步骤以及裂片的步骤，制造太阳能电池片整片的步骤包括设置基体片的步骤和在基体片上施加栅线的步骤。
[0060] 其中，设置基体片的步骤依次包括如下步骤：设置硅片；在硅片的表面上设置钝化层，在钝化层上加工出多个沿其高度贯穿的容纳孔，使得容纳孔在钝化层的外表面上具有顶部开口，且容纳孔的底部由硅片密封。当然，设置基体片的步骤优选地还包括其他步骤，基体片也优选地包括除了如图2和图3所示的硅片和钝化层之外的其他结构。
[0061] 设置栅线的施加栅线的步骤包括施加副栅线，施加副栅线的步骤包括：在钝化层的外表面上施加导电材质，以使导电材质的一部分经由顶部开口进入容纳孔并在烧结后固定在容纳孔中以形成副栅线的第一部分，导电材质的另一部分烧结后固定在钝化层的外表面上以形成副栅线的第二部分，第一部分在容纳孔的底部与硅片接触。
[0062] 优选地，如果副栅线的第一部分和第二部分由不同的导电材质制成，那么施加副栅线的步骤还可以依次包括如下步骤：经由容纳孔的顶部开口向容纳孔内注入第一导电材质并将其烧结形成为副栅线的第一部分；在钝化层的外表面上施加第二导电材质并将其烧结形成为副栅线的第二部分，第二部分将各个第一部分在其顶部连接起来。也就是说，第一部分和第二部分可以分别加工完成，可以先在硅片的表面上施加第一导电材质以形成第一部分，再施加第二导电材质以形成第二部分。优选地，第一导电材质的烧穿能力强于第二导电材质的烧穿能力。
[0063] 优选地，设置栅线的步骤还包括在施加副栅线之后使用第三导电材质施加主栅线，第二导电材质的烧穿能力优选地弱于第三导电材质。
[0064] 如果副栅线的第一部分和第二部分是采用同一导电材质制成的，那么副栅线的第一部分和第二部分可以在一道工序中加工完成，例如，该工序可以为：在钝化层的外表面上持续施加同一导电材质，使得部分导电材质进入容纳孔而另一部分导电材质位于钝化层的外表面上，之后经过烧结固定。
[0065] 上述的第一导电材质、第二导电材质可以选用银浆、金属合金、铜电极、导电胶和透明导电薄膜。第三导电材质可以选用银浆、铝浆、银铝浆、镀铜、导电胶、石墨烯、透明导电膜、金属合金。
[0066] 施加栅线的方式优选地可以采用网板渗透的方法来实现。
[0067] 优选地，加工容纳孔的方式可以采用激光打孔的方法。并且可以在钝化层上沿太阳能电池片的长度方向或宽度方向等间隔地加工出多个容纳孔。
[0068] 同样优选地，可以将容纳孔加工为使得容纳孔在平行于硅片的平面上的投影为圆形、矩形、三角形或不规则多边形，并使容纳孔的最大径向尺寸范围为0.00004mm2-1mm2。
[0069] 优选地，可以采用氮化硅、氧化硅、氧化铝、碳化硅、多晶硅、非晶硅和氮氧化硅中的至少一种来设置钝化层。
[0070] 本实施方式中，钝化层中设置容纳孔，副栅线的用于导出载流子的第一部分容纳在容纳孔中，副栅线的用于将载流子传输到主栅线的第二部分位于钝化层的外表面上。该第二部分可以采用烧穿能力较弱的导电材质制成，这样该部分便不会烧穿钝化层而与硅片接触。副栅线的第一部分与硅片直接接触，该面积较小(类似于点接触)，能够有效降低副栅线和硅片接触而导致的复合，可显著提升电池转换效率。
[0071] 本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。
[0072] 附图标记：
[0073] 太阳能电池片10
[0074] 硅片1
[0075] 钝化层2
[0076] 副栅线3
[0077] 容纳孔21
[0078] 容纳孔的底部22
[0079] 顶钝化层24
[0080] 底钝化层25
[0081] 容纳孔的顶部开口23
[0082] 副栅线的第一部分32
[0083] 副栅线的第二部分31。
