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一种激光系统及太阳能电池片的形成方法

文献发布时间:2023-06-19 18:46:07


一种激光系统及太阳能电池片的形成方法

技术领域

本申请实施例涉及光伏领域,特别涉及一种激光系统及太阳能电池片的形成方法。

背景技术

随着能源紧缺的形势不断加剧,可再生能源的开发与利用迫在眉睫。在众多可再生能源之中,太阳能具有无枯竭危险、安全可靠、无噪声、无污染排放及应用不受资源分布地域的限制等突出优势。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏组件是光伏发电的核心单元,通过由若干太阳能电池片封装而成,太阳能电池片的性能会影响光伏组件的性能。

然而现在在制作太阳能电池片的过程中使用的激光系统会对太阳能电池片造成损伤,且不利于提高太阳能电池片的光电转换效率。

发明内容

本申请实施例提供一种激光系统及太阳能电池片的形成方法,至少有利于改善激光系统对太阳能电池片造成的损伤,还能提高太阳电池片的光电转换效率。

根据本申请一些实施例,本申请实施例一方面提供一种用于处理太阳能电池片表面的激光系统,包括:光源模块,用于提供激光光束;光学模块,所述光学模块包括多个透镜结构,每一所述透镜结构与初始电池片表面的待处理区正对,所述透镜结构包括相对的第一面和第二面,所述第一面朝向所述光源模块;其中,所述第二面包括透射区及反射区,所述激光光束经由所述透射区入射至所述待处理区并形成第一反射光,所述第一反射光传输至所述反射区,并经由所述反射区发生至少一次反射以形成第二反射光,所述第二反射光入射至所述初始电池片的表面。

在一些实施例中,所述反射区为非平面,所述透射区为平面。

在一些实施例中,所述反射区朝向所述第一面凹陷。

在一些实施例中,所述反射区呈弧面,且所述弧面的中心轴线靠近所述透射区。

在一些实施例中,所述反射区朝向远离所述第一面的方向凸出。

在一些实施例中,所述反射区呈弧面,且所述弧面的中心轴线远离所述透射区。

在一些实施例中,所述反射区包括多个凹槽,所述凹槽沿第一方向延伸,沿第二方向排布,所述第一方向与所述第二方向不同。

在一些实施例中,沿所述第二方向排布的所述凹槽的深度依次增加。

在一些实施例中,所述凹槽的深度与所述凹槽沿所述第二方向上的宽度的比值小于10。

在一些实施例中,还包括:反射膜,所述反射膜位于所述反射区的所述第二面。

在一些实施例中,所述第一面为平面。

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片的形成方法,包括:提供初始电池片,所述初始电池片包括基底和掺杂源层,所述掺杂源层内包括有掺杂离子;采用如上述激光系统对所述初始电池片的表面进行掺杂工艺,以对初始电池片的表面进行掺杂;在初始电池片的正面和/或背面制备钝化层;采用所述激光系统在所述初始电池片的表面采用开槽工艺,以在所述初始电池片的表面形成沟槽;在沟槽位置形成栅线。

在一些实施例中,所述掺杂工艺包括:通过所述光源模块向所述掺杂源层提供所述激光光束;所述激光光束入射至所述掺杂源层的表面将所述掺杂离子转移至所述基底内,并形成第一反射光,所述第一反射光传输至所述反射区,并经由所述反射区发生至少一次反射以形成第二反射光,所述第二反射光入射至所述掺杂源层的表面,以将所述掺杂离子转移至所述基底内。

在一些实施例中,所述开槽工艺包括:通过所述光源模块向所述钝化层提供所述激光光束;所述激光光束入射至所述钝化层的表面形成暴露所述基底的沟槽,并形成第一反射光,所述第一反射光传输至所述反射区,并经由所述反射区发生至少一次反射以形成第二反射光,所述第二反射光入射至所述钝化层的表面,以形成暴露所述基底的沟槽。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:通过光源模块提供激光光束,激光光束穿过光学模块的透镜结构照射至初始电池片表面的待处理区,以形成第一次照射,部分激光光束在初始电池片的表面发生发射,以形成第一反射光,第一反射光反射回透镜结构的第二面,并在第二面经过至少一次反射以形成第二反射光,第二反射光再次照射至初始电池片的表面以再次照射初始电池片的表面,从而可以通过对初始电池片的表面进行多次照射,使得电池片表面形成的形貌更佳,且可以通过多次照射的方式还可以适当减小激光光束的频率,通过减少激光光束的频率还可以减少激光光束对初始电池片表面损伤。

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。

图1为本申请一实施例提供的一种激光系统的结构示意图;

图2为本申请一实施例提供的第一种激光系统的剖视图;

图3为本申请一实施例提供的第二种激光系统的剖视图;

图4为本申请一实施例提供的第三种激光系统的剖视图;

图5为本申请一实施例提供的另一种激光系统的结构示意图;

图6为本申请一实施例提供的第四种激光系统的剖视图;

图7为本申请一实施例提供的第五种激光系统的剖视图;

图8为本申请一实施例提供的第六种激光系统的剖视图;

图9为本申请一实施例提供的第七种激光系统的剖视图。

具体实施方式

由背景技术可知,目前在采用激光系统对初始电池片表面进行处理的时候通常会出现以下几种异常,1.激光光束的频率高,激光光束的频率高虽然可以使得初始电池片表面形成的形貌更好,形成图案更精确,但是激光光束的频率高会对初始电池片的表面造成损伤;2.激光光束的频率低,激光光束的频率低会使在初始电池片表面形成的形貌无法达到预期效果,以激光掺杂为例,由于激光光束的频率较低,因此在掺杂的过程中会使部分熔融状态的材料在初始电池片表面的绒面结构上凝固,导致绒面结构的侧壁表面不平整,降低后续形成的太阳能电池片的光电转换效率。

本申请实施提供一种用于处理太阳能电池片表面的激光系统,通过光源模块提供激光光束,通过激光光束透过光学模块的透镜结构入射至待处理区发生反射并形成第一反射光,第一反射光照射至反射区并经过至少一次反射之后形成第二发射光,第二反射光再次照射至初始电池片的表面,通过将经过初始电池片表面的反射光再次反射至初始电池片表面以通过第二反射光对初始电池片进行再次照射,通过多次照射的方式提高在初始电池片表面形成的结构的形貌,从而可以实现即使激光光束的频率低,仍能形成形貌较好的结构,从而可以实现在减少激光光束对初始电池片表面造成损伤的同时使初始电池片的表面具有一个良好的形貌,进而可以提高最终形成的太阳能电池片的光电转换效率。

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。

图1至图4为本申请实施例提供的用于处理太阳能电池片表面的激光系统的结构示意图,其中图1为本申请实施例提供的一种激光系统的结构示意图;图2为本申请实施例第一种沿图1AA方向的剖视图;图3为本申请实施例提供的第二种沿图1AA方向的剖视图;图4为本申请实施例提供的第三种沿图1AA方向的剖视图。

参考图1至图4,用于处理太阳能电池片表面的激光系统,包括:光源模块100,用于提供激光光束;光学模块110,光学模块110包括多个透镜结构111,每一透镜结构111与初始电池片120表面的待处理区121正对,透镜结构111包括相对的第一面112和第二面113,第一面112朝向光源模块100;其中,第二面113包括透射区114及反射区115,激光光束经由透射区114入射至待处理区121并形成第一反射光,第一反射光传输至反射区115,并经由反射区115发生至少一次反射以形成第二反射光,第二反射光入射至初始电池片120的表面。

通过光源模块100提供激光光束,激光光束透过透镜结构111照射至初始电池片120的表面,并在初始电池片120的表面发生反射并形成第一反射光,第一反射光传输至反射区115并经由反射区115发生至少一次反射以形成第二反射光,第二反射光照射至初始电池片120的表面。换句话说,发射一次激光光束,并将照射至初始电池片120表面发生反射形成的第一反射光再次反射,并将第二反射光再次照射至初始电池片120的表面,发射一次激光光束,对初始电池片120表面进行至少两次照射,通过提高激光光束照射的次数以平衡激光光束频率低造成的初始电池片120表面形成的形貌无法达到预期效果,从而可以实现在减少激光光束对初始电池片120表面造成损伤的同时使初始电池片120的表面具有一个良好的形貌,进而可以提高最终形成的太阳能电池片的光电转换效率。

需要说明的是,本申请提供的激光系统并非仅实现两次照射,还可以是,第二反射光照射回初始电池片120的表面,以形成第三反射光,第三反射光经过反射再次反射至透镜结构的反射区,以形成第四反射光,第四反射光再次入射至初始电池片的表面,依次类推。

在一些实施例中,光源模块100可以包括激光器,激光器用于发射激光光束,且激光器发射激光光束的角度可以调整,激光器可以通过改变激光光束的角度,或者通过改变激光器的角度以改变激光器发射激光光束的角度;在一些实施例中,光源模块100还可以是其他能够提供激光光束的器件。本申请不对光源模块100内的器件进行限制,仅需实现能够提供所需频率的激光光束即可。

在一些实施例中,光源模块100发射的激光光束的频率小于1000KHz。通过设置激光光束的频率小于1000KHz可以降低激光光束对衬底的损伤。

在一些实施例中,透镜结构111的光学透过率可以大于99%,从而可以减少激光光束经过透镜结构111损失的激光光束。可以理解的是,这里的光学透过率是指光源模块100提供的激光光束的光通量与通过透镜结构111之后的激光光束的光通量的比值。

在一些实施例中,透镜结构111可以是玻璃透镜,玻璃透镜的光学透过率较高,可以减少激光光束穿过透镜结构111损失的光通量;在一些实施例中,透镜结构111还可以是硅胶透镜,硅胶透镜的耐高温性能较好,相较于玻璃透镜而言光学透过率较低。本申请不对透镜结构111的具体材料进行限定,可以根据实际的需求对应选择透镜结构111的材料。

在一些实施例中,透镜结构111的第一面112可以称为透镜结构111的正面,透镜结构111的第二面113可以称为透镜结构111的背面,透镜结构111的正面用于接收激光光束,背面用于将第一反射光反射形成第二反射光,并将第二反射光反射至初始电池片120的表面。

在一些实施例中,光源模块100和光学模块110之间可以是间隔的,也就是说,激光光束的传输路径为,从而光源模块100产生,经由空气照射至光学模块110,再经由光学模块110形成第一反射光并照射至初始电池片120的表面,通过设置光源模块100与光学模块110之间间隔可以灵活移动光源模块,从而可以设置一个光源模块向多个透镜结构111提供激光光束。

在一些实施例中,激光光束的传输方向可以垂直于透镜结构111的第一面112,可以理解的是,虽然激光光束由空气入射至光学模块110会出现激光光束发生折射,但是激光光束从光学模块110照射出会再次发生折射,因此通过设置激光光束的传输方向与透镜结构111的第一面112垂直,可以使经过透镜结构111射出的激光光束以垂直于第一面112的方向射出。

在一些实施例中,光源模块100和光学模块110之间也可以是接触连接的,也就是说,光源模块100和透镜结构111的第一面接触连接,可以理解的是,若激光光束直接从透镜结构111射出至空气中,激光光束会发生偏转,因此可以通过调整激光光束的入射角度及控制透镜结构111的材料以使经过透镜结构111射出的激光光束以垂直于第一面112的方向射出,通过设置光源模块100和光学模块110之间是接触连接可以减少激光光束在空气中的损失。

在一些实施例中,透镜结构111的第一面112为平面,可以理解的是,通过设置透镜结构111的第一面112为平面可以尽可能的避免激光光束透过第一面112发生偏折,通过设置透镜结构111的第一面112为平面可以避免改变激光光束的入射角度,从而可以避免影响激光光束对初始电池片120表面的照射效果。在一些实施例中,透镜结构111的第一面112还可以朝向第二面113略微凹陷。

需要说明的是,上述中的平面是指透镜结构111的第一面112表面完全平整,或者第一面112表面的平整度在误差允许范围内,当第一面112表面的平整度在误差允许的范围内也可以视第一面112的表面为平面。

在一些实施例中,反射区115为非平面,透射区114为平面,激光光束照射至透镜结构111,并经由透射区114离开透镜结构111的表面,通过设置透射区114为平面可以使得激光光束不会因为透射区114的表面发生角度的偏转,通过设置反射区115为非平面可以使经由初始电池片120的待处理区121形成的第一反射光尽可能的反射回待处理区121。

在一些实施例中,透镜结构111的第一面112为平面,透射区114为平面,且第一面112与透射区114平行,可以使激光光束不会因为透镜结构111的表面结构而产生入射角度的偏移,也就是说,在不考虑空气和透镜结构111介质不同的前提下,入射透镜结构111前的激光光束和经由透镜结构111的激光光束的传输方向并未发生改变,从而可以使激光光束经由透镜结构111后不会出现角度的偏移,从而可以提高制作太阳能电池片工艺的可靠性。

需要说明的是,上述透射区114为平面是指第二面113的透射区114表面完全平整,或者透射区114的表面的平整度在误差允许范围内,当透射区114表面的平整度在误差允许的范围内也可以视透射区114的表面为平面。

在一些实施例中,反射区115朝向第一面112凹陷,也就是说,相较于透射区114,反射区115的底面更靠近第一面112,换句话说,在垂直于第一面112的方向上,透射区114的厚度大于反射区115的厚度。通过设置反射区115朝向第一面112凹陷可以使经由初始电池片120的待处理区121形成的第一反射光尽可能的反射回待处理区121,从而提高照射初始电池片120的待处理区121的次数,以使初始电池片120的表面具有一个良好的形貌。

在一些实施例中,可以是在反射区115为非平面,透射区114为平面的基础上,反射区115朝向第一面112凹陷,也可以是,在反射区115为非平面,透射区114为非平面的基础上,反射区115朝向第一面112凹陷。

在一些实施例中,参考图1,反射区115呈弧面,且弧面的中心轴线靠近透射区114,换句话说,弧面包括靠近透射区114的一侧以及远离透射区114的一侧,靠近透射区114的一侧低于远离透射区114的一侧。通过设置反射区115为弧面,且弧面的中心轴线朝向透射区114,可以将第一反射光尽可能的反射回初始电池片120的待处理区121,从而再次对待处理区121进行处理,可以提高形成的太阳能电池片表面的形貌。

可以理解的是,弧面是由弧形沿某一方向延伸形成的表面,这里的中心轴线指的是弧形的圆心在相同方向上延伸形成的中心轴线。

在一些实施例中,参考图4,反射区115朝向第一面112凹陷的前提下,反射区115在垂直于第一面112的方向上的形状还可以为折线状,其中折线状的反射区115可以是自反射区115两侧边缘朝向反射区115的中部凹陷,通过设置反射区115在垂直于第一面112的方向上的形状可以为折线状可以将第一反射光尽可能的反射回初始电池片120的待处理区121,从而再次对待处理区121进行处理,可以提高形成的太阳能电池片表面的形貌。

参考图3,在一些实施例中,反射区115呈曲面,且曲面是由多个相互连接的弧面构成,以曲面是由三个弧面构成为例,三个曲面分别为第一曲面、第二曲面及第三曲面,第一曲面与第二曲面连接,第二曲面与第三曲面连接,通过设置反射区115的曲面由多个相互连接的弧面构成可以实现将多束第二反射光反射至初始电池片120的同一处,可以理解的是,随着反射的进行,激光光束的能量会逐渐降低,通过将多束第二反射光反射至初始电池片120的同一处,从而通过多束第二反射光照射在初始电池片120的同一处,从而可以提高第二反射光的照射效果。

在一些实施例中,多个弧面朝向第一面112凹陷,也就是说,弧面与曲面朝向同一方向凹陷,以将第一反射光尽可能的反射回初始电池片120的待处理区121,从而可以提高形成的太阳能电池片表面的形貌。

在一些实施例中,多个弧面的中心轴线的排布轨道还可以呈沿一定轨迹,例如多个弧面的中心轴线可以沿抛物线排布,通过设置多个弧面的中心轴线的排布轨道还可以呈沿一定轨迹可以在形成透镜结构前对形成第二反射光的传输路径进行模拟,从而可以便于模拟弧面结构对初始电池片120的照射效果,从而可以对弧面结构的位置或者尺寸等进行调整,可以便于提高透镜结构110的照射效果。

在一些实施例中,还可以包括反射膜130,反射膜130位于反射区115,通过在反射区115设置反射膜130可以提高反射区115的反射率,从而更多的第一反射光反射回初始电池片120,减少激光光束在反射区115出现折射及散射等现象而造成的损失。

在一些实施例中,光学模块110还可以包括连接结构116,连接结构116用于连接相邻的透镜结构111,连接结构116与初始电池片120上不需要处理的结构正对。

在一些实施例中,连接结构116可以设置为非透光型的,也就是说,激光光束照射至连接结构116的表面会发生全反射,以使激光光束不会穿透连接结构116照射至初始电池片120的表面,或者,激光光束经过连接结构116之后激光光束的能量大部分被消耗,以使激光光束不会影响初始电池片120的表面结构。

在一些实施例中,连接结构116还可以设置为透光型,可以通过控制光源模块100不向连接结构116提供激光光束的方式避免位于连接结构116下方的初始电池片120受到光照,从而可以提高初始电池片120的可靠性。

本公开实施例通过提供一种用于处理太阳能电池片表面的激光系统,通过设置反射区115朝向第一面112凹陷可以控制经由反射区115形成的第二反射光的角度,可以使第二反射光朝向初始电池片120的待处理区121照射,从而可以通过提高激光光束照射的次数以平衡激光光束频率低造成的初始电池片120表面形成的形貌无法达到预期效果,从而可以实现在减少激光光束对初始电池片120表面造成损伤的同时使初始电池片120的表面具有一个良好的形貌,进而可以提高最终形成的太阳能电池片的光电转换效率。

本申请实施例还提供另一种用于处理太阳能电池片表面的激光系统,本申请实施例提供的另一种用于处理太阳能电池片表面的激光系统与前述实施例大致相同,主要区别包括:本申请实施例中的反射区朝向远离第一面方向凸出,其余相同或相应的部分可以参考上述实施例,以下将结合附图对本申请另一实施例提供的半导体结构进行详细说明。

参考图5至图9,其中,图5为本申请实施例提供的激光系统的结构示意图;图6为本申请实施例提供的沿图5AA方向的第四种激光系统的剖视图;图7为本申请实施例提供的沿图5AA方向的第五种激光系统的剖视图;图8为本申请实施例提供的沿图5AA方向的第六种激光系统的剖视图;图9为本申请实施例提供的沿图5BB方向的激光系统的剖视图。

在一些实施例中,反射区115朝向远离第一面112的方向凸出,也就是说,相较于透射区114,反射区115的底面远离第一面112,换句话说,在垂直于第一面112的方向上,透射区114的厚度小于反射区115的厚度。通过设置反射区115朝向远离第一面112的方向凸出可以使经由初始电池片120的待处理区121形成的第一反射光尽可能的反射回待处理区121,从而提高照射初始电池片120的待处理区121的次数,以使初始电池片120的表面具有一个良好的形貌。

在一些实施例中,反射区115呈弧面,且弧面的中心轴线远离透射区114。且弧面的中心轴线远离透射区114,换句话说,弧面包括靠近透射区114的一侧以及远离透射区114的一侧,靠近透射区114的一侧高于远离透射区114的一侧。通过设置反射区115成弧面,且弧面的中心轴线远离透射区114,可以将第一反射光尽可能的反射回初始电池片120的待处理区121,从而再次对待处理区121进行处理,可以提高形成的太阳能电池片表面的形貌。

可以理解的是,反射区115朝向远离第一面112的方向凸出,且弧面的中心轴线远离透射区114,从而使弧面的凸出面朝向初始电池片120的待处理区121,从而将第一反射光尽可能的反射回初始电池片120的待处理区121,从而再次对待处理区121进行处理,可以提高形成的太阳能电池片表面的形貌。

在一些实施例中,反射区115为曲面,且曲面是由多个相互连接的弧面构成,以曲面是由三个弧面构成为例,三个曲面分别为第一曲面、第二曲面及第三曲面,第一曲面与第二曲面连接,第二曲面与第三曲面连接,通过设置反射区115的曲面由多个相互连接的弧面构成可以实现将多束第二反射光反射至初始电池片120的同一处,可以理解的是,随着反射的进行,激光光束的能量会逐渐降低,通过将多束第二反射光反射至初始电池片120的同一处,从而通过多束第二反射光照射在初始电池片120的同一处,从而可以提高第二反射光的照射效果。

在一些实施例中,反射区115包括多个凹槽117,凹槽117沿第一方向延伸,沿第二方向排布,第一方向与第二方向不同,可以理解的是,初始电池片120的待处理区121是指初始电池片的表面的一部分区域,也就是说待处理区121包括二维上的长宽,以第一方向为待处理区121的宽度方向,沿第二方向为待处理区121的长度方向为例,通过设置凹槽117沿第二方向排布可以将第二反射光反射至待处理区121沿长度方向排布的结构表面,从而可以改善待处理区121沿长度方向上的表面结构。

在一些实施例中,凹槽117还可以沿第一方向及第二方向排布。

在一些实施例中,沿第二方向排布的凹槽117的深度依次增加,也就是说,沿第二方向上排布的凹槽117的凹陷程度越来越深,例如,沿第二方向排布的第一个凹槽的深度可以为100μm,第二个凹槽的深度可以为110μm等等,依次增加,通过设置凹槽117的深度依次增加可以增加第二反射光的光通量,从而可以提高形成的太阳能电池片表面的形貌。

在一些实施例中,沿第二方向排布的凹槽117的深度可以以等差数列递增,其中等差数列的公差可以根据实际情况进行调整。

在一些实施例中,凹槽117的深度可以是50~1000μm,例如是100μm、150μm及200μm等,通过设置凹槽117的深度在50~1000μm可以尽可能的将第二反射光控制在初始电池片的待处理区121内,避免第二反射光照射至待处理区121以外的部分。

在一些实施例中,凹槽117的宽度可以是5~100μm,例如是10μm、30μm或者80μm等,可以理解的是,透镜结构的尺寸一定,凹槽117的宽度越大,透射区114的尺寸也就越小,当凹槽117的宽度大于100μm,凹槽117的开口较大,透射区114的尺寸减小,可能会影响激光光束穿过透射区114照射至待处理区121的开口尺寸,且可能导致第二反射光反射至初始电池片120待处理区以外的区域;凹槽117的宽度越小,用于接收第一反射光的面积也就越小,形成的第二反射光也就越少,改善初始电池片120表面形貌的能力也就越差,因此,通过控制凹槽117的宽度为5~40μm可以在具有较好的改善初始电池片120表面形貌的能力同时避免影响经过透射区114的激光光束。

在一些实施例中,凹槽117的深度与凹槽117沿第二方向上的宽度的比值小于10,可以理解的是,当凹槽117的深度与凹槽117的宽度的比值大于10可能会出现第二反射光照射至待处理区以外的部分,通过控制凹槽117的深度与凹槽117沿第二方向上的宽度的比值小于10从而可以控制第二反射光尽可能反射至待处理区121以提高形成的太阳能电池片的形貌,进而可以提高太阳能片的性能。

可以理解的是,上述的深度及宽度是凹槽内的最大深度及最大宽度。

本申请实施例通过设置反射区115朝向远离第一面112的方向凸出可以控制经由反射区115形成的第二反射光的角度,可以使第二反射光朝向初始电池片120的待处理区121照射,从而可以通过提高激光光束照射的次数以平衡激光光束频率低造成的初始电池片120表面形成的形貌无法达到预期效果,从而可以实现在减少激光光束对初始电池片120表面造成损伤的同时使初始电池片120的表面具有一个良好的形貌,进而可以提高最终形成的太阳能电池片的光电转换效率。

相应的,本申请另一实施例还提供一种太阳能电池片的形成方法,本申请另一实施例提供的太阳能电池片的形成方法采用如上述实施例中的激光系统对初始电池片的表面进行处理,与前述实施例相同或相应的部分可以参考前述实施例,以下将不再赘述。

在一些实施例中,太阳能电池片的形成方法包括:提供初始电池片,初始电池片包括基底和掺杂源层,掺杂源层内包括有掺杂离子;采用如上述实施例中的激光系统对初始电池片进行表面掺杂工艺,以对初始电池片的表面进行掺杂;在初始电池片的正面和/或背面制备钝化层;采用如上述实施例中的激光系统在初始电池片的表面进行开槽工艺,以在初始电池片的表面形成沟槽;在沟槽位置形成栅线。通过采用如上述实施例中激光系统对初始电池片进行掺杂工艺可以降低激光光束对初始电池片表面造成的损伤,通过利用第二反射光对初始电池片的表面再次加工,可以提高形成的太阳能电池片的表面形貌,通过上述实施例中的激光系完成开槽工艺,可以使形成的沟槽的深度变浅,降低对初始电池片表面的损伤,可以减少电池片背面金属接触面积及横向电阻,提高后续形成的太阳能电池片的性能。

在一些实施例中,掺杂工艺包括:通过光源模块向掺杂源层提供激光光束;激光光束入射至掺杂源层的表面,并形成第一反射光,第一反射光传输至反射区,并经由反射区发生至少一次反射以形成第二反射光,第二反射光入射至掺杂源层的表面,以将掺杂离子转移至基底内。通过采用如上述的激光系统完成掺杂工艺,通过采用多次掺杂的方式完成掺杂工艺从而可以降低激光光束对基底的损伤,且可以减少初始电池片的复合损失,减少接触电阻。

以硼扩散为例,提供初始电池片的步骤包括:对N型或P型基底进行清洗和制绒处理,形成反射率为8.0-10.5%的绒面,进行沉积形成厚度为20nm-60nm的含硼源薄层掺杂源层;采用如上述的激光系统提供高频率(2-30MHz)、短脉宽(5-12ps)的激光光束对初始电池片表面进行激光掺杂。相关技术中进行激光掺杂时往往会对绒面金字塔产生较大的损伤,而通过采用如上述的激光系统完成掺杂工艺,可以降低在初始电池片表面形成的掺杂区的方阻,可以降低30~50Ω,通过采用上述激光掺杂工艺还可以使电池片表面绒面金字塔顶端的损伤宽度小于0.3μm,因此经过激光掺杂的待处理区的反射率仅增加0.4%-1.3%,当方阻降低40Ω时,激光区平均反射率增加值小于1.0%。

参考下表一,其中表一为相关技术中激光掺杂之后的太阳能电池片的参数。

表一

参考下表二,表二为本申请实施例通过激光系统制作的电池片的性能。

表二

需要说明的是,上述中少子寿命表征钝化水平,开路电压是指在一个标准光强条件1kw/m

从表中可以看出,本申请实施例提供的少子寿命、开路电压及填充因子都相应增加,短路电流密度有所减小,提高了形成的太阳能电池片的性能。

在一些实施例中,开槽工艺包括:通过光源模块向钝化层提供激光光束;激光光束入射至钝化层的表面,并形成第一反射光,第一反射光传输至反射区,并经由反射区发生至少一次反射以形成第二反射光,第二反射光入射至钝化层的表面,以形成暴露基底的沟槽。通过采用激光系统以在初始电池片表面形成沟槽,形成的沟槽深度相对较浅,可以降低对初始电池片表面的损伤,可以减少电池片背面金属接触面积及横向电阻,使金属与初始电池片的半导体界面的高速复合区域较少,从而可以提高短路电流和开路电压。

在一些实施例中,在开槽工艺中可以采用紫外光或绿光对初始电池片表面的钝化层进行激光开槽,且激光光束扫描线的速度可以是35~50m/s,激光光束的功率可以是50~80w,频率可以是100khz~3000khz,激光光束的脉宽可以是5ps~12ps。相关技术形成的槽线平均线宽为43μm,平均深度为12μm,而通过上述激光开槽工艺可以实现平均线宽为38μm,平均深度为9μm,即对初始电池片的损伤深度小于10μm,在初始电池片较薄的情况下提高形成的太阳能电池片的可靠性,可以形成金属化浆料低阻值的欧姆接触,提高太阳能电池片的转化效率。

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,均可作各自更动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

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