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CN110212041A - 一种晶硅电池、晶硅电池组件及太阳能系统 - Google Patents

一种晶硅电池、晶硅电池组件及太阳能系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶硅电池、晶硅电池组件及太阳能系统，晶硅电池包括分别设置于所述晶硅电池的正面和/或背面的导电薄膜层，所述导电薄膜层包括TCO层和至少一层的金属薄膜层，所述金属薄膜层设置在所述TCO层上。该晶硅电池通过在晶硅电池的正面和/或背面设置金属薄膜层来部分替代现有技术中的导电氧化物薄膜层，降低了晶硅电池的成本，并可提升晶硅电池的导电性能。

Description

一种晶硅电池、晶硅电池组件及太阳能系统
技术领域
本发明涉及晶硅电池制造技术领域，具体涉及一种晶硅电池、晶硅电池组件及太阳能系统。
背景技术
晶硅电池如异质结电池为以n型单晶硅片（c-Si）为衬底，在经过清洗制绒的n 型单晶硅片（c-Si）正面依次沉积厚度为5~10nm 的本征非晶硅薄膜（i-a-Si:H）、p型非晶薄膜（p-a-Si:H），从而形成p-n异质结；在n 型单晶硅片（c-Si）背面依次沉积厚度为5~10nm的本征非晶硅薄膜（i-a-Si:H）、n型非晶硅薄膜（n-a-Si:H）形成背表面场；在掺杂a-Si:H薄膜的两侧再沉积透明导电氧化物薄膜（TCO）；最后通过丝网印刷技术在两侧的TCO层上形成金属集电极。这种晶硅电池的透明导电氧化物薄膜（TCO）虽然有良好的透明性，但是其成本高且导电性弱。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种改进的晶硅电池。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种晶硅电池，包括分别设置于所述晶硅电池的正面和/或背面的导电薄膜层，所述导电薄膜层包括TCO层和至少一层的金属薄膜层，所述金属薄膜层设置在所述TCO层上。
优选地，所述金属薄膜层为通过Ag、Au、Al、Cu、Ti、Ni、Bi或Mo中的任一单一金属材料制备的薄膜层。
优选地，所述金属薄膜层为通过Ag、Au、Al、Cu、Ti、Ni、Bi或Mo中的任一单一金属材料制备的薄膜层叠加形成。
优选地，所述金属薄膜层的厚度为10～50nm。
优选地，所述金属薄膜层的厚度为50～300nm。
优选地，所述晶硅电池还包括设置在所述金属薄膜层上的栅电极。
优选地，所述晶硅电池还包括设置在所述金属薄膜层上的保护层。
进一步地，所述保护层为透明导电氧化物层。
优选地，采用PVD方法制备所述金属薄膜层。
进一步地，所述PVD方法至少包括磁控溅射法。
优选地，所述TCO层为ITO，AZO，GZO，GIO，IGZO，IZO，STO，FTO，ZTO中任意一种氧化物形成的薄膜层。
优选地，所述TCO层为ITO，AZO，GZO，GIO，IGZO，IZO，STO，FTO，ZTO中至少两种氧化物形成的膜层重叠而成的薄膜层。
本发明还提供一种晶硅电池组件，包括如上述任一项所述的晶硅电池。
优选地，所述晶硅电池组件至少包括一个所述晶硅电池。
本发明还提供一种太阳能系统，包括如上述任一项所述的晶硅电池。
优选地，所述太阳能系统至少包括一个所述晶硅电池。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的晶硅电池通过在晶硅电池的正面和/或背面设置金属薄膜层来部分替代现有技术中的导电氧化物薄膜层，降低了晶硅电池的成本，并可提升晶硅电池的导电性能。
附图说明
附图1为本发明的晶硅电池的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步的阐述。
本发明的晶硅电池以异质结电池为例来具体说明其技术方案。
如图1所示，异质结电池包括单晶硅基底1、依次叠加在单晶硅基底的正面的本征非晶硅层2、n型非晶硅层3和导电薄膜层5，以及依次叠加在单晶硅基底1的背面的本征非晶硅层2、p型非晶层4和导电薄膜层5。
晶硅电池正面和背面的导电薄膜层5均包括TCO层51和至少一层的金属薄膜层52，TCO层51分别设置在n型非晶硅层3和p型非晶层4上，金属薄膜层52设置在TCO层51上。由于金属薄膜层52具有良好的导电性能，且成本低，本发明通过金属薄膜层52部分取代现有技术中的TCO层51，降低了TCO层51的用量，既可以降低晶硅电池的成本，又可以提升晶硅电池的导电性能。而且金属薄膜层52不直接与n型非晶硅层3和p型非晶层4接触，可避免增加晶硅电池的接触电阻。
金属薄膜层52可为通过Ag、Au、Al、Cu、Ti、Ni、Bi或Mo中的任一单一金属材料制备形成的薄膜层。金属薄膜层52也可以为通过Ag、Au、Al、Cu、Ti、Ni、Bi或Mo中的任一单一金属材料制备形成的薄膜层顺序叠加形成。
金属薄膜层52的厚度可以相对较薄，其厚度一般为10~50nm，此时该金属薄膜层52也具有较好的透光性，使用该金属薄膜层52的晶硅电池可作为双面电池使用。
金属薄膜层52的厚度也可以相对较厚，其厚度一般为50nm~300nm，此时，该晶硅电池的背面不能透射光，这可增加晶硅电池的正面的入射光的内反射，从而提升晶硅电池的正面的效率。
当金属薄膜层52的厚度相对较薄时，还需要在金属薄膜层52上设置栅电极。当金属薄膜层52的厚度相对较厚时，可以直接在金属薄膜层52上进行组件焊接，从而无需在金属薄膜层52上印刷栅电极，这减少了低温银浆的用量，从而进一步降低了晶硅电池的成本。
晶硅电池还包括设置在金属薄膜层52上的保护层6，保护层6为透明导电氧化物层。本实施例中，保护层6可采用氧化锌AZO层或ITO层。通过设置保护层6，可使金属薄膜层52不被氧化，不被剐蹭。
制备金属薄膜层52的工艺方法有多种，本实施例中，采用PVD（物理气相沉积）工艺方法进行制备，PVD工艺方法至少包括磁控溅射法。采用磁控溅射法工艺操作时，操作气压为0.1-100Pa、溅射功率密度为1-100W/cm，溅射厚度为10-2000nm。当然也可采用其他的PVD工艺方法，如蒸镀法等。
TCO层51可采用ITO，AZO，GZO，GIO，IGZO，IZO，STO，FTO，ZTO中任意一种氧化物形成的薄膜层。
TCO层51也可以通过ITO，AZO，GZO，GIO，IGZO，IZO，STO，FTO，ZTO中至少两种氧化物各自形成一较薄的膜层，然后各膜层再叠加形成。本发明还提供一种晶硅电池组件，该晶硅电池组件包括上述的晶硅电池，晶硅电池至少设置有一个。
本发明还提供一种太阳能系统，该太阳能系统也包括上述的晶硅电池，晶硅电池至少设置有一个。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种晶硅电池，包括分别设置于所述晶硅电池的正面和/或背面的导电薄膜层，其特征在于：所述导电薄膜层包括TCO层和至少一层的金属薄膜层，所述金属薄膜层设置在所述TCO层上。
2.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于：所述金属薄膜层为通过Ag、Au、Al、Cu、Ti、Ni、Bi或Mo中的任一单一金属材料制备的薄膜层。
3.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于：所述金属薄膜层为通过Ag、Au、Al、Cu、Ti、Ni、Bi或Mo中的任一单一金属材料制备的薄膜层叠加形成。
4.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于：所述金属薄膜层的厚度为10～50nm。
5.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于：所述金属薄膜层的厚度为50～300nm。
6.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于：所述晶硅电池还包括设置在所述金属薄膜层上的栅电极。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的晶硅电池，其特征在于：所述晶硅电池还包括设置在所述金属薄膜层上的保护层。
8.根据权利要求7所述的晶硅电池，其特征在于：所述保护层为透明导电氧化物层。
9.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于：采用PVD方法制备所述金属薄膜层。
10.根据权利要求9所述的晶硅电池，其特征在于：所述PVD方法至少包括磁控溅射法。
11.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于，所述TCO层为ITO，AZO，GZO，GIO，IGZO，IZO，STO，FTO，ZTO中任意一种氧化物形成的薄膜层。
12.根据权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于，所述TCO层为ITO，AZO，GZO，GIO，IGZO，IZO，STO，FTO，ZTO中至少两种氧化物形成的膜层重叠而成的薄膜层。
13.一种晶硅电池组件，其特征在于，包括如权利要求1~12中任一项所述的晶硅电池。
14.根据权利要求13所述的晶硅电池组件，其特征在于：所述晶硅电池组件至少包括一个所述晶硅电池。
15.一种太阳能系统，其特征在于，包括如权利要求1~12中任一项所述的晶硅电池。
16.根据权利要求15所述的太阳能系统，其特征在于：所述太阳能系统至少包括一个所述晶硅电池。
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