CN117727809B - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及光伏领域，提供一种太阳能电池及光伏组件，太阳能电池包括：基底，基底具有相对设置的正面以及背面；具有N型掺杂离子的第一掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层位于正面或者背面；第一掺杂多晶硅层的表面具有第一凸起结构；具有P型掺杂离子的第二掺杂多晶硅层，第二掺杂多晶硅层位于背面，且第一掺杂多晶硅层与第二掺杂多晶硅层相绝缘；第二掺杂多晶硅层的表面具有第二凸起结构，第一凸起结构的厚度大于第二凸起结构的厚度；包含第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层的厚度小于或等于包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层的厚度。本申请实施例提供的太阳能电池及光伏组件至少可以提升太阳能电池的光电转换效率。

Description

太阳能电池及光伏组件

技术领域

本申请实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。

背景技术

太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。

目前的太阳能电池主要包括IBC电池（交叉背电极接触电池，InterdigitatedBack Contact）、TOPCON（Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触）电池、PERC电池（钝化发射极和背面电池，Passivated emitter and real cell）以及异质结电池等。通过不同的膜层设置以及功能性限定减少光学损失以及降低硅基底表面及体内的光生载流子复合以提升太阳能电池的光电转换效率。

然而，目前的太阳能电池的光电转换效率仍然欠佳。

发明内容

本申请实施例提供一种太阳能电池及光伏组件，至少有利于提升太阳能电池的光电转换效率。

根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种太阳能电池，包括：基底，所述基底具有相对设置的正面以及背面；第一掺杂多晶硅层，所述第一掺杂多晶硅层内具有N型掺杂离子，所述第一掺杂多晶硅层位于所述正面或者所述背面；所述第一掺杂多晶硅层的表面具有第一凸起结构；第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层内掺杂有P型掺杂离子，所述第二掺杂多晶硅层位于所述背面，且所述第一掺杂多晶硅层与所述第二掺杂多晶硅层相绝缘；所述第二掺杂多晶硅层的表面具有第二凸起结构，所述第一凸起结构的厚度大于所述第二凸起结构的厚度；包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的厚度小于或等于包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的厚度；第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第一掺杂多晶硅层电接触，所述第二电极与所述第二掺杂多晶硅层电接触。

在一些实施例中，包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的表面的粗糙度大于包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的表面的粗糙度。

在一些实施例中，包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的表面的粗糙度范围为10nm~30nm。

在一些实施例中，包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的表面的粗糙度范围为0nm~20nm。

在一些实施例中，所述第一凸起结构的厚度范围小于等于30nm。

在一些实施例中，所述第二凸起结构的厚度范围小于等于20nm。

在一些实施例中，所述第一凸起结构的一维尺寸范围为0um~500um。

在一些实施例中，所述第二凸起结构的一维尺寸范围为0um~300um。

在一些实施例中，包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的厚度范围为100nm~400nm。

在一些实施例中，包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的厚度范围为50nm~300nm。

在一些实施例中，所述背面包括N区以及P区，所述第一掺杂多晶硅层位于N区，所述第二掺杂多晶硅层位于P区。

在一些实施例中，所述第一凸起结构或所述第二凸起结构的至少一者的截面形状包括抛物线、扇形、梯形或者近似梯形。

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光伏组件，包括：电池串，由多个如上述实施例中任一项所述的太阳能电池连接而成；封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；盖板，用于覆盖所述封装胶膜背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中，第一掺杂多晶硅层位于正面或者背面，第二掺杂多晶硅层位于背面，则分别说明太阳能电池为IBC电池和TOPCon电池的两种类型。本申请实施例限定包含第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层的厚度小于包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层的厚度，且由于N型掺杂多晶硅层是施主型，从而形成的第一掺杂多晶硅层层的晶硅颗粒较小，晶硅颗粒与晶硅颗粒之间的紧密度较大，从而所形成的膜层的厚度较小。反之，P型掺杂多晶硅层是受主型，P型掺杂多晶硅层与基底之间的兼容性较好，则P型掺杂多晶硅层的晶硅颗粒较大，所堆叠形成的包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层的厚度较大。

此外，第一掺杂多晶硅层位于正面或者背面，第一凸起结构的厚度大于第二凸起结构的厚度，当第一掺杂多晶硅层位于正面，可以提高第一掺杂多晶硅层的内反射以及第一掺杂多晶硅层与第一电极之间的接触性能。第二掺杂多晶硅层的第二凸起结构的厚度较低，则第二掺杂多晶硅层可以提高位于其上膜层的钝化性能。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图进行示例性说明，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太阳能电池的一种结构示意图；

图2为图1沿A1-A2剖面的第一种剖面结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的太阳能电池中第一掺杂多晶硅层的一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的太阳能电池中第一掺杂多晶硅层的截面电镜图；

图5为图4中F1处第一凸起结构的局部放大图；

图6为本申请一实施例提供的太阳能电池中第二掺杂多晶硅层的一种结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的太阳能电池中第二掺杂多晶硅层的截面电镜图；

图8为图7中F2处第二凸起结构的局部放大图；

图9为图1沿A1-A2剖面的第二种剖面结构示意图；

图10为本申请另一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；

图11为图10沿B1-B2剖面的第一种剖面结构示意图；

图12为本申请又一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图；

图13为图12沿M1-M2剖面的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，目前的太阳能电池的光电转换效率欠佳。

本申请实施例提供的太阳能电池中，第一掺杂多晶硅层位于正面或者背面，第二掺杂多晶硅层位于背面，则分别说明太阳能电池为IBC电池和TOPCon电池的两种类型。本申请实施例限定包含第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层的厚度小于包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层的厚度，且由于N型掺杂多晶硅层是施主型，从而形成的第一掺杂多晶硅层层的晶硅颗粒较小，晶硅颗粒与晶硅颗粒之间的紧密度较大，从而所形成的膜层的厚度较小。反之，P型掺杂多晶硅层是受主型，P型掺杂多晶硅层与基底之间的兼容性较好，则P型掺杂多晶硅层的晶硅颗粒较大，所堆叠形成的包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层的厚度较大。

此外，第一掺杂多晶硅层位于正面或者背面，第一凸起结构的厚度大于第二凸起结构的厚度，当第一掺杂多晶硅层位于正面，可以提高第一掺杂多晶硅层的内反射以及第一掺杂多晶硅层与第一电极之间的接触性能。第二掺杂多晶硅层的第二凸起结构的厚度较低，则第二掺杂多晶硅层可以提高位于其上膜层的钝化性能。

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为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；图2为图1沿A1-A2剖面的第一种剖面结构示意图；图3为本申请一实施例提供的太阳能电池中第一掺杂多晶硅层的一种结构示意图；图4为本申请一实施例提供的太阳能电池中第一掺杂多晶硅层的截面电镜图；图5为图4中第一凸起结构的局部放大图；图6为本申请一实施例提供的太阳能电池中第二掺杂多晶硅层的一种结构示意图；图7为本申请一实施例提供的太阳能电池中第二掺杂多晶硅层的截面电镜图；图8为图7中第二凸起结构的局部放大图。

参考图1和图2，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，包括：基底100，基底100具有相对设置的正面11以及背面12；第一掺杂多晶硅层112，第一掺杂多晶硅层112内具有N型掺杂离子，第一掺杂多晶硅层112位于正面11；第一掺杂多晶硅层112的表面具有第一凸起结构1120（参考图3）；第二掺杂多晶硅层122，第二掺杂多晶硅层122内掺杂有P型掺杂离子，第二掺杂多晶硅层122位于背面12，且第一掺杂多晶硅层112与第二掺杂多晶硅层122相绝缘；第二掺杂多晶硅层122的表面具有第二凸起结构1220（参考图6），第一凸起结构1120的厚度大于第二凸起结构1220的厚度；包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的厚度小于或等于包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的厚度；第一电极114以及第二电极124，第一电极114与第一掺杂多晶硅层112电接触，第二电极124与第二掺杂多晶硅层122电接触。

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，例如可以是硅或者锗。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。

在一些实施例中，基底100可以为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）元素或铟（In）元素等Ⅲ族元素中的任意一者。

在一些实施例中，基底100具有相对设置的正面11以及背面12。太阳能电池为单面电池，正面可以作为受光面，用于接收入射光线，背面作为背光面。其中，背光面也是可以接收入射光线，只是接收入射光线的效率比受光面接收入射光线的效率弱一些。

在一些实施例中，太阳能电池还包括：第一介质层111，第一介质层111位于基底100与第一掺杂多晶硅层112之间。第一介质层111与第一掺杂多晶硅层112之间构成钝化接触结构，第一掺杂多晶硅层112能够在基底100表面形成能带弯曲，第一介质层111使基底100表面的能带出现非对称性偏移，使得对载流子中的多子（又称为多数载流子）的势垒低于对载流子中的少子（又称为少数载流子）的势垒，因此，多子可以较容易地通过第一介质层111进行量子隧穿，而少子则很难通过第一介质层111，以实现载流子的选择性传输。

此外，第一介质层111起到化学钝化的效果。具体地，由于基底100与第一介质层111的界面处存在界面态缺陷，使得基底100的正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，增大太阳能电池的填充因子、短路电流以及开路电压，以提高太阳能电池的光电转换效率。设置第一介质层111位于基底100的正面，使得第一介质层111对基底100的表面起到化学钝化的效果，具体为：通过饱和基底100的悬挂键，降低基底100的缺陷态密度，减少基底100的复合中心来降低载流子复合速率。

在一些实施例中，第一介质层111的厚度为0.5nm~5nm。第一介质层111的厚度范围为0.5nm~1.3nm、1.3nm~2.6nm、2.6nm~4.1nm或者4.1nm~5nm。第一介质层111在上述任意范围内，则第一介质层111的厚度较薄，多子可以较容易地通过第一介质层111进行量子隧穿，而少子则很难通过第一介质层111，以实现载流子的选择性传输。

在一些实施例中，第一掺杂多晶硅层112起到场钝化效果。具体地，在基底100的表面形成一个指向基底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降低，从而使太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子增大，提升太阳能电池的光电转换效率。

第一掺杂多晶硅层112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N型，第一掺杂多晶硅层112内掺杂N型掺杂元素。

在一些实施例中，第一掺杂多晶硅层112内掺杂有N型掺杂元素，N型掺杂元素促使第一掺杂多晶硅层112的晶粒统一且具有单一的晶体结构，且具有N型掺杂元素的第一掺杂多晶硅层112的颗粒尺寸较小，晶界的数量较多以及均匀。

参考图3，第一掺杂多晶硅层112具有多个第一凸起结构1120，第一凸起结构1120可以指的是金字塔结构或者任意形状的凸起结构，第一凸起结构1120也是第一掺杂多晶硅层112的一部分，第一凸起结构1120指的是第一掺杂多晶硅层112的表面具有凹凸状的结构，凹凸状的形貌可以作为陷光结构，从而增加太阳能电池的入射光线，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

第一凸起结构1120可以是由多个构成第一掺杂多晶硅层112的晶粒团聚所形成的形貌。第一凸起结构1120可以在一定形式上表征第一掺杂多晶硅层112的形貌。其中，第一掺杂多晶硅层112包括多个第一硅晶粒，一个或者多个第一硅晶粒团聚形成第一凸起结构1120，多个第一硅晶粒的表面构成具有第一粗糙度的第一掺杂多晶硅层112表面。

值得说明的是，在形成第一掺杂多晶硅层的过程中，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，且这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。其中第一硅晶粒指的是构成多晶硅的晶面取向不同的晶粒。

在一些实施例中，第一凸起结构1120的截面形状包括抛物线、扇形、梯形或者近似梯形。

从图4的截面电镜图中，可以直观看出第一掺杂多晶硅层的截面形貌，第一掺杂多晶硅层由多个第一硅晶粒构成，多个第一硅晶粒的堆叠构建了第一掺杂多晶硅层112的凹凸不平的表面，进而第一掺杂多晶硅层112的表面具有第一粗糙度，且第一掺杂多晶硅层112的表面具有第一凸起结构1120。

在一些实施例中，第一硅晶粒的晶粒度的范围包括10nm~300nm。第一硅晶粒的晶粒度可以为10nm~53nm、53nm~95.3nm、95.3nm~138.2nm、138.2nm~200.6nm、200.6nm~248nm或者248nm~300nm。第一硅晶粒的晶粒度在上述任意范围内，以使第一硅晶粒所构成的表面的粗糙度较大。第一硅晶粒的晶粒度在上述任意范围内，第一硅晶粒与第一硅晶粒之间的稳定性较好，第一掺杂多晶硅层112不容易发生晶态的变形。此外，第一硅晶粒的晶粒度在上述范围内，第一掺杂多晶硅层112对第一介质层111以及第一钝化层113的应力较小，从而可以改善第一掺杂多晶硅层112与第一介质层111以及第一掺杂多晶硅层112与第一钝化层之间的膜层性能。

参考图4，在一些实施例中，包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的表面的第一粗糙度范围为10nm~30nm。第一粗糙度可以为10nm~13.2nm、13.2nm~16nm、16nm~22nm、22nm~25nm或者25nm~30nm。

其中，“第一粗糙度和下文中的第二粗糙度”中的“粗糙度”指的是在一个取样长度（1um）中，设置一个平均水平线，取样长度内的波峰以及波谷相对于平均水平线的垂直方向偏差量的绝对值的算术平均值。粗糙度可以通过比较法、光切法、干涉法以及针描法测量。

在一些实施例中，参考图5，第一凸起结构1120的厚度h1范围小于或等于30nm。其中，第一凸起结构1120的厚度指的是构成第一凸起结构的金字塔结构或者任意凸起结构的高度的平均值。

在一些实施例中，参考图5，第一凸起结构的一维尺寸d1范围为0um~500um。第一凸起结构的一维尺寸d1范围为0um~80um、80um~200um、200um~372um、372um~430um或者430um~500um。其中，第一凸起结构1120的一维尺寸指的是构成第一凸起结构的金字塔结构或者任意凸起结构的一维尺寸的平均值。

在一些实施例中，包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的厚度范围为50nm~300nm。包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的厚度范围为50nm~80nm、80nm~120nm、120nm~200nm、200nm~230nm、230nm~260nm或者260nm~300nm。

在一些实施例中，第一凸起结构的密度范围为50%~98%。第一凸起结构1120的密度可以指单位长度（1um）内包含第一凸起结构的面积与未含有第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层的面积的比值。

继续参考图2，太阳能电池还包括：第二介质层121，第二介质层121位于基底100与第二掺杂多晶硅层122之间。第二介质层121与第二掺杂多晶硅层122之间构成钝化接触结构，第二介质层121的设置可以参考第一介质层111的设置，在这里不在详细赘述。

在一些实施例中，第二掺杂多晶硅层122的厚度以及第二掺杂多晶硅层122与基底100之间形成钝化接触结构的机理可参考第一掺杂多晶硅层112的厚度以及第一掺杂多晶硅层112与基底100之间形成钝化接触结构的机理，在这里不再次赘述。

在一些实施例中，第二掺杂多晶硅层122内掺杂有P型掺杂元素，P型掺杂元素与第二介质层121之间的兼容性较好，以P型掺杂元素为B元素为例，B元素可以与硅元素以及氧元素之间形成B-O键以及B-Si键，以使第二掺杂多晶硅层122与第二介质层121之间以及第二掺杂多晶硅层122与第二钝化层123之间的接触性能较好，从而所形成的第二掺杂多晶硅层122的表面较为平整。

参考图6，第二掺杂多晶硅层122具有多个第二凸起结构1220，第二凸起结构1220可以指的是金字塔结构或者任意形状的凸起结构，第二凸起结构1220也是第二掺杂多晶硅层122的一部分，第二凸起结构1220指的是第二掺杂多晶硅层122的表面具有凹凸状的结构，凹凸状的形貌可以作为陷光结构，从而增加太阳能电池的入射光线，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

第二凸起结构1220可以是由多个构成第二掺杂多晶硅层122的晶粒团聚所形成的形貌。第二凸起结构1220可以在一定形式上表征第二掺杂多晶硅层122的形貌。其中，第二掺杂多晶硅层122包括多个第二硅晶粒，一个或者多个第二硅晶粒团聚形成第二凸起结构1220，多个第二硅晶粒的表面构成具有第二粗糙度的第二掺杂多晶硅层122表面。

值得说明的是，在形成第二掺杂多晶硅层122的过程中，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，且这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。其中第二硅晶粒指的是构成多晶硅的晶面取向不同的晶粒。

从图7的截面电镜图中，可以直观看出第二掺杂多晶硅层122的截面形貌，第二掺杂多晶硅层122由多个第二硅晶粒构成，多个第二硅晶粒的堆叠构建了第二掺杂多晶硅层122的凹凸不平的表面，进而第二掺杂多晶硅层122的表面具有第二粗糙度，且第二掺杂多晶硅层122的表面具有第二凸起结构1220。

在一些实施例中，第二掺杂多晶硅层122包括多个第二硅晶粒，多个第二硅晶粒的表面构成具有第二粗糙度的第二掺杂多晶硅层122表面；第一硅晶粒的晶粒度小于第二硅晶粒的晶粒度。

在一些实施例中，第二硅晶粒的晶粒度的范围包括100nm~900nm。第二硅晶粒的晶粒度可以为100nm~250nm、250nm~360nm、360nm~490nm、490nm~5840nm、584nm~610nm、610nm~790nm或者790nm~900nm。第二硅晶粒的晶粒度在上述任意范围内，第二硅晶粒与第二硅晶粒之间的晶界较小，载流子可以较为容易的通过第二掺杂多晶硅层122，从而提高载流子的迁移速率，有利于提升电池效率。

其中，晶粒大小的尺度称为晶粒度。常用的表示方法有单位体积的晶粒数目（ZV），单位面积内的晶粒数目（ZS）或晶粒的平均线长度（或直径）。晶粒的平均线长度指的是晶粒的延展方向的延展面的线长度。本申请实施例中的晶粒度可以为晶粒的平均线长度。

在一些实施例中，包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的表面的第一粗糙度大于包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的表面的第二粗糙度。如此，基于第一掺杂多晶硅层112与第二掺杂多晶硅层122的形貌的不同，对于具有更高粗糙度的第一掺杂多晶硅层112而言，第一掺杂多晶硅层112的表面可以提高入射光线的内反射，减少太阳能电池的光学损失；第一掺杂多晶硅层112还可以提高第一电极与第一掺杂多晶硅层112之间的接触面积，进而改善第一掺杂多晶硅层112的接触性能以及焊接拉力；对于具有较低粗糙度的第二掺杂多晶硅层122而言，第二掺杂多晶硅层122的表面均为光滑，沉积在其上的第二钝化层的均匀度较好，且第二钝化层的钝化性能较好，以改善太阳能电池的复合缺陷问题。

在一些实施例中，包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的表面的第二粗糙度范围为0nm~20nm。第二粗糙度范围为0nm~5nm、5nm~7.5nm、7.5nm~11nm、11nm~15nm或者15nm~20nm。

在一些实施例中，第二凸起结构1220的厚度h2范围小于或等于20nm。

在一些实施例中，第二凸起结构1220的一维尺寸d2范围为0um~300um。第二凸起结构1220的一维尺寸d2范围为0um~80um、80um~120um、120um~180um、180um~250um或者250um~300um。

在一些实施例中，包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的厚度范围为100nm~400nm。包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的厚度范围为100nm~150nm、150nm~230nm、230nm~280nm、280nm~330nm或者330nm~400nm。

在一些实施例中，第二凸起结构1220的截面形状包括抛物线、扇形、梯形或者近似梯形。

在一些实施例中，包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的厚度小于或等于包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的厚度。如此，第一掺杂多晶硅层112的厚度较小，则基底内的掺杂元素较为容易扩散至第一掺杂多晶硅层112，进而被第一电极所收集；位于背面的第二掺杂多晶硅层122的厚度较大，可以减小由于第二掺杂多晶硅层122过薄而导致第二电极烧穿第二掺杂多晶硅层122进而使P型掺杂元素扩散至基底中的风险，从而可以避免第二掺杂多晶硅层122的P型掺杂元素堆积在基底界面处而形成“死层”的问题，提高载流子的传输效率，减小载流子复合中心的产生。

此外，第一掺杂多晶硅层112位于正面，第一掺杂多晶硅层112的厚度较薄，则第一掺杂多晶硅层112可以减少对入射光线的寄生吸收，降低太阳能电池的光学损失。

在一些实施例中，第一掺杂多晶硅层112的掺杂类型与基底的掺杂类型相同，第二掺杂多晶硅层122的掺杂类型与基底的掺杂类型不同，即基底掺杂N型掺杂元素，则太阳能电池为背结太阳能电池，“结”指的是“PN结”。其中，第一掺杂多晶硅层112位于基底的正面，第一掺杂多晶硅层112与第一介质层可以对基底形成良好的钝化，降低光生载流子在正面的复合，以使光生载流子可以跃迁至背面分离成多子和少子进而被第一电极与第二电极所收集。而且，第一掺杂多晶硅层112的厚度较薄，可以进一步减少由于第一掺杂多晶硅层112自身吸收所带来的光学损失。

此外，位于正面的第一掺杂多晶硅层112的第一凸起结构1120的厚度较大，则第一凸起结构1120所形成的陷光结构可以增加入射光线的内反射，以提高太阳能电池的内反射率。

在一些实施例中，基底内掺杂N型掺杂元素，N型电池与P型电池相比具有转换率高、温度系数低、双面率高以及载流子寿命高等优点。

在一些实施例中，第一掺杂多晶硅层112的掺杂类型与基底的掺杂类型相反，第二掺杂多晶硅层122的掺杂类型与基底的掺杂类型相同，即基底掺杂P型掺杂元素，则太阳能电池为正结太阳能电池，对于正结太阳能电池而言，基底所收集的太阳光较多，且太阳光在基底的正面就可以分离成多子和少子，从而可以避免由于迁移一个基底的厚度所带来的损耗。对于位于正面的第一掺杂多晶硅层112而言，第一掺杂多晶硅层112在保证对基底的钝化性能的前提下，第一掺杂多晶硅层112具有第一凸起结构1120从而提高入射光线的内反射。对于位于背面的第二掺杂多晶硅层122而言，第二掺杂多晶硅层122与基底之间形成高低结的内建电场，促使载流子可以从基底跃迁至第二掺杂多晶硅层122，进而被第二电极所收集。

在一些实施例中，太阳能电池还包括：第一钝化层113，第一钝化层113覆盖第一掺杂多晶硅层112的表面。

在一些实施例中，第一钝化层113可以为单层结构或叠层结构，第一钝化层113的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。

在一些实施例中，太阳能电池还包括：第二钝化层123，第二钝化层123覆盖第二掺杂多晶硅层122的表面。第二钝化层123可以为单层结构或叠层结构，第二钝化层123的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。

在一些实施例中，第一电极114与第二电极124之间沿第一方向X的间距范围包括0.5mm~2mm。第一电极114与第二电极124之间沿第一方向X的间距范围为0.5mm~0.8mm、0.8mm~1.15mm、1.15mm~1.28mm、1.28mm~1.46mm、1.46mm~1.68mm、1.68mm~1.84mm或者1.84mm~2mm。

在一些实施例中，第一电极114沿第一方向X的宽度或者第二电极124沿第一方向X的范围包括5um~50um。第一电极114沿第一方向X的宽度或者第二电极124沿第一方向X的范围包括5um~9um、9um~14um、14um~23um、23um~34um、34um~42um、42um~45um、45um~48um或者48um~50um。

在一些实施例中，第一电极114可以由烧穿型浆料烧结而成。形成第一电极114的方法包括：采用丝网印刷工艺在部分第一钝化层113表面印刷金属浆料。金属浆料可以包括银、铝、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者。然后，对金属浆料进行烧结工艺，金属浆料中具有玻璃粉等高腐蚀性成分的材料，如此，在烧结过程中，腐蚀性成分将会对第一钝化层113进行腐蚀，从而使得金属浆料在第一钝化层113中渗透从而与第一掺杂多晶硅层112电接触。

在一些实施例中，第二电极124可以由烧穿型浆料烧结而成。形成第二电极124的方法包括：采用丝网印刷工艺在部分第二钝化层123表面印刷金属浆料。金属浆料可以包括银、铝、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者。然后，对金属浆料进行烧结工艺，金属浆料中具有玻璃粉等高腐蚀性成分的材料，如此，在烧结过程中，腐蚀性成分将会对第二钝化层123进行腐蚀，从而使得金属浆料在第二钝化层123中渗透从而与第二掺杂多晶硅层122电接触。

在一些实施例中，参考图2，太阳能电池的正面还包括绒面结构13，绒面结构13包括多个金字塔结构101，绒面结构13作为陷光结构，绒面结构的斜面可以增加入射光的内反射，从而提高基底对入射光线的吸收利用率，进而提高太阳能电池的电池效率。

在一些实施例中，参考图9，图9为图1沿A1-A2剖面的第二种剖面结构示意图，基底的正面包括金属区1以及非金属区2，第一掺杂多晶硅层112以及第一介质层111位于金属区1。

在一些实施例中，金属区1指的是第一电极114在基底100上的正投影所在的区域，非金属区2指的是第一电极114在基底100上的正投影以外的区域。其中，为了保证第一电极114所接触到的膜层具有较大的掺杂浓度或者第一电极114所接触的区域均为第一掺杂多晶硅层112，一般设置金属区1的面积大于第一电极114的面积。

通过将第一掺杂多晶硅层112位于基底100的金属区1，从而减少了非金属区2的第一掺杂多晶硅层的寄生吸收以提高太阳能电池的光电转换效率。

上述实施例所提供的太阳能电池通过设置第一掺杂多晶硅层112的表面具有与第一凸起结构1120，包含第一凸起结构1120的第一掺杂多晶硅层112的厚度小于包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的厚度，且由于N型掺杂多晶硅层是施主型，从而形成的第一掺杂多晶硅层层112的晶硅颗粒较小，晶硅颗粒与晶硅颗粒之间的紧密度较大，从而所形成的膜层的厚度较小。反之，P型掺杂多晶硅层是受主型，P型掺杂多晶硅层与基底之间的兼容性较好，则P型掺杂多晶硅层的晶硅颗粒较大，所堆叠形成的包含第二凸起结构1220的第二掺杂多晶硅层122的厚度较大。

此外，第一凸起结构1120的厚度大于第二凸起结构1220的厚度，可以提高第一掺杂多晶硅层112的内反射以及第一掺杂多晶硅层112与第一电极114之间的接触性能。第二掺杂多晶硅层122的第二凸起结构1220的高度较低，则第二掺杂多晶硅层122可以提高位于其上膜层的钝化性能。

相应地，本申请实施例还提供一种太阳能电池，与上一实施例不同的点在于：上一实施例中，第一掺杂多晶硅层位于正面，且第一钝化层覆盖第一掺杂多晶硅层表面；本申请实施例提供的太阳能电池中，第一掺杂多晶硅层位于背面，且第一掺杂多晶硅层与第二掺杂多晶硅层交替排布，第二钝化层覆盖第一掺杂多晶硅层与第二掺杂多晶硅层的表面。与上述实施例相同或相应的技术特征，在这里不再详细赘述。

图10为本申请另一实施例提供的太阳能电池的一种结构示意图；图11为图10沿B1-B2剖面的第一种剖面结构示意图。

参考图10以及图11，太阳能电池包括：基底200，基底200具有相对设置的正面21以及背面22；第一掺杂多晶硅层212，第一掺杂多晶硅层212内具有N型掺杂离子，第一掺杂多晶硅层212位于背面22；第一掺杂多晶硅层212的表面具有第一凸起结构；第二掺杂多晶硅层222，第二掺杂多晶硅层222内掺杂有P型掺杂离子，第二掺杂多晶硅层222位于背面22，且第一掺杂多晶硅层212与第二掺杂多晶硅层222相绝缘；第二掺杂多晶硅层222的表面具有第二凸起结构，第一凸起结构的厚度大于第二凸起结构的厚度；包含第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层212的厚度小于或等于包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层222的厚度；第一电极214以及第二电极224，第一电极214与第一掺杂多晶硅层212电接触，第二电极224与第二掺杂多晶硅层222电接触。

在一些实施例中，背面22包括N区以及P区，第一掺杂多晶硅层212位于N区，第二掺杂多晶硅层222位于P区。

在一些实施例中，基底200的正面21具有绒面结构23，绒面结构23包括多个金字塔结构201，绒面结构23可以包括规整形状的金字塔绒面结构以及不规则形状的黑硅。

在一些实施例中，基底的正面21具有一层前表面场（front surface field,FSF），其掺杂离子的导电类型与基底的掺杂离子的导电类型相同，利用场钝化效应降低表面少子浓度，从而降低表面复合速率，同时还可以降低串联电阻，提升电子传输能力。

在一些实施例中，基底的背面22为抛光面，抛光面指的是经过抛光溶液或者激光刻蚀去除表面的绒面结构，形成的平整面。抛光后背面平整度增加，对长波光的反射增加，促进了投射光的二次吸收，从而提升短路电流，同时由于背面比表面积减小，降低了背面复合，且能够提升背面钝化效果。

在一些实施例中，P区与N区之间具有间隔区gap，第二钝化层位于间隔区gap。

在一些实施例中，P区与N区之间形成沟槽，以实现不同导电类型区域之间的自动隔离，可以消除IBC电池背面重掺杂的P区和N区形成隧道结产生漏电而影响电池效率。

参考图11，太阳能电池还包括：第一介质层211，第一介质层211位于基底200与第一掺杂多晶硅层212之间；第二介质层221，第二介质层221位于基底200与第二掺杂多晶硅层222。

在一些实施例中，包含第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层212的表面的第一粗糙度范围为10nm~30nm。

在一些实施例中，第一凸起结构的厚度范围小于等于30nm。第一凸起结构的一维尺寸范围为0um~500um。

在一些实施例中，包含第一凸起结构的第一掺杂多晶硅层212的厚度范围为50nm~300nm。

在一些实施例中，第一凸起结构的密度范围为50%~98%。

在一些实施例中，包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层222的表面的第二粗糙度范围为0nm~20nm。

在一些实施例中，第二凸起结构的厚度范围小于等于20nm。

在一些实施例中，第二凸起结构的一维尺寸范围为0um~300um。

在一些实施例中，包含第二凸起结构的第二掺杂多晶硅层222的厚度范围为100nm~400nm。

在一些实施例中，太阳能电池还包括：第一钝化层213，第一钝化层213覆盖正面21；第二钝化层223，第二钝化层223覆盖第一掺杂多晶硅层212、第二掺杂多晶硅层222以及间隔区gap。

在一些实施例中，第一电极214位于N区，第二电极224位于P区。

图12为本申请又一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图；图13为图12沿M1-M2剖面的剖面结构示意图。

相应地，根据本申请一些实施例，本申请又一些实施例提供一种光伏组件，可以包括上述实施例的太阳能电池，与上述实施例相同的部分在这里不再详细赘述。

参考图12，光伏组件包括：电池串，由多个如上述实施例任一项的太阳能电池30或者如上述实施例任一项制备方法所制备的太阳能电池通过连接部件309连接而成；封装胶膜37，用于覆盖电池串的表面；盖板38，用于覆盖封装胶膜37背离电池串的表面。

具体地，在一些实施例中，多个电池串之间可以通过连接部件309电连接，连接部件309与电池片上的主栅之间焊接。主栅包括与第一电极214电连接的第一主栅231以及与第二电极224电连接的第二主栅232。

在一些实施例中，电池片之间并未设置间隔，即电池片之间相互交叠。

在一些实施例中，连接部件与电池片上的副栅之间焊接，副栅包括第一电极214以及第二电极224。

在一些实施例中，封装胶膜37包括第一封装层以及第二封装层，第一封装层覆盖太阳能电池的正面或者背面的其中一者，第二封装层覆盖太阳能电池的正面或者背面的另一者，具体地，第一封装层或第二封装层的至少一者可以为聚乙烯醇缩丁醛（PolyvinylButyral，简称PVB）胶膜、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）胶膜等有机封装胶膜。

值得说明的是，第一封装层以及第二封装层在经过层压处理前还有分界线，在层压处理之后形成光伏组件并不会再有第一封装层以及第二封装层的概念，即第一封装层与第二封装层已经形成整体的封装胶膜37。

在一些实施例中，盖板38可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地，盖板38朝向封装胶膜37的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。盖板38包括第一盖板以及第二盖板，第一盖板与第一封装层相对，第二盖板与第二封装层相对；或者第一盖板与太阳能电池的一侧相对，第二盖板与太阳能电池的另一侧相对。

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。

Claims (13)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

基底，所述基底具有相对设置的正面以及背面；

第一掺杂多晶硅层，所述第一掺杂多晶硅层内具有N型掺杂离子，所述第一掺杂多晶硅层位于所述正面或者所述背面；所述第一掺杂多晶硅层的表面具有第一凸起结构；

第二掺杂多晶硅层，所述第二掺杂多晶硅层内掺杂有P型掺杂离子，所述第二掺杂多晶硅层位于所述背面，且所述第一掺杂多晶硅层与所述第二掺杂多晶硅层相绝缘；所述第二掺杂多晶硅层的表面具有第二凸起结构，所述第一凸起结构的厚度大于所述第二凸起结构的厚度；包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的厚度小于或等于包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的厚度；所述第一掺杂多晶硅层包括多个第一硅晶粒，所述第二掺杂多晶硅层包括多个第二硅晶粒，所述第一硅晶粒的晶粒度小于所述第二硅晶粒的晶粒度；所述第一凸起结构由多个构成所述第一掺杂多晶硅层的第一硅晶粒团聚而成；所述第二凸起结构由多个构成所述第二掺杂多晶硅层的第二硅晶粒团聚而成；

第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第一掺杂多晶硅层电接触，所述第二电极与所述第二掺杂多晶硅层电接触。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的表面的粗糙度大于包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的表面的粗糙度。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的表面的粗糙度范围为10nm~30nm。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的表面的粗糙度范围为0nm~20nm。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一凸起结构的厚度范围小于等于30nm。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二凸起结构的厚度范围小于等于20nm。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一凸起结构的一维尺寸范围为0um~500um。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二凸起结构的一维尺寸范围为0um~300um。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，包含所述第二凸起结构的所述第二掺杂多晶硅层的厚度范围为100nm~400nm。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，包含所述第一凸起结构的所述第一掺杂多晶硅层的厚度范围为50nm~300nm。

11.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面包括N区以及P区，所述第一掺杂多晶硅层位于N区，所述第二掺杂多晶硅层位于P区。

12.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一凸起结构或所述第二凸起结构的至少一者的截面形状包括抛物线、扇形或者梯形。

13.一种光伏组件，其特征在于，包括：

电池串，由多个如权利要求1至12中任一项所述的太阳能电池连接而成；

封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；

盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。