CN119050169A - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统,其太阳能电池包括:衬底,衬底包括相对设置的受光面和背光面;隧穿介质层,位于背光面的第一区域;第一掺杂层,位于隧穿介质层远离衬底的一侧;隔离结构,位于隧穿介质层远离衬底的一侧;第一钝化层,位于背光面的第二区域,且隔离结构位于第一钝化层与隔离结构之间;第二掺杂层,位于第一钝化层远离衬底的一侧;透明导电层,分别位于第一掺杂层、第二掺杂层远离衬底的一侧,且透明导电层上设有隔离槽,隔离槽的槽底外露隔离结构;第一栅线和第二栅线,两者绝缘设置,且分别与透明导电层接触设置,可以在简化太阳能电池的结构的同时提升太阳能电池的性能。
Description
技术领域
本申请涉及光伏技术领域,特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统。
背景技术
当前,太阳能电池这一新能源技术正迎来前所未有的发展态势。其中,晶体硅太阳能电池一直主导着光伏行业90%以上的市场占有率。在如此庞大的体量和广阔的市场前景下,晶硅太阳能电池也在不断发展。
然而,现有太阳能电池的性能还有待进一步提高。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种可在简化太阳能电池的结构的同时还可以提升性能的太阳能电池。
第一方面,本申请提供一种太阳能电池,包括:
衬底,所述衬底包括相对设置的受光面和背光面;
隧穿介质层,位于所述背光面的第一区域;
第一掺杂层,位于所述隧穿介质层远离所述衬底的一侧;
隔离结构,位于所述隧穿介质层远离所述衬底的一侧;
第一钝化层,位于所述背光面的第二区域,且所述隔离结构位于所述第一钝化层与所述隔离结构之间;
第二掺杂层,位于所述第一钝化层远离所述衬底的一侧;
透明导电层,分别位于所述第一掺杂层、所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧,且所述透明导电层上设有隔离槽,所述隔离槽的槽底外露所述隔离结构;
第一栅线,位于所述第一区域的所述透明导电层远离所述第一掺杂层的一侧;
第二栅线,位于所述第二区域的所述透明导电层远离所述第二掺杂层的一侧。
在其中一个实施例中,部分所述第一钝化层覆盖所述隔离结构远离所述第一掺杂层一侧的侧壁。
在其中一个实施例中,覆盖所述隔离结构侧壁的部分所述第一钝化层在所述太阳能电池的厚度方向上的尺寸大于所述隔离结构在所述厚度方向上的尺寸。
在其中一个实施例中,所述隔离结构的材料包括本征多晶硅。
在其中一个实施例中,所述第一栅线、所述第二栅线的材料分别包括低温金属浆料。
在其中一个实施例中,所述第一掺杂层为磷掺杂多晶硅层;所述第二掺杂层包括硼掺杂氢化微晶、硼掺杂多晶硅层、硼掺杂氧化硅、硼掺杂碳氧化硅。
在其中一个实施例中,所述太阳能电池还包括:
第二钝化层,位于所述衬底的受光面;
减反射层,位于所述第二钝化层远离所述衬底的一侧。
第一方面,本申请提供一种太阳能电池的制备方法,包括:
提供衬底;其中,所述衬底包括相背设置的受光面和背光面;
于所述衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层;其中,所述隔离结构和所述第一掺杂层分别形成于所述隧穿介质层远离所述衬底的一侧;
于所述衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层;其中,所述第二掺杂层位于所述第一钝化层远离所述衬底的一侧,所述隔离结构位于所述第一钝化层与所述隔离结构之间;
于所述第一掺杂层、所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧形成透明导电层;其中,所述透明导电层内形成有隔离槽,所述隔离槽的槽底外露所述隔离结构;
形成第一栅线和第二栅线,其中,所述第一栅线与位于第一区域的所述透明导电层接触设置,所述第二栅线与位于所述第二区域的所述透明导电层接触设置。
在其中一个实施例中,所述于所述衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层,包括:
于所述衬底的背光面形成隧穿材料层;
于所述隧穿材料层远离所述衬底一侧形成本征多晶硅材料层;
对位于所述第一区域的所述本征多晶硅材料层进行掺杂以及对所得结构进行退火形成位于第一区域的第一掺杂层和位于第二区域的隔离层;
去除部分所述隔离层、部分所述隧穿材料层以对应形成所述隔离结构和所述隧穿介质层。
在其中一个实施例中,所述去除部分所述隔离层、部分所述隧穿材料层以对应形成所述隔离结构和所述隧穿介质层,包括:
于所述第一掺杂层和所述隔离层远离所述隧穿介质层的一侧形成阻挡牺牲层;
对位于所述第一区域的阻挡牺牲层、所述隔离层、所述隧穿材料层进行开口;所述开口外露所述衬底的背光面;
去除剩余的所述阻挡牺牲层,形成所述隔离结构和所述隧穿介质层。
在其中一个实施例中,所述于所述衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层,包括:
于所述背光面的第二区域、所述隔离结构的第一侧面,以及所述隔离结构和所述第一掺杂层远离所述衬底一侧形成钝化材料层;
于所述钝化材料层远离所述衬底一侧形成掺杂材料层;
去除位于第二区域的所述钝化材料层和所述掺杂材料层形成所述第一钝化层和所述第二掺杂层。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:
于所述衬底的受光面形成第二钝化层;
于所述第二钝化层远离所述衬底一侧形成减反射层。
第三方面,本申请提供一种光伏组件,包括至少一个电池串,所述电池串包括至少两个前述的太阳能电池,或,所述电池串包括至少两个前述太阳能电池的制作方法制备而成的太阳能电池。
第四方面,本申请提供一种光伏系统,包括前述的光伏组件。
上述太阳能电池、太阳能电池的制备方法、光伏组件和光伏系统,其包括衬底、隧穿介质层、第一掺杂层、隔离结构、第一钝化层和第二掺杂层、透明导电层、第一栅线和第二栅线,其中,第一栅线以及第二栅线均排列在太阳能电池的背光侧,直接与透明导电层接触设置,用于接收光线的电池受光面完全没有栅线遮挡,从而使得入射到电池的光线被充分吸收,提升了电池的光线利用率。第一栅线以及第二栅线可直接与透明导电层接触,提高第一栅线和第二栅线与透明导电层的导电性,以及可以简化太阳能电池结构、降低成本。
此外,在太阳能电池背面,可以通过位于衬底背光面第一区域的隧穿介质层和第二区域的第一钝化层对衬底表面的悬挂键进行化学钝化,大大减小了衬底表面的界面复合。并且,隔离结构与第一掺杂层均位于隧穿介质层背离衬底的一侧,且隔离结构位于第一掺杂层和第二掺杂层之间,可以实现第一掺杂层与第二掺杂层之间的电性隔离,进而防止漏电的情况发生,隔离结构还实现对第一掺杂层的界面钝化,可进一步衬底背光面相应位置处的载流子复合速率。此外,在第一区域和第二区域仅设置一层掺杂层,例如,第一区域的第一掺杂层和第二区域的第二掺杂层,其减小了TOPCon高温制备工艺产生的同心圆效应,可以进一步提高太阳能电池的性能。
附图说明
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,下面将对实施例或传统技术描述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为本申请一实施例中的太阳能电池的截面结构示意图;
图2为本申请另一实施例中的太阳能电池的截面结构示意图;
图3为本申请一实施例中的太阳能电池的制备方法的流程图;
图4为本申请一实施例中于衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层后所得结构的截面图;
图5为本申请一实施例中于衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层后所得结构的截面图;
图6为本申请一实施例中于第一掺杂层、第二掺杂层远离衬底的一侧形成透明导电层后所得结构的截面图;
图7为本申请一实施例中于衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层的流程图;
图8为本申请一实施例中于隧穿材料层远离衬底一侧形成本征多晶硅材料层后所得结构的截面图;
图9为本申请一实施例中对位于第一区域的本征多晶硅材料层进行掺杂以及对所得结构进行退火形成位于第一区域的第一掺杂层和位于第二区域的隔离层后所得结构的截面图;
图10为本申请一实施例中去除部分隔离层、部分隧穿材料层以对应形成隔离结构和隧穿介质层的流程图;
图11为本申请一实施例中的太阳能电池的制备方法的流程图;
图12为本申请一实施例中对位于第一区域的阻挡牺牲层、隔离层、隧穿材料层进行开口后所得结构的截面图;
图13为本申请一实施例中基于阻挡牺牲层对衬底受光面的第二区域进行制绒所得结构的截面图;
图14为本申请一实施例中于衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层的流程图;
图15为本申请一实施例中于钝化材料层远离衬底一侧形成第二掺杂材料层后所得结构的截面图;
图16为本申请一实施例中于衬底的受光面形成第二钝化层,于第二钝化层远离衬底一侧形成减反射层后所得结构的截面图;
图17为本申请一实施例中的光伏组件的结构示意图。
附图标记说明:
100-太阳能电池;110-衬底;120-隧穿介质层;121-隧穿材料层;131-本征多晶硅材料层;130-第一掺杂层;140-隔离结构;141-隔离层;102-阻挡牺牲层;150-第一钝化层;160-第二掺杂层;170-透明导电层;181-第一栅线;182-第二栅线;191-第二钝化层;192-减反射层;200-光伏组件;210-电池串。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
下面结合附图说明本申请实施例的太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。
图1为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图之一。参考图1,本申请实施例提供一种太阳能电池。在本申请一实施例中,太阳能电池可包括衬底110、隧穿介质层120、第一掺杂层130、隔离结构140、第一钝化层150和第二掺杂层160、透明导电层170、第一栅线181和第二栅线182。
衬底110,包括相对设置的受光面和背光面;其中,背光面具有在第一方向D1上相邻的第一区域和第二区域。可以理解的是,衬底110具有在第二方向D2(即太阳能电池的厚度方向)上相对的背光面和受光面。受光面可以理解为是太阳能电池面向太阳光的表面,背光面可以理解为太阳能电池面背向太阳光的表面。在本申请实施例中,第一区域和第二区域可以齐平设置,也可以不齐平设置,可以理解, 第一区域所在衬底110与第二区域所在衬底110之间具有一台阶。其中,第一区域所在衬底110的厚度大于或等于第二区域所在衬底110的厚度。
衬底110用于接收入射光线并产生光生载流子。衬底110包括但不限于以硅或锗等为材料的掺杂半导体衬底,或者碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化铟、氧化锌或氧化镓等的掺杂化合物半导体衬底。示例性地,在本申请实施例中,衬底110的材料可选用掺杂单晶硅材料。进一步地,衬底110的掺杂元素类型可以为N型,N型元素例如可以为磷、砷或者锑中的任意一种元素;衬底110的掺杂元素类型也可以为P型,P型元素例如可以为硼元素和镓元素。示例性地,衬底110的掺杂元素类型为N型。在本申请实施中,衬底110的受光面和背光面也会基于电池膜层等特征的形貌而具有一定的形貌变化。例如,受光面可为绒面结构;而背光面的第一区域可以为平面结构,背光面的第二区域也可为绒面结构。
隧穿介质层120,位于背光面的第一区域。隧穿介质层120用于实现衬底110背光面的界面钝化,起到化学钝化的效果。具体地,通过饱和衬底110表面的悬挂键,降低衬底110的背光面的界面缺陷态密度,从而减少衬底110的背光面的复合中心来降低载流子复合速率,从而增加太阳能电池的开路电压,提升太阳能电池的光电转化效率。隧穿介质层120的材料可以为电介质材料,例如为氧化硅、非晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或者氧化钛中的至少一种。示例性地,电介质材料中可以含有与衬底110的掺杂元素类型相同的掺杂元素。
第一掺杂层130的材料可以为掺杂多晶硅,或者含有氧、碳、氮元素中的至少一种元素的掺杂多晶硅。可选地,第一掺杂层130的材料可包括重掺杂多晶硅。第一掺杂层130用于实现隧穿介质层120的界面钝化,起到场效应钝化的效果,可在界面处产生一个电场,以同级相斥效应阻止类似极性的载流子靠近从而大大减少光生载流子的复合。其中,第一掺杂层130的掺杂类型可以与衬底110的掺杂类型相同,或者相反。
隔离结构140,位于隧穿介质层120远离衬底110的一侧,且与第一钝化层150接触设置。可以理解的是,隔离结构140位于第一掺杂层130和第一钝化层150接触之间,可以实现第一掺杂层130与第二掺杂层160之间的电性隔离,进而防止漏电的情况发生,隔离结构140还实现对第一掺杂层130的界面钝化,可进一步衬底110背光面相应位置处的载流子复合速率。可选地,隔离结构140的厚度尺寸可与第一掺杂层130的厚度尺寸相同。可选地,隔离结构140的厚度尺寸可大于第一掺杂层130的厚度尺寸。需要说明是,厚度尺寸指的是在太阳能电池厚度方向上的尺寸。
第一钝化层150,位于背光面的第二区域。第一钝化层150的材料可以包括本征非晶硅、本征氢化非晶硅。可选地,第一钝化层150的材料掺杂有氧、碳和氮元素中的至少一种元素,例如,含有氧、碳和氮元素中的至少一种元素的本征非晶硅或本征氢化非晶硅。第一钝化层150对衬底110表面的悬挂键进行化学钝化,降低衬底110的背光面的界面缺陷态密度,从而减少衬底110的背光面的复合中心来降低载流子复合速率,从而增加太阳能电池的开路电压,提升太阳能电池的光电转化效率。
第二掺杂层160,位于第一钝化层150远离衬底110的一侧。第二掺杂层160的材料可包括掺杂非晶硅或微晶硅,或含有氧、碳、氮元素中的至少一种元素的掺杂非晶硅或微晶硅。其中,第二掺杂层160的导电类型与第一掺杂层130的导电类型相反。示例性地,第一掺杂层130的导电类型为P型和N型中一者,第二掺杂层160的导电类型为P型和N型中另一者。
透明导电层170,分别位于第一掺杂层130、第二掺杂层160远离衬底110的一侧。在本申请实施例中,透明导电层170分别由第一区域所在的空间延伸至第二区域所在的空间。透明导电层170的材料可以为氧化锌ZnO、氧化铟InO和氧化锡SnO中的一种或多种。透明导电材料中可掺杂有镓元素Ga、锡元素Sn、钼元素Mo、铈元素Ce、氟元素F、钨元素W和铝元素Al中的一种或多种。
第一栅线181,位于第一区域的透明导电层170远离第一掺杂层130的一侧。可以理解,第一栅线181朝向衬底110的投影位于第一区域。第二栅线182,位于第二区域的透明导电层170远离第二掺杂层160的一侧。可以理解,第二栅线182朝向衬底110的投影位于第二区域。示例性地,第一栅线181和第二栅线182的材料包括但不限于铝Al、钛Ti、镍Ni、钴Co、银Ag、铜Cu以及锡Sn中的一种或多种。在本申请实施例中,第一栅线181和第二栅线182可理解为金属栅线,对金属栅线的宽度厚度不做限定。在本实施例中,第一栅线181以及第二栅线182均排列在太阳能电池的背面,如此,用于接收光线的电池正面完全没有栅线遮挡,使得入射到电池的光线被充分吸收,提升了太阳能电池对光的利用率和短路电流。
此外,透明导电层170上设有隔离槽101,隔离槽101位于第一区域,隔离槽101的槽底外露隔离结构140。其隔离槽101设置在第一栅线181和第二栅线182之间,并贯穿至少贯穿至隔离结构140,以使第一栅线181与第二栅线182绝缘设置,可以有效防止两个第一栅线181与第二栅线182短路,进而保证电池性能。此外,隔离槽101还可以防止第一掺杂层130和第二掺杂层160之间的漏电情况的发生。
本实施例提供的太阳能电池,其包括衬底、隧穿介质层、第一掺杂层、隔离结构、第一钝化层和第二掺杂层、透明导电层、第一栅线和第二栅线,其中,第一栅线以及第二栅线均排列在太阳能电池的背光侧,用于接收光线的电池受光面完全没有栅线遮挡,从而使得入射到电池的光线被充分吸收,提升了电池的光线利用率。第一栅线以及第二栅线可直接与透明导电层接触,提高第一栅线和第二栅线与透明导电层的导电性,以及可以简化太阳能电池结构、降低成本。此外,在太阳能电池背面,可以通过位于衬底背光面第一区域的隧穿介质层和第二区域的第一钝化层对衬底表面的悬挂键进行化学钝化,大大减小了衬底表面的界面复合。并且,隔离结构与第一掺杂层均位于隧穿介质层背离衬底的一侧,且隔离结构位于第一掺杂层和第二掺杂层之间,可以实现第一掺杂层与第二掺杂层之间的电性隔离,进而防止漏电的情况发生,还隔离结构还实现对第一掺杂层的界面钝化,可进一步衬底背光面相应位置处的载流子复合速率。此外,在第一区域和第二区域仅设置一层掺杂层,例如,第一区域的第一掺杂层和第二区域的第二掺杂层,其减小了TOPCon高温制备工艺产生的同心圆效应,可以进一步提高太阳能电池的性能。
在一个示例性的实施例中,隔离结构140的材料包括本征多晶硅。采用本征多晶硅制备形成的隔离结构140,其具有绝缘性能,通过绝缘隔离效果良好的隔离结构140和隔离槽101将导电类型相反的第一掺杂层和第二掺杂层的部分电性隔离开,降低漏电风险。
在一个示例性的实施例中,隔离结构140与第一掺杂层130同层设置,部分第一钝化层150覆盖所述隔离结构140远离所述第一掺杂层130一侧的侧壁。其中,隔离结构140可包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁,其中,第一侧壁与部分第一钝化层150接触设置,第二侧壁与第一掺杂层130接触设置。在本申请实施例中,为了便于说明,将覆盖隔离结构140侧壁的部分第一钝化层称之为钝化结构。该钝化结构可覆盖隔离结构140的第一侧壁。
在本实施例中,通过将隔离结构与第一掺杂层同层设置,且隔离结构位于第一钝化层与第一掺杂层之间,且隔离结构可覆盖隔离结构的第一侧壁,使得第一钝化层将隔离结构的第一侧壁保护在内,可以增加对隔离结构的钝化效果,同时,第一钝化层与隔离结构设置在第一掺杂层和第二掺杂层之间,可以有效避免第二掺杂层的靠近第一掺杂层的边缘面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池的功率输出。
进一步地,覆盖所述隔离结构140侧壁的部分所述第一钝化层150在所述太阳能电池的厚度方向上的尺寸大于所述隔离结构140在所述厚度方向上的尺寸。可选地,钝化结构还可以同时覆盖隧穿介质层120靠近第二区域的侧壁。可选地,钝化结构在朝向透明导电层170的方向上,外凸出于隔离结构140,以进一步增加对隔离结构的钝化效果,还可以进一步可以有效避免第二掺杂层160与第一掺杂层130之间漏电情况的发生。
在一个示例性的实施例中,第一栅线181、第二栅线182的材料分别为低温金属浆料。示例性地,低温金属浆料包括但不限于低温固化银铜浆、低温银浆。
在本实施例中,通过采用低温金属浆料来形成第一栅线和第二栅线,可以避免金属化过程的高温过程,其可以采用较低的固化温度来形成第一栅线和第二栅线,简化了制程工艺流程,同时采用低温金属浆料形成的第一栅线和第二栅线导电性能更好。
在一个示例性的实施例中,以第一掺杂层130的导电类型为N型,第二掺杂层160的导电类型为P型为例进行说明。例如,第一掺杂层130的材料包括磷掺杂多晶硅,其可以为磷掺杂多晶硅层。第二掺杂层160的材料包括硼掺杂氢化微晶、硼掺杂多晶硅层、硼掺杂氧化硅、硼掺杂碳氧化硅中的一种。示例性地,第二掺杂层160可以为硼掺杂氢化微晶硅层。
在本实施中,第一掺杂层130和第二掺杂层160的导电类型相反,且第一掺杂层130和第二掺杂层160分别位于衬底110背光面的第一区域和第二区域,其相比相关技术中的TBC电池在背光面沉积磷掺杂多晶硅和硼掺杂多晶硅时容易由于高温制程的叠加形成同心圆效应,会影响钝化从而影响电池的性能,本申请实施例提供的太阳能电池(杂化太阳能电池),在第一区域和第二区域仅设置一层掺杂层,例如,第一区域的第一掺杂层130为磷掺杂多晶硅层,而无硼掺杂多晶硅层,其减小了TOPCon高温制备工艺产生的同心圆效应,可以进一步提高太阳能电池的性能。此外,相比相关技术中的HBC电池在背光面的第二区域形成磷掺杂氢化微晶硅层,而磷掺杂氢化微晶硅的结构容易受到激光带来的损伤,但是本申请实施例中的第二区域的第二掺杂层160为硼掺杂氢化微晶或硼掺杂多晶硅层,其可以避免受到激光带来的损伤。
如图2所示,在一个示例性的实施例中,太阳能电池还包括第二钝化层191和减反射层192。其中,第二钝化层191,位于衬底110的受光面。其中,第二钝化层191可以采用单层结构或者多层结构,第二钝化层191的材料可以为氧化铝、氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的至少一者。可选地,第二钝化层191的材料还可以为本征非晶硅,或含有氧、碳、氮元素中的至少一种元素的非晶硅。第二钝化层191在太阳能电池中起到表面钝化作用,可以对衬底110表面的悬挂键进行较好的化学钝化。减反射层192,位于第二钝化层191远离衬底110的一侧。减反射层192可以采用单层结构或多层结构。多层结构的减反射层192中,各层的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅等材料。减反射层192位于太阳能电池的受光面,在太阳能电池受光面到减反射效果。
图3为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图。本实施例提供一种太阳能电池的制作方法,该方法用于制作出以上任一实施例中的太阳能电池。太阳能电池的结构、功能、工作原理等已经在实施例一中进行过详细说明,此处不再赘述。本申请实施例还提供一种太阳能电池的制备方法。如图3所示,太阳能电池的制备方法包括步骤302-步骤310。
步骤302,提供衬底;其中,衬底包括相背设置的受光面和背光面。
如图4所示,衬底110可包括但不限于以硅或锗等为材料的掺杂半导体衬底、或者碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化铟、氧化锌或氧化镓等的掺杂化合物半导体衬底。示例性地,在本申请实施例中,衬底110的材料可选用掺杂单晶硅材料。进一步地,衬底110的掺杂元素类型可以为N型,N型元素例如可以为磷、砷或者锑中的任意一种元素;衬底110的掺杂元素类型也可以为P型,P型元素例如可以为硼元素和镓元素。在本申请实施例中,以衬底110为N型硅基片为例进行说明。提供N型硅基片后,可以对N型硅基片进行预清洗处理,以去除N型硅基片表面上的杂质。
可选地,本申请实施例提供的太阳能制备方法还可以对衬底110的部分表面进行制绒处理。示例性地,以对衬底110的受光面进行制绒处理为例进行说明。具体地,在清洗后的衬底110的背光面镀300-500nm的阻挡层。其中,阻挡层的材料包括但不限于氮化硅的材料。之后对背面镀阻挡层的衬底110再次进行清洗处理。接着,以阻挡层为掩膜,对衬底110的入光面进行制绒,在衬底110的入光面形成大小均匀的织构化的表面(例如,采用低浓度碱液对衬底110的入光面进行各向异性刻蚀,形成金字塔绒面)。此外,经过清洁液(例如,RCA-1和RCA-2),清洗织构化表面的有机物和金属离子,这样可以降低反射率,增加硅衬底110对太阳光的吸收。最后,圆滑处理金字塔绒面的表面,最后用氢氟酸去除表面氧化层和背面的阻挡层。
步骤304,于衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层。
请继续参考图4,衬底110背面包括临接的第一区域和第二区域。示例性地,可以采用等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)方式于衬底110背光面的第一区域形成隧穿介质层120。隧穿层用于实现衬底110背光面的界面钝化,起到化学钝化的效果。具体地,通过饱和衬底110背光面的悬挂键,降低衬底110背光面的界面缺陷态密度,从而减少衬底110背光面的复合中心来降低载流子复合速率。
在形成隧穿介质层120后,还可以采用沉积的方式于隧穿介质层120远离衬底110的一侧表面形成隔离结构140和第一掺杂层130。其中,隔离结构140和第一掺杂层130同层设置。隔离结构140和第一掺杂层130分别形成于隧穿介质层120远离衬底110的一侧。
可选地,其中,隔离结构140的材料可包括本征多晶硅(poly-Si)。通过采用本本征多晶硅形成隔离结构140,可以实现第一掺杂层与第二掺杂层之间的电性隔离,进而防止漏电的情况发生,还隔离结构还实现对第一掺杂层的界面钝化,可进一步衬底背光面相应位置处的载流子复合速率。隔离结构140还实现对第一掺杂层130的界面钝化,可进一步衬底110背光面相应位置处的载流子复合速率。
步骤306,于衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层。
如图5所示,其中,第一钝化层150与隔离结构140接触设置,第二掺杂层160位于第一钝化层150远离衬底110的一侧。
示例性地,可以采用等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemicalvapor deposition,PECVD)方式于衬底110背光面的第一区域形成第一钝化层150。第一钝化层150用于实现衬底110背光面的界面钝化,起到化学钝化的效果。在形成第一钝化层150后,还可以采用沉积的方式于第一钝化层150远离衬底110的一侧表面形成第二掺杂层160。其中,第一掺杂层130和第二掺杂层160分别位于衬底110背光面的第一区域和第二区域,且第一掺杂层130和第二掺杂层160的导电类型相反。第一掺杂层130的导电类型为P型和N型中一者,第二掺杂层160的导电类型为P型和N型中另一者。
步骤308,于第一掺杂层、第二掺杂层远离衬底的一侧形成透明导电层。
如图6所示,其中,透明导电层170的材料包括透明导电氧化物,例如,氧化锌ZnO、氧化铟InO和氧化锡SnO中的一种或多种。可选地,透明导电氧化物中还可以掺杂元素,例如,掺杂元素包括但不限于镓元素Ga、锡元素Sn、钼元素Mo、铈元素Ce、氟元素F、钨元素W、铝元素Al和锰掺杂氧化铟中的一种或多种。
在本申请实施例中,可以采用物理气相沉积或化学气相沉积或活性等离子体沉积(RPD)等方式于第一掺杂层130、第二掺杂层160远离衬底110的一侧沉积透明导电氧化物,以形成透明导电层170。请继续参考图6,在形成透明导电层170后,可于位于第一区域的透明导电层170内形成有隔离槽101,隔离槽101的槽底外露隔离结构140。
步骤310,形成第一栅线和第二栅线。
请继续参考图1,其中,第一栅线181,与位于第一区域的透明导电层170接触设置,其位于第一区域的透明导电层170远离第一掺杂层130的一侧。第二栅线182与位于第二区域的透明导电层170接触设置,其位于第二区域的透明导电层170远离第二掺杂层160的一侧。在本申请实施例中,可以在透明导电层170上采用包括但不限于铜电镀法、蒸镀法、丝网印刷法、钢板印刷法、激光转印法等方式,形成与透明导电层170的接触的第一栅线181和第二栅线182。
第一栅线181以及第二栅线182均排列在太阳能电池的背面。此时,用于接收光线的电池正面完全没有栅线遮挡,从而使得入射到电池的光线被充分吸收,提升了电池的光线利用率。此外,其隔离槽101设置在第一栅线181和第二栅线182之间,并贯穿至少贯穿至隔离结构140,以使第一栅线181与第二栅线182绝缘设置,可以有效防止两个第一栅线181与第二栅线182短路,进而保证电池性能。
本申请实施例提供的太阳能电池的制备方法,其制备出的太阳能电池的第一栅线以及第二栅线均排列在太阳能电池的背光侧,直接与透明导电层接触设置,用于接收光线的电池受光面完全没有栅线遮挡,从而使得入射到电池的光线被充分吸收,提升了电池的光线利用率。第一栅线以及第二栅线可直接与透明导电层接触,提高第一栅线和第二栅线与透明导电层的导电性,以及可以简化太阳能电池制备方法的工艺流程、成本低。此外,在太阳能电池背面,可以通过位于衬底背光面第一区域的隧穿介质层和第二区域的第一钝化层对衬底表面的悬挂键进行化学钝化,大大减小了衬底表面的界面复合。并且,隔离结构与第一掺杂层均位于隧穿介质层背离衬底的一侧,且隔离结构位于第一掺杂层和第二掺杂层之间,可以实现第一掺杂层与第二掺杂层之间的电性隔离,进而防止漏电的情况发生,还隔离结构还实现对第一掺杂层的界面钝化,可进一步衬底背光面相应位置处的载流子复合速率。此外,在第一区域和第二区域仅设置一层掺杂层,例如,第一区域的第一掺杂层和第二区域的第二掺杂层,其减小了TOPCon高温制备工艺产生的同心圆效应,可以进一步提高太阳能电池的性能。
可选地,可以采用低温导电浆料印刷的方式形成第一栅线181和第二栅线182。示例性地,低温金属浆料包括但不限于低温固化银铜浆、低温银浆。
在本实施例中,采用低温导电浆料形成第一栅线181和第二栅线182,相比相关技术中采用高温导电浆料来形成第一栅线181和第二栅线182,可以避免金属化过程的高温过程,其可以采用较低的固化温度来形成第一栅线和第二栅线,简化了制程工艺流程,同时采用低温金属浆料形成的第一栅线和第二栅线导电性能更好。
可选地,在本申请实施例中,以第一掺杂层130的导电类型为N型,第二掺杂层160的导电类型为P型为例进行说明。例如,第一掺杂层130可通过在衬底110背光面的第一区域沉积磷掺杂多晶硅形成。第二掺杂层160可通过在第一钝化层150远离衬底110一侧的表面沉积硼掺杂氢化微晶、硼掺杂多晶硅层、硼掺杂氧化硅、硼掺杂碳氧化硅中的一种形成。
在本实施中,第一掺杂层和第二掺杂层的导电类型相反,且第一掺杂层和第二掺杂层分别位于衬底背光面的第一区域和第二区域,其相比相关技术中的TBC电池在背光面沉积磷掺杂多晶硅和硼掺杂多晶硅时容易由于高温制程的叠加形成同心圆效应,会影响钝化从而影响电池的性能,本申请实施例提供的太阳能电池(杂化太阳能电池),在第一区域和第二区域仅设置一层掺杂层,例如,第一区域的第一掺杂层为磷掺杂多晶硅层,而无硼掺杂多晶硅层,其减小了TOPCon高温制备工艺产生的同心圆效应,可以进一步提高太阳能电池的性能。此外,相比相关技术中的HBC电池在背光面的第二区域形成磷掺杂氢化微晶硅层,而磷掺杂氢化微晶硅的结构容易受到激光带来的损伤,但是本申请实施例中的第二区域的第二掺杂层为硼掺杂氢化微晶或硼掺杂多晶硅层,其可以避免受到激光带来的损伤。
如图7所示,在一个示例性的实施例中,于衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层,包括步骤702-步骤706。
步骤702,于衬底的背光面形成隧穿材料层。
如图8所示,在本申请实施例中,可以在衬底110的背光面的整面沉积隧穿材料,以形成隧穿材料层121。其中,隧穿材料包括但不限于氧化硅、非晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或者氧化钛中的至少一种。其中,隧穿材料层121与隧穿介质层120的材料相同,其可以实现衬底110背光面的界面钝化,起到化学钝化的效果。具体地,通过饱和衬底110表面的悬挂键,降低衬底110的背光面的界面缺陷态密度,从而减少衬底110的背光面的复合中心来降低载流子复合速率,从而增加太阳能电池的开路电压,提升太阳能电池的光电转化效率。
步骤704,于隧穿材料层远离衬底一侧形成本征多晶硅材料层。
请继续参考图8,在形成隧穿材料层121之后,示例性地,可以采用沉积的方式,于隧穿材料层121远离衬底110一侧沉积本征非晶硅,以形成本征多晶硅材料层131。可选地,本征多晶硅材料层131的厚度大约可以为100nm-500nm。
步骤706,对位于第一区域的本征多晶硅材料层进行掺杂以及对所得结构进行退火形成位于第一区域的第一掺杂层和位于第二区域的隔离层。
如图9所示,示例性地,可以在本征多晶硅材料层131背离隧穿材料层121的一侧表面设置掩膜版,并基于该掩膜版在位于第一区域的本征多晶硅材料层131背离隧穿材料层121的一侧表面涂抹磷浆料或磷离子注入或激光磷离子掺杂,以对位于第一区域的本征多晶硅材料层131进行磷掺杂,进行磷掺杂后,对所得结构进行高温退火,以形成位于第一区域的第一掺杂层130和位于第二区域的隔离层141。示例性地,其中,进行高温退火处理时,退火温度可以为750℃-950℃,例如900℃。退火时间可以为25分-35分,例如可以为30分钟。需要说明的是,位于第一区域的第一掺杂层130可以理解为第一掺杂层130朝向衬底110的正投影落入衬底110的背光面的第一区域。位于第二区域的隔离层141可以理解为隔离层141朝向衬底110的正投影落入衬底110的背光面的第二区域。
步骤707,去除部分隔离层、部分隧穿材料层以对应形成隔离结构和隧穿介质层。
在本申请实施例中,可以通过激光或湿法加掩膜选择性刻蚀去除部分隔离层141、部分隧穿材料层121以对应形成隔离结构140和隧穿介质层120。具体地,去除部分隔离层141后,剩余的隔离层141为隔离结构140;相应的,去除部分隧穿材料层121后,剩余的隧穿材料层121为隧穿介质层120,请继续参考图4。
示例性地,可以采用激光去除部分隔离层141、部分隧穿材料层121以外漏衬底110背光面的第二区域。进一步地,采用激光去除部分隔离层141、部分隧穿材料层121的过程中,若对衬底110有激光切割损伤,还可以采用湿法刻蚀去除具有损伤的部分衬底110,如此,可以降低反射率,增加硅衬底110对太阳光的吸收。
可选地,还可以采用湿法加掩膜选择性刻蚀,去除部分隔离层141、部分隧穿材料层121以外漏衬底110背光面的第二区域。进一步地,还可以对湿法刻蚀所得结构进行清洗处理,以清除硅衬底110背光面的第二区域的脏污,这样可以降低反射率,增加硅衬底110对太阳光的吸收。
在本实施例中,在形成隔离结构和第一掺杂层的过程中,均可以基于本征多晶硅材料层这一膜层来形成,而无需额外设置用于形成隔离结构的膜层,可以简化隔离结构的制备流程,提高了太阳能电池的制备效率,以及降低了制备成本。
如图10所示,在一个示例性的实施例中,去除部分隔离层、部分隧穿材料层以对应形成隔离结构和隧穿介质层,包括步骤1002-步骤1006。
步骤1002,于第一掺杂层和隔离层远离隧穿介质层的一侧形成阻挡牺牲层。
如图11所示,示例性地,于第一掺杂层130和隔离层141远离隧穿介质层120的一侧沉积阻挡材料,并对沉积阻挡材料后的所得结构进行退火处理,以形成阻挡牺牲层102。其中,阻挡材料可包括但不限于氢化氮化硅SiNX:H、氮化硅等材料。在本申请实施例中,以阻挡材料为氢化氮化硅为例进行说明。在对沉积阻挡材料后的所得结构进行退火处理的过程中,可在H2氛围中对SiNX:H进行退火处理,以形成阻挡牺牲层102。
步骤1004,对位于第一区域的阻挡牺牲层、隔离层、隧穿材料层进行开口以外露衬底的背光面。
如图12所示,在本申请实施例中,可以采用激光或湿法加掩膜选择性刻蚀,以去除位于第一区域的阻挡牺牲层102、隔离层141、隧穿材料层121,并形成开口,该开口的口底为衬底110的背光面。可以理解的是,可以采用激光或湿法加掩膜选择性刻蚀,以去除位于第一区域的阻挡牺牲层102、隔离层141、隧穿材料层121,可以外露出衬底110背光面的第二区域。
示例性地,当采用激光去除位于第一区域的阻挡牺牲层102、隔离层141、隧穿材料层121之后,还可以对激光开口的区域使用KOH去除掉激光切割损伤,之后再对衬底110背光面的第二区域进行清洗处理,这样,可以降低反射率,增加硅衬底110对太阳光的吸收。
步骤1006,去除剩余的阻挡牺牲层,以得到隔离结构和隧穿介质层。
示例性地,可以采用湿法刻蚀工艺,例如采用氢氟酸去除剩余的阻挡牺牲层102(位于第一区域的阻挡牺牲层102),请继续参考图4。
可选地,在步骤1002之前,太阳能电池的制备方法还包括基于阻挡牺牲层102对衬底110受光面的第二区域进行制绒。如图13所示,具体地,以阻挡层牺牲层为掩膜,对衬底110受光面的第二区域进行制绒,在衬底110受光面的第二区域形成大小均匀的织构化的表面C(例如,采用低浓度碱液对衬底110的入光面进行各向异性刻蚀,形成金字塔绒面C)。此外,经过清洁液(例如,RCA-1和RCA-2),清洗织构化表面的有机物和金属离子,这样可以降低反射率,增加硅衬底110对太阳光的吸收。最后,采用HNO3/HF圆滑处理金字塔绒面的表面。
如图14所示,在一个示例性的实施例中,于衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层,包括步骤1402-步骤1406。
步骤1402,于背光面的第二区域、隔离结构的第一侧面,以及隔离结构和第一掺杂层远离衬底一侧形成钝化材料层。
如图15所示,在本申请实施例中,可以使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热丝化学气相沉积(HWCVD)等沉积工艺沉积本征非晶硅,以形成钝化材料层151。钝化材料层151可以为单层结构,可以为多层本征多晶硅材料层的叠层结构。
步骤1404,于钝化材料层远离衬底一侧形成第二掺杂材料层。
在本申请实施例中,可以使用PECVD或HWCVD等沉积工艺在钝化材料层151再沉积第二掺杂材料,以形成第二掺杂材料层161,请继续参考图15。其中,第二掺杂材料可包括掺杂P型元素的氢化微晶硅层、微晶氧化硅层(μc-SiOx:H层)或微晶碳氧化硅层(μc-SiCxOy:H层)等。示例性地,第二掺杂材料可为硼掺杂的微晶碳氧化硅或者硼掺杂的微晶氧化硅或者硼掺杂的氢化微晶硅或者硼掺杂的非晶硅等。需要说明的是,本申请实施中,钝化材料层的材料与第一钝化层的材料相同,第二掺杂材料层与第二掺杂层160的材料相同。
步骤1406,去除位于第二区域的钝化材料层和第二掺杂材料层形成第一钝化层和第二掺杂层。
在本申请实施例中,可以通过激光或湿法加掩膜选择性刻蚀位于第二区域的钝化材料层151和第二掺杂材料层161形成第一钝化层150和第二掺杂层160。具体地,去除部分钝化材料层151后,剩余的钝化材料层为第一钝化层150;相应的,去除部分第二掺杂材料层161后,剩余的第二掺杂材料层为第二掺杂层160,请继续参考图5。
示例性地,当采用激光去除位于第二区域的钝化材料层和掺杂材料层之后,还可以使用KOH去除掉激光切割损伤,以外露隔离结构140和第一掺杂层130。其中,隔离结构140具有相对设置的第一侧壁和第二侧壁,其中,第一侧壁与第一钝化层150接触设置,并与第二掺杂层160间隔绝缘设置,第二侧壁与第二掺杂层160接触设置。可以理解,第一掺杂层130和第二掺杂层160之间设有部分第一钝化层150和隔离结构140,可以有效避免第二掺杂层的靠近第一掺杂层的边缘面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池的功率输出。此外, 隔离结构可覆盖隔离结构的第一侧壁,使得第一钝化层将隔离结构的第一侧壁保护在内,可以增加对隔离结构的钝化效果。
在一个示例性的实施例中,太阳能制备方法还包括于衬底的受光面形成第二钝化层,于第二钝化层远离衬底一侧形成减反射层的步骤,如图16所示。示例性地,于衬底110的受光面形成第二钝化层191,于第二钝化层191远离衬底一侧形成减反射层192的步骤可以在形成阻挡牺牲层之前制备。
示例性地,在形成阻挡牺牲层之前,于衬底的受光面沉积钝化材料,以形成第二钝化层191。其中,钝化材料包括但不限于本征非晶硅或氧化铝或氧化硅或氢化氮化硅。第二钝化层191在太阳能电池中起到表面钝化作用,可以对衬底110表面的悬挂键进行较好的化学钝化。
在形成第二钝化层191之后,于第二钝化层191远离衬底110一侧沉积减反材料,以形成减反射层192。其中,减反材料包括但不限于氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅等材料。减反射层192位于太阳能电池的受光面,在太阳能电池受光面到减反射效果。
可选地,减反射层192的厚度大于第二钝化层191的厚度,以确保在后续基于阻挡牺牲层102对衬底110受光面的第二区域进行制绒后,清洗能够刻蚀掉足够的厚度,保证第二钝化层191在绒面上保持在80nm及以上。
图17为本申请实施例提供的光伏组件的结构示意图。参照图17,本实施例提供一种光伏组件200,包括至少一个电池串210,电池串210包括至少两个前述任一实施例中的太阳能电池100,各太阳能电池100之间可以通过串焊的方式连接在一起。
示例性地,多个太阳能电池可通过焊带而串焊在一起,从而将单个太阳能电池产生的电能进行汇集以便进行后续的输送。当然,太阳能电池之间可以间隔排布,也可以采用叠瓦形式堆叠在一起。
示例性地,光伏组件200还包括封装层和盖板(未图示),封装层用于覆盖电池串210的表面,盖板用于覆盖封装层远离电池串210的表面。太阳能电池以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串210,多个电池串210以串联和/或并联的方式进行电连接。具体地,在一些实施例中,多个电池串210之间可以通过导电带电连接。封装层覆盖太阳能电池的表面。示例地,封装层可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯胶膜等有机封装胶膜。盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。
本实施例提供一种光伏系统(未图示),包括前述的光伏组件。光伏系统可应用在光伏电站中,例如地面电站、屋顶电站、水面电站等,也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上,例如用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。当然,可以理解的是,光伏系统的应用场景不限于此,也即是说,光伏系统可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例,光伏系统可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器,光伏阵列可为多个光伏组件的阵列组合,例如,多个光伏组件可组成多个光伏阵列,光伏阵列连接汇流箱,汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流,汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底包括相对设置的受光面和背光面;
隧穿介质层,位于所述背光面的第一区域;
第一掺杂层,位于所述隧穿介质层远离所述衬底的一侧;
隔离结构,位于所述隧穿介质层远离所述衬底的一侧;
第一钝化层,位于所述背光面的第二区域,且所述隔离结构位于所述第一钝化层与所述隔离结构之间;
第二掺杂层,位于所述第一钝化层远离所述衬底的一侧;
透明导电层,分别位于所述第一掺杂层、所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧,且所述透明导电层上设有隔离槽,所述隔离槽的槽底外露所述隔离结构;
第一栅线,位于所述第一区域的所述透明导电层远离所述第一掺杂层的一侧;
第二栅线,位于所述第二区域的所述透明导电层远离所述第二掺杂层的一侧。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,部分所述第一钝化层覆盖所述隔离结构远离所述第一掺杂层一侧的侧壁。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,覆盖所述隔离结构侧壁的部分所述第一钝化层在所述太阳能电池的厚度方向上的尺寸大于所述隔离结构在所述厚度方向上的尺寸。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述隔离结构的材料包括本征多晶硅。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一栅线、所述第二栅线的材料分别包括低温金属浆料。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂层的材料包括磷掺杂多晶硅层;所述第二掺杂层的材料包括硼掺杂氢化微晶、硼掺杂多晶硅层、硼掺杂氧化硅、硼掺杂碳氧化硅中的一种。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池还包括:
第二钝化层,位于所述衬底的受光面;
减反射层,位于所述第二钝化层远离所述衬底的一侧。
8.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:
提供衬底;其中,所述衬底包括相背设置的受光面和背光面;
于所述衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层;其中,所述隔离结构和所述第一掺杂层分别形成于所述隧穿介质层远离所述衬底的一侧;
于所述衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层;其中,所述第二掺杂层位于所述第一钝化层远离所述衬底的一侧,所述隔离结构位于所述第一钝化层与所述隔离结构之间;
于所述第一掺杂层、所述第二掺杂层远离所述衬底的一侧形成透明导电层;其中,所述透明导电层内形成有隔离槽,所述隔离槽的槽底外露所述隔离结构;
形成第一栅线和第二栅线,其中,所述第一栅线与位于第一区域的所述透明导电层接触设置,所述第二栅线与位于第二区域的所述透明导电层接触设置。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述于所述衬底背光面的第一区域形成隧穿介质层、隔离结构和第一掺杂层,包括:
于所述衬底的背光面形成隧穿材料层;
于所述隧穿材料层远离所述衬底一侧形成本征多晶硅材料层;
对位于所述第一区域的所述本征多晶硅材料层进行掺杂以及对所得结构进行退火形成位于第一区域的第一掺杂层和位于第二区域的隔离层;
去除部分所述隔离层、部分所述隧穿材料层以对应形成所述隔离结构和所述隧穿介质层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述去除部分所述隔离层、部分所述隧穿材料层以对应形成所述隔离结构和所述隧穿介质层,包括:
于所述第一掺杂层和所述隔离层远离所述隧穿介质层的一侧形成阻挡牺牲层;
对位于所述第一区域的阻挡牺牲层、所述隔离层、所述隧穿材料层进行开口以外露所述衬底的背光面;
去除剩余的所述阻挡牺牲层,形成所述隔离结构和所述隧穿介质层。
11.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述于所述衬底背光面的第二区域形成第一钝化层和第二掺杂层,包括:
于所述背光面的第二区域、所述隔离结构的第一侧面,以及所述隔离结构和所述第一掺杂层远离所述衬底一侧形成钝化材料层;
于所述钝化材料层远离所述衬底一侧形成掺杂材料层;
去除位于第二区域的所述钝化材料层和所述掺杂材料层形成所述第一钝化层和所述第二掺杂层。
12.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
于所述衬底的受光面形成第二钝化层;
于所述第二钝化层远离所述衬底一侧形成减反射层。
13.一种光伏组件,其特征在于,包括至少一个电池串,所述电池串包括至少两个如权利要求1-7任一项所述的太阳能电池,或,所述电池串包括至少两个如权利要求8-12任一项所述太阳能电池的制作方法制备而成的太阳能电池。
14.一种光伏系统,其特征在于,包括如权利要求13所述的光伏组件。
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---|---|---|---|
CN202411105828.3A CN119050169A (zh) | 2024-08-13 | 2024-08-13 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 |
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