一种太阳能电池片、其制备方法及其组成的太阳能电池组技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池片，包括堆叠设置的窗口层、基极层、发射极层和钝化层，所述太阳能电池片上设有间隔设置的N型触点阵列和P型触点阵列，所述N型触点贯穿所述发射极层和钝化层，所述P型触点贯穿所述钝化层；所述N型触点开口端的横截面积大于其底部横截面积。采用本发明专利技术的太阳能电池片串联连接的太阳能电池组，通过改变太阳能电池片的N型触点形状解决了侧立面钝化层难以形成的问题，降低了工艺难度，减少了钝化材料的使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池
，更具体地讲涉及一种太阳能电池片及由其串联连接的太阳能电池组，本专利技术还涉及太阳能电池片的制备方法。
技术介绍
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能量来源。据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的两万多倍。在我国，约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源，并且太阳能发电不受地域的限制，可以实现光伏系统模块化，安装在靠近电力消耗的地方，并可在远离电网的地区，降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。目前，薄膜太阳能电池由于光吸收层用料少，其内在材料特性只需几个微米就可以将太阳光能有效地转换成电能。半导体异质结太阳能电池是由两种能带结构不相同的半导体材料构成，在接触面上能带发生弯曲或突变，从而形成内建电场，为光生伏特效应在半导体中产生的载流子的分离提供了条件。因半导体材料种类繁多，所以构成异质结太阳能电池的材料也有多种选择。目前，半导体异质结太阳能电池中主要包括非晶硅/单晶硅异质结电池，InGaP/GaAs异质结电池，CdS/CdTe异质结电池，有机体异质结，AlGaAs/GaAs异质结电池等。由于利用HF酸实现的外延层剥离技术(ELO)应用于GaAs外延层与基底的分离，而n型掺杂基极层与p+型掺杂发射极层的接触产生p-n层。当光在p-n层附近被吸收以产生电子空穴对时，在异质结内建电场可使空穴移动至p+型掺杂侧且使电子移动至n型掺杂侧。光生载流子的位移导致p+型掺杂侧与n型掺杂侧间形成电势差，形成光生伏特效应。砷化镓GaAs薄膜太阳能电池是目前的薄膜电池中光电转换效率最高的电池，且具有质量轻、可柔性化等特点，具有极其广泛的应用前景，因其具有效率高的特点，同比条件下可在较少受光面积下具有高的输出功率，可应用于消费类电池产品。目前，主要采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的方法在GaAs基片上沉积电池层形成光伏器件，然后采用外延层剥离技术(ELO)将电池层剥离，并将数个光伏器件的N型电极触点进行互联及P+型电极触点进行互联，形成具有较高电流输出的光电转换模块，或者将N型触点与P型触点互联，形成具有较高输出电压的光电转换模块。但在背接触式GaAs电池的制备过程中，需要采用干法或湿法刻蚀的方法，各向异性刻蚀出具有圆柱形凹槽进而制备触点。由于圆柱形凹槽侧立面与电池垂直，使其在后续钝化层制备过程中，不利于钝化物沉积附着于圆柱形凹槽侧立面，从而容易产生孔洞、侧立面附着钝化层厚度过薄且不均匀等问题，容易造成电极触电制备过程中造成正负极的短路问题；同时，为达到适合的圆柱形侧立面钝化层的厚度，需要更长的时间进行电池表面钝化，增加了工艺时间及原材料的使用量；同时，过多暴露GaAs材料层导致暗电流的增加，而为了避免基极电极与P型AlGaAs接触，需要较大的基极电极凹槽，这导致暗电流的进一步增加。因此，需要较小的基极电极凹槽，而较小的电极凹槽导致了凹槽侧壁钝化层的制备难度及基极电极的制备难度。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有太阳能电池的N型触点为圆柱形导致侧立面钝化层形成困难的问题，进而提供一种太阳能电池片及由这种太阳能电池片串联连接的太阳能电池组，其通过改变太阳能电池片的N型触点形状解决了侧立面钝化层难以形成的问题，降低了工艺难度，减少了钝化材料的使用。所采用技术方案如下所述：一种太阳能电池片，包括堆叠设置的窗口层、基极层、发射极层和钝化层，所述太阳能电池片上设有间隔设置的N型触点阵列和P型触点阵列，所述N型触点贯穿所述发射极层和钝化层，所述P型触点贯穿所述钝化层；所述太阳能电池片还包括设置在所述发射极层和钝化层之间的界面层，所述述N型触点贯穿所述发射极层、界面层和钝化层使所述基极层裸露，所述P型触点贯穿所述钝化层使所述界面层裸露。所述N型触点开口端的横截面积大于其底部横截面积。优选地所述N型触点为倒圆台型。所述N型触点的侧壁与水平面的夹角锐角α为：5°≤α≤85°。所述N型触点侧壁外侧设置有由所述钝化层延伸形成的侧壁钝化层。相邻N型触点阵列和P型触点阵列构成触点阵列组，所述触点阵列组的数量为偶数，设置在所述太阳能电池片中心线一侧的触点阵列组的N型触点阵列和P型触点阵列分别与另一侧的触点阵列组的P型触点阵列和N型触点阵列呈镜像排布。相邻N型触点阵列和P型触点阵列构成触点阵列组，所述触点阵列组的数量为奇数，设置在中间触点阵列组中心线一侧的N型触点阵列和P型触点阵列分别与另一侧的触点阵列组的P型触点阵列和N型触点阵列呈镜像排布。所述N型触点阵列和所述P型触点阵列等间距设置。所述的太阳能电池片为砷化镓薄膜太阳能电池。所述太阳能电池片还包括设置在所述窗口层远离所述基极层一侧的抗反射涂层。一种串联连接的太阳能电池组件，包括至少两个所述的太阳能电池片，相邻所述太阳能电池片对应位置的N型触点阵列和P型触点阵列电导通形成串联连接。相邻所述太阳能电池片对应位置的N型触点阵列和P型触点阵列通过电极连接线电导通形成串联连接。每一所述太阳能电池片和与其相邻的太阳能电池片呈逆向平行设置。其中逆向平行设置是指所述太阳能电池片的相邻太阳能电池片是经由所述太阳能电池片旋转180°得到的，该二者可以是两端对齐，也可以是非两端对齐。所述太阳能电池片的N型触点阵列和与其相邻的太阳能电池片的P型触点阵列通过电极连接线电导通，P型触点阵列与和其相邻的太阳能电池片的N型触点阵列通过电极连接线电导通。一种太阳能电池片的制备方法，包括下述步骤：S1、在基底上依次制备缓冲层、缓释层、窗口层、基极层、发射极层和界面层；S2、刻蚀形成贯穿所述界面层和发射极层的数个呈阵列分布的倒圆台型凹槽，所述倒圆台型凹槽的底部为基极层，所述倒圆台型凹槽的侧壁与水平面的夹角锐角α为：5°≤α≤85°；S3、在步骤S2基础上制备钝化层，利用掩膜工艺掩盖在倒圆台型凹槽内部预留N型触点的位置，从而在界面层上方形成钝化层并在倒圆台型凹槽侧壁形成侧壁钝化层，所述侧壁钝化层和所述基极层间形成倒圆台型基极电极凹槽；S4、刻蚀形成贯穿所述钝化层的数个呈阵列分布的发射极电极凹槽，发射极电极凹槽底部为界面层；S5、在所述倒圆台型基极电极凹槽内部制备N型触点；在所述发射极电极凹槽内部制备P型触点；S6、剥离去除基底、缓冲层和缓释层，即得所述太阳能电池片。优选地所述的步骤S2为：采用干法刻蚀或者湿法各向同性刻蚀的方法刻蚀倒圆台型凹槽；所述的步骤S4为：采用干法刻蚀或者湿法刻蚀的方法刻蚀发射极电极凹槽；所述的步骤S6为：剥离去除基底、缓冲层和缓释层后，在窗口层远离所述基极层的一侧制备抗反射涂层。可替代的所述的步骤S3为：在界面层上方形成钝化层并在倒圆台型凹槽侧壁形成侧壁钝化层，然后经刻蚀工艺刻蚀去除倒圆台型凹槽底部的钝化层，暴露出基极层以用于基极电极的制备，所述侧壁钝化层和所述基极层间形成倒圆台型基极电极凹槽。本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：本专利技术的目的是提供一种新型太阳能电池片，通过在太阳能电池片上设有间隔设置的P型触点阵列和N型触点阵列，所述N型触点为倒圆台型，所述N型触点的侧壁与水平面的夹角锐角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池片，包括堆叠设置的窗口层(4)、基极层(5)、发射极层(6)和钝化层(8)，其特征在于，所述太阳能电池片上设有间隔设置的N型触点(12)阵列和P型触点(13)阵列，所述N型触点(12)贯穿所述发射极层(6)和钝化层(8)，所述P型触点(13)贯穿所述钝化层(8)。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池片，包括堆叠设置的窗口层(4)、基极层(5)、发射极层(6)和钝化层(8)，其特征在于，所述太阳能电池片上设有间隔设置的N型触点(12)阵列和P型触点(13)阵列，所述N型触点(12)贯穿所述发射极层(6)和钝化层(8)，所述P型触点(13)贯穿所述钝化层(8)。2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片还包括设置在所述发射极层(6)和钝化层(8)之间的界面层(7)，所述述N型触点(12)贯穿所述发射极层(6)、界面层(7)和钝化层(8)使所述基极层(5)裸露，所述P型触点(13)贯穿所述钝化层(8)使所述界面层(7)裸露。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池片，其特征在于，所述N型触点(12)开口端的横截面积大于其底部横截面积。4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池片，其特征在于，所述N型触点(12)为倒圆台型。5.根据权利要求4所述的太阳能电池片，其特征在于，所述N型触点(12)的侧壁与水平面的夹角锐角α为：5°≤α≤85°。6.根据权利要求5所述的太阳能电池片，其特征在于，所述N型触点(12)侧壁外侧设置有由所述钝化层(8)延伸形成的侧壁钝化层(10)。7.根据权利要求6所述的太阳能电池片，其特征在于，相邻N型触点(12)阵列和P型触点(13)阵列构成触点阵列组，所述触点阵列组的数量为偶数，设置在所述太阳能电池片中心线一侧的触点阵列组的N型触点(12)阵列和P型触点(13)阵列分别与另一侧的触点阵列组的P型触点(13)阵列和N型触点(12)阵列呈镜像排布。8.根据权利要求6所述的太阳能电池片，其特征在于，相邻N型触点(12)阵列和P型触点(13)阵列构成触点阵列组，所述触点阵列组的数量为奇数，设置在中间触点阵列组中心线一侧的N型触点(12)阵列和P型触点(13)阵列分别与另一侧的触点阵列组的P型触点(13)阵列和N型触点(12)阵列呈镜像排布。9.根据权利要求1或2任一所述的太阳能电池片，其特征在于，所述N型触点(12)阵列和所述P型触点(13)阵列等间距设置。10.根据权利要求9所述太阳能电池片，其特征在于，所述的太阳能电池片为砷化镓薄膜太阳能电池。11.根据权利要求1或2任一项所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片还包括设置在所述窗口层(4)远离所述基极层(5)一侧的抗反射涂层(15)。12.一种串联连接的太阳能电池组件，其特征在于，包括至少两个权利要求1或权2所述的太阳能电池片，相邻所述太阳能电池片对应位...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰立广，
申请(专利权)人：北京汉能创昱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11