N型晶体硅太阳能电池及光伏组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种N型晶体硅太阳能电池及光伏组件，属于太阳能电池技术领域。该N型晶体硅太阳能电池包括依次设置的正面电极、正面钝化层、发射极、N型晶体硅基体、背面钝化层以及背面电极，其中，所述正面钝化层包括与所述发射极直接接触的氧化镓层。该太阳能电池中，利用氧化镓层所带有的负电荷对N型晶体硅太阳能电池的发射极的P型硅表面进行化学钝化和场钝化，降低P型硅表面处的少数载流子复合速率，并利用氧化镓层减少对入射光线的吸收而提高电池的光生电流密度，从而提高太阳能电池的电压与电流，提升太阳能电池的光电转换效率，进而提高光伏组件的输出功率，降低度电成本，提高光伏发电的性价比。

【技术实现步骤摘要】
N型晶体硅太阳能电池及光伏组件
本技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种N型晶体硅太阳能电池及光伏组件。
技术介绍
光伏发电，即直接将太阳能转化为电能，是一种清洁、可持续性和性价比相对较高的发电方式。晶体硅太阳能电池是光伏发电系统的重要组成部分，晶体硅太阳能电池的光电转换效率对光伏发电的输出功率及度电成本有重要影响。按照晶体硅太阳能电池中中心晶体硅基体的类型划分，晶体硅太阳能电池可分为P型晶体硅太阳能电池和N型晶体硅太阳能电池。其中N型晶体硅太阳能电池主要包括依次设置的正面电极、正面钝化层、发射极、N型晶体硅基体、背面钝化层以及背面电极，正面钝化层的材料通常为氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅等。现有的N型晶体硅太阳能电池中少数载流子复合速率较高，限制了太阳能电池光电转换效率。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件，用于解决目前N型晶体硅太阳能电池中少数载流子复合速率较高的问题。具体而言，包括以下的技术方案：第一方面，本技术实施例提供了一种N型晶体硅太阳能电池，包括依次设置的正面电极、正面钝化层、发射极、N型晶体硅基体、背面钝化层以及背面电极，其中，所述正面钝化层包括与所述发射极直接接触的氧化镓层。可选地，所述氧化镓层的厚度为1纳米～120纳米。可选地，所述氧化镓层的厚度为10纳米～60纳米。可选地，所述氧化镓层的厚度为20纳米～40纳米。可选地，所述正面钝化层还包括设置在所述氧化镓层上的覆盖层，所述覆盖层包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层及碳化硅层中的至少一种，所述覆盖层的厚度为10纳米～120纳米。可选地，所述太阳能电池还包括：设置在所述N型晶体硅基体的背面的N型掺杂层；所述背面钝化层设置在所述N型掺杂层上，所述背面电极穿过所述背面钝化层与所述N型掺杂层形成欧姆接触；所述背面钝化层包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层及碳化硅层中的至少一种，所述背面钝化层的厚度为30纳米～200纳米。可选地，所述太阳能电池还包括：设置在所述N型晶体硅基体的背面的隧穿氧化层以及设置在所述隧穿氧化层上的掺杂硅层；所述掺杂硅层的掺杂源为第V族元素；所述背面钝化层设置在所述掺杂硅层上，所述背面电极穿过所述背面钝化层与所述掺杂硅层形成欧姆接触；所述背面钝化层包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层及碳化硅层中的至少一种；所述隧穿氧化层的厚度为0.5纳米～6纳米，所述掺杂硅层的厚度为10纳米～1000纳米，所述背面钝化层的厚度为60纳米～120纳米。可选地，所述掺杂硅层为掺杂非晶硅层或掺杂多晶硅层；可选地，所述掺杂硅层中，掺杂后的硅的方块电阻为10Ω/□～1000Ω/□。第二方面，本技术实施例提供了一种N型晶体硅太阳能电池的制备方法，包括：提供N型晶体硅基体；在所述N型晶体硅基体的正面形成发射极；在所述发射极上形成与所述发射极直接接触的氧化镓层。可选地，所述氧化镓层通过单原子层沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、常压化学气相沉积法或者低压化学气相沉积法形成。可选地，所述在所述N型晶体硅基体的正面形成发射极和在所述发射极上形成与所述发射极直接接触的氧化镓层之间，所述制备方法还包括：对所述N型晶体硅基体的背面进行平整；对所述N型晶体硅基体的背面进行掺杂形成N型掺杂层；可选地，所述在所述发射极上形成与所述发射极直接接触的氧化镓层之后，所述制备方法还包括：在所述氧化镓层上形成覆盖层，在所述N型掺杂层上形成背面钝化层；印刷背面电极和正面电极，并进行烧结。可选地，所述在所述N型晶体硅基体的正面形成发射极和在所述发射极上形成与所述发射极直接接触的氧化镓层之间，所述制备方法还包括：对所述N型晶体硅基体的背表面进行平整；在所述N型晶体硅基体的背面生长隧穿氧化层；在所述隧穿氧化层上形成掺杂硅层；可选地，所述在所述发射极上形成与所述发射极直接接触的氧化镓层之后，所述制备方法还包括：在所述氧化镓层上形成覆盖层，在所述掺杂硅层上形成背面钝化层；印刷背面电极和正面电极，并进行烧结。第三方面，本技术实施例提供了一种光伏组件，包括依次设置的盖板、第一封装胶膜，电池串、第二封装胶膜和背板，所述电池串包括多个太阳能电池，其中，所述太阳能电池为上述的N型晶体硅太阳能电池。可选地，所述第一封装胶膜和所述第二封装胶膜的材料为EVA。可选地，所述背板为玻璃或者TPT板。本技术实施例提供的技术方案的有益效果是：本技术实施例中，通过在发射极上设置与发射极直接接触的氧化镓层，一方面，N型晶体硅太阳能电池中发射极为P型硅，氧化镓层所带有的负电荷能够对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，降低P型硅表面硅原子的悬挂键和少数载流子数量，从而降低P型硅表面处的少数载流子复合速率，提高太阳能电池的电压与电流，另一方面，氧化镓层具有较宽的禁带宽度和合适的光学折射系数，可减少对入射光线的吸收而提高电池的光生电流密度；综合以上两方面的作用，提升N型晶体硅太阳能电池的光电转换效率，进而提高光伏组件的输出功率，降低度电成本，提高光伏发电的性价比。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术实施例提供的一种N型晶体硅太阳能电池的中氧化镓层设置方式示意图；图2为本技术实施例提供的一种N型晶体硅双面太阳能电池的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种隧道氧化钝化接触太阳能电池的结构示意图。图中的附图标记分别表示：1N型晶体硅基体；2正面钝化层；21氧化镓层；22覆盖层；3发射极；41N型掺杂层；42隧穿氧化层；43掺杂硅层；5背面钝化层；6正面电极；7背面电极；T1氧化镓层的厚度；T2覆盖层的厚度；T3背面钝化层的厚度；T4隧穿氧化层的厚度；T5掺杂硅层的厚度。具体实施方式为使本技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率是提高光伏发电输出功率、降低度电成本的有效途径。目前，限制单节晶体硅太阳能电池光电转化效率的重要因素之一是太阳能电池中少数载流子的复合湮灭。少数载流子的复合湮灭会造成太阳能电池电压和电流的流失，从而降低电池的光电转换效率。在晶体硅表面存在大量的不饱和悬挂键，是很严重的复合中心。在硅片表面设置钝化层以钝化硅片表面，能够降低硅片表面少数载流子的复合概率，有利于提高太阳能电池的光电转化效率。基于以上所述，本技术实施例提供了一种N型晶体硅太阳能电池及其制备方法，以及基于该N型晶体硅太阳能电池的光伏组件。参见图1，并结合图2和图3，该N型晶体硅太阳能电池包括依次设置的正面电极6、正面钝化层2、发射极3、N型晶体硅基体1、背面钝化层5以及背面电极7，其中，正面钝化层2包括与发射极3直接接触的氧化镓(GaOx)层21。对于N型晶体硅太阳能电池来说，其发射极3为P型硅，氧化镓层21所带有的负电荷能够对P型硅表面进行化学钝化和场钝化，降低P型硅表面硅原子的悬挂键和少数载流子数量，从而降低P型硅表面处的少数载流子复合速率，进而提高太阳能电池的电压与电流。同时，氧化镓层21具有较宽的禁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N型晶体硅太阳能电池，包括依次设置的正面电极(6)、正面钝化层(2)、发射极(3)、N型晶体硅基体(1)、背面钝化层(5)以及背面电极(7)，其特征在于，所述正面钝化层(2)包括与所述发射极(3)直接接触的氧化镓层(21)。

【技术特征摘要】
1.一种N型晶体硅太阳能电池，包括依次设置的正面电极(6)、正面钝化层(2)、发射极(3)、N型晶体硅基体(1)、背面钝化层(5)以及背面电极(7)，其特征在于，所述正面钝化层(2)包括与所述发射极(3)直接接触的氧化镓层(21)。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化镓层(21)的厚度为1纳米～120纳米。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述氧化镓层(21)的厚度为10纳米～60纳米。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述正面钝化层(2)还包括设置在所述氧化镓层(21)上的覆盖层(22)，所述覆盖层(22)包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层及碳化硅层中的至少一种，所述覆盖层(22)的厚度为10纳米～120纳米。5.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：设置在所述N型晶体硅基体(1)的背面的N型掺杂层(41)；所述背面钝化层(5)设置在所述N型掺杂层(41)上，所述背面电极(7)穿过所述背面钝化层(5)与所述N型掺杂层(41)形成欧姆接触；所述背面钝化层(5)包括氮化硅层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孝业，薛文娟，尹海鹏，
申请(专利权)人：晶澳扬州太阳能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32