太阳电池及生产方法、光伏组件技术

本发明专利技术提供一种太阳电池及生产方法、光伏组件，涉及太阳能光伏技术领域。太阳电池包括硅基底、第一氧化钛层、第二氧化钛层、第一电极以及第二电极；第一氧化钛层具有电子选择性，第二氧化钛层具有空穴选择性；第一电极位于第一氧化钛层上；第二电极位于第二氧化钛层上；第一氧化钛层和第二氧化钛层分别位于硅基底的向光面和背光面；或，第一氧化钛层和第二氧化钛层分别位于硅基底的背光面的第一区域和第二区域。第一氧化钛层、第二氧化钛层的生产工艺小于或等于600℃，温度较低，减少了杂质，少数载流子的寿命长，电池结构简化，工艺简化。第一氧化钛层、第二氧化钛层可以避免硅基底和电极直接接触，复合速率大幅降低。

【技术实现步骤摘要】
太阳电池及生产方法、光伏组件
本专利技术涉及太阳能光伏
，特别是涉及一种太阳电池及生产方法、光伏组件。
技术介绍
太阳电池，通常具备一个发射极，以及一个场结构，发射极和场结构上分别设置有两种电极。在光照射的情况下，太阳电池吸收光能产生电子空穴对，经过p-n结的分离作用，将载流子分开，然后通过正极和负极进行收集，从而输出电能。目前，太阳电池在生产过程中通常需要对硅基底进行较高浓度的掺杂，以得到发射极和场结构，掺杂的工艺温度大于或等于800℃，一方面工艺复杂，另一方面高温过程中会引入较多杂质，且会影响少数载流子的寿命，导致太阳电池的效率较低。
技术实现思路
本专利技术提供一种太阳电池及生产方法、光伏组件，旨在解决太阳电池制备温度高，导致的工艺复杂、效率低的问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种太阳电池，所述太阳电池包括：硅基底、第一氧化钛层、第二氧化钛层、第一电极以及第二电极；所述第一氧化钛层具有电子选择性，所述第二氧化钛层具有空穴选择性；所述第一电极位于所述第一氧化钛层上；所述第二电极位于所述第二氧化钛层上；所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的向光面和背光面；或，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域。具有电子选择性的第一氧化钛层、具有空穴选择性的第二氧化钛层用于载流子分离，即上述第一氧化钛层、第二氧化钛层中的一个作为发射极，一个作为场结构，上述第一氧化钛层、第二氧化钛层即作为载流子分离结构或发电结构，硅基底上无需额外掺杂，而第一氧化钛层、第二氧化钛层的生产工艺通常小于或等于600℃，温度较低，减少了杂质，减少了由于杂质带入的额外的复合中心，少数载流子的寿命长，降低了太阳电池的复合速率，从而提高了太阳电池的效率。另外，免去了太阳电池工艺过程中的高温处理过程，从而提高了电池的性能，电池结构简化，制备工艺可以相应的大幅简化。同时，第一氧化钛层、第二氧化钛层可以避免硅基底和电极直接接触，太阳电池表面的表面复合速率大幅降低，提高了太阳电池的效率。可选的，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层的厚度均为0.1-100nm。可选的，所述第一电极为低功函数电极；所述第二电极为高功函数电极。可选的，所述第一电极为镁电极、锌电极、银电极、铝电极、钙电极、或钾电极；所述第二电极为铱电极、镍电极、金电极、或铂电极。可选的，所述第一氧化钛层包括氧化钛，以及掺杂在所述氧化钛中的第一掺杂原子，所述第一掺杂原子包括氧原子、硫原子、镁原子、或锌原子中的至少一种。可选的，所述第二氧化钛层包括氧化钛，以及掺杂在所述氧化钛中的第二掺杂原子，所述第二掺杂原子包括钼原子、钨原子、铜原子、或镍原子中的至少一种。可选的，所述第一氧化钛层上覆盖有低功函数层；所述低功函数层位于所述第一氧化钛层与所述第一电极之间；所述第二氧化钛层上覆盖有高功函数层；所述高功函数层位于所述第二氧化钛层与所述第二电极之间。可选的，所述低功函数层的材料选自氟化锂、镁、锌、银、铝、钙、钾中的至少一种；所述高功函数层的材料选自铱、镍、金、铂中的至少一种。可选的，所述第一氧化钛层的厚度为2-8nm；所述第二氧化钛层的厚度为4-10nm。可选的，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层的反射率均为2-3。可选的，所述第一电极和所述第一氧化钛层之间具有第一透明导电层；和/或，所述第二电极和所述第二氧化钛层之间具有第二透明导电层。可选的，所述第一透明导电层、所述第二透明导电层的材料均选自金属透明导电薄膜、透明导电氧化物薄膜、非氧化物透明导电薄膜、高分子透明导电薄膜、石墨烯、碳纳米管中的一种。可选的，所述硅基底和所述第一氧化钛层之间具有第一钝化隧穿层；和/或，所述硅基底和所述第二氧化钛层之间具有第二钝化隧穿层。可选的，所述第一钝化隧穿层、所述第二钝化隧穿层的厚度均为0.1-5nm；所述第一钝化隧穿层、所述第二钝化隧穿层的材料均选自本征非晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氢化非晶硅、碳化硅中的至少一种。可选的，在所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域的情况下，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层之间电学绝缘。根据本专利技术的第二方面，提供了一种太阳电池的生产方法，包括：提供硅基底；在所述硅基底的向光面和背光面分别制备第一氧化钛层和第二氧化钛层；或，在所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域分别制备第一氧化钛层和第二氧化钛层；所述第一氧化钛层具有电子选择性，所述第二氧化钛层具有空穴选择性；在所述第一氧化钛层上设置第一电极；在所述第二氧化钛层上设置第二电极。可选的，制备第二氧化钛层的步骤包括：热原子层沉积方式；和/或，先制备具有电子选择性的氧化钛层，然后对具有电子选择性的氧化钛层进行电子转空穴处理，所述电子转空穴处理包括：在所述具有电子选择性的氧化钛层中掺入高功函数的第一金属；所述第一金属选自钼、钨、铜、镍中的至少一种。可选的，制备第一氧化钛层的步骤包括：旋涂方式、刮涂方式、旋涂溶胶凝胶方式、物理气相沉积方式、化学气相沉积方式、等离子体增强原子层沉积、激光脉冲沉积方式中的一种；和/或，先制备具有空穴选择性的氧化钛层，然后对具有空穴选择性的氧化钛层进行空穴转电子处理，所述空穴转电子处理包括：在所述具有空穴选择性的氧化钛层中掺入氧元素、硫元素、低功函数的第二金属；所述第二金属选自镁、锌中的至少一种。可选的，所述方法还包括：对所述第一氧化钛层进行电子选择性增强处理，所述电子选择性增强处理包括：在具有电子选择性的所述第一氧化钛层中掺入氧元素、硫元素、低功函数的第二金属；所述第二金属选自镁、锌中的至少一种。可选的，所述方法还包括：对所述第二氧化钛层进行空穴选择性增强处理；所述空穴选择性增强处理包括：在具有空穴选择性的所述第二氧化钛层中掺入高功函数的第一金属；所述第一金属选自钼、钨、铜、镍中的至少一种。可选的，所述方法还包括：向所述第一氧化钛层中掺杂氢元素；和/或，向所述第二氧化钛层中掺杂氢元素。可选的，在所述具有电子选择性的氧化钛层中掺入高功函数的第一金属的步骤，包括：在所述具有电子选择性的氧化钛层上，覆盖高功函数的第一金属，并退火，在退火过程中第一金属原子进入所述具有电子选择性的氧化钛层中；所述退火的温度小于或等于500℃；所述退火包括激光退火，所述激光的波长为5-1000nm。可选的，提供硅基底之后还包括：对硅基底制绒，并清洗；在所述硅基底的向光面和背光面分别制备第一氧化钛层和第二氧化钛层的步骤包括：在所述硅基底的向光面，采用等离子体增强原子层沉积方式，制备具有电子选择性的第一氧化钛层；在所述硅基底的背光面，采用热原子层沉积方式，制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳电池，其特征在于，包括：硅基底、第一氧化钛层、第二氧化钛层、第一电极以及第二电极；所述第一氧化钛层具有电子选择性，所述第二氧化钛层具有空穴选择性；所述第一电极位于所述第一氧化钛层上；所述第二电极位于所述第二氧化钛层上；/n所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的向光面和背光面；/n或，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳电池，其特征在于，包括：硅基底、第一氧化钛层、第二氧化钛层、第一电极以及第二电极；所述第一氧化钛层具有电子选择性，所述第二氧化钛层具有空穴选择性；所述第一电极位于所述第一氧化钛层上；所述第二电极位于所述第二氧化钛层上；
所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的向光面和背光面；
或，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域。


2.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层的厚度均为0.1-100nm。


3.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第一电极为低功函数电极；
所述第二电极为高功函数电极。


4.根据权利要求3所述的太阳电池，其特征在于，所述第一电极为镁电极、锌电极、银电极、铝电极、钙电极、或钾电极；
所述第二电极为铱电极、镍电极、金电极、或铂电极。


5.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第一氧化钛层包括氧化钛，以及掺杂在所述氧化钛中的第一掺杂原子，所述第一掺杂原子包括氧原子、硫原子、镁原子、或锌原子中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述第二氧化钛层包括氧化钛，以及掺杂在所述氧化钛中的第二掺杂原子，所述第二掺杂原子包括钼原子、钨原子、铜原子、或镍原子中的至少一种。


7.根据权利要求1-6中任一所述的太阳电池，其特征在于，所述第一氧化钛层上覆盖有低功函数层；所述低功函数层位于所述第一氧化钛层与所述第一电极之间；
所述第二氧化钛层上覆盖有高功函数层；所述高功函数层位于所述第二氧化钛层与所述第二电极之间。


8.根据权利要求7所述的太阳电池，其特征在于，所述低功函数层的材料选自氟化锂、镁、锌、银、铝、钙、钾中的至少一种；
所述高功函数层的材料选自铱、镍、金、铂中的至少一种。


9.根据权利要求1-6中任一所述的太阳电池，其特征在于，所述第一氧化钛层的厚度为2-8nm；
所述第二氧化钛层的厚度为4-10nm。


10.根据权利要求1-6中任一所述的太阳电池，其特征在于，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层的反射率均为2-3。


11.根据权利要求1-6中任一所述的太阳电池，其特征在于，所述第一电极和所述第一氧化钛层之间具有第一透明导电层；
和/或，所述第二电极和所述第二氧化钛层之间具有第二透明导电层。


12.根据权利要求11所述的太阳电池，其特征在于，所述第一透明导电层、所述第二透明导电层的材料均选自金属透明导电薄膜、透明导电氧化物薄膜、非氧化物透明导电薄膜、高分子透明导电薄膜、石墨烯、碳纳米管中的一种。


13.根据权利要求1-6中任一所述的太阳电池，其特征在于，所述硅基底和所述第一氧化钛层之间具有第一钝化隧穿层；
和/或，所述硅基底和所述第二氧化钛层之间具有第二钝化隧穿层。


14.根据权利要求13所述的太阳电池，其特征在于，所述第一钝化隧穿层、所述第二钝化隧穿层的厚度均为0.1-5nm；
所述第一钝化隧穿层、所述第二钝化隧穿层的材料均选自本征非晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氢化非晶硅、碳化硅中的至少一种。


15.根据权利要求1-6中任一所述的太阳电池，其特征在于，在所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层分别位于所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域的情况下，所述第一氧化钛层和所述第二氧化钛层之间电学绝缘。


16.一种太阳电池的生产方法，其特征在于，包括：
提供硅基底；
在所述硅基底的向光面和背光面分别制备第一氧化钛层和第二氧化钛层；或，在所述硅基底的背光面的第一区域和第二区域分别制备第一氧化钛层和第二氧化钛层；所述第一氧化钛层具有电子选择性，所述第二氧化钛层具有空穴选择性；
在所述第一氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳玉鹏，李华，
申请(专利权)人：泰州隆基乐叶光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32