单晶硅异质结太阳能电池和太阳能电池的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种单晶硅异质结太阳能电池和太阳能电池的制作方法。单晶硅异质结太阳能电池包括：由内至外依次设置的基材、透明导电氧化物层和种子层，种子层作为栅线电极图案；导电层，设于种子层上，作为与电极图案对应的电极；其中，种子层的扩散能力低于导电层的扩散能力，用于阻止其上的导电层扩散至透明导电氧化物层。种子层中所包含的金属的扩散能力需低于导电层中金属的扩散能力，从而通过扩散能力相对较差的种子层增加导电层中金属向透明导电氧化物层扩散的难度。通过设置该种子层使导电层可以选取性能优良且成本较低的金属。进而实现优化太阳能电池结构，降低太阳能电池的生产成本，提升太阳能电池产品竞争力的技术效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
单晶硅异质结太阳能电池和太阳能电池的制作方法


[0001]本专利技术涉及光伏设备
，具体而言，涉及一种单晶硅异质结太阳能电池和太阳能电池的制作方法。

技术介绍

[0002]相关技术中，在制备太阳能电池的过程中，多通过丝网印刷低温银浆来制备栅线电极。但是，低温浆料含银量过高约为92％～94％，这样导致单片电池的银耗量过高，约占电池非硅成本的60％，及整个电池制作成本的20％以上，因此导致电池的单瓦成本与常规PERC电池比没有竞争力，阻碍了其市场化前景。
[0003]因此，如何设计出一种可以解决上述技术问题的太阳能电池成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的第一方面提出一种单晶硅异质结太阳能电池。
[0006]本专利技术的第二方面提出一种单晶硅异质结太阳能电池的制作方法。
[0007]有鉴于此，本专利技术的第一方面提供了一种单晶硅异质结太阳能电池，包括：由内至外依次设置的基材、透明导电氧化物层和种子层，种子层作为栅线电极图案；导电层，设于种子层上，作为与电极图案对应的电极；其中，种子层的扩散能力低于导电层的扩散能力，用于阻止其上的导电层扩散至透明导电氧化物层。
[0008]在本专利技术所提供的单晶硅异质结太阳能电池中，单晶硅异质结太阳能电池包括由内至外依次设置的基材、透明导电氧化物层、种子层和导电层。基材用于承载和定位安装单晶硅异质结太阳能电池上的其他结构，以确保太阳能电池可以长期稳定可靠的地工作。透明导电氧化物层设置在基材上，且覆盖基材的板面，透明导电氧化物层为非金属导电层，可以在满足导电需求的基础上不影响光线的传递，从而减小单晶硅异质结太阳能电池中结构的遮光面积，提升单晶硅异质结太阳能电池的性能。
[0009]相关技术中，导电结构直接印刷在透明导电氧化物层上，以至于导电结构中的金属成分会在特定环境中扩散至透明导电氧化物层中，若金属成分扩散至基材上，则会破坏单晶硅异质结太阳能电池，影响单晶硅异质结太阳能电池的正常使用。因此，相关技术需采用导电性能优良且扩散系数较低的低温银浆来制备导电结构，但低温银浆的成本较高，导致其市场竞争力下降。
[0010]对此，本申请所限定的单晶硅异质结太阳能电池中还设置了种子层，种子层设置在透明导电氧化物层上，透明导电氧化物层位于种子层和基材之间。导电层设置在种子层上，种子层位于导电层和透明导电氧化物层之间。从而在结构上通过种子层将透明导电氧化物层和导电层分隔开。在此基础上，种子层中所包含的金属的扩散能力需低于导电层中金属的扩散能力，从而通过扩散能力相对较差的种子层增加导电层中金属向透明导电氧化
物层扩散的难度，从而从金属扩散趋势上将导电层和透明导电氧化物层分隔开。通过设置该种子层阻挡导电层的金属扩散，使导电层可以选取性能优良且成本较低的金属。进而实现优化单晶硅异质结太阳能电池结构，降低单晶硅异质结太阳能电池的生产成本，提升单晶硅异质结太阳能电池产品竞争力的技术效果。
[0011]另外，本专利技术提供的上述单晶硅异质结太阳能电池还可以具有如下附加技术特征：
[0012]在上述技术方案中，导电层包括：铜层，设于种子层上；种子层的成分包括以下中的至少一种：镍或镍合金、钛或钛合金、钛钨合金，银或银铜合金。
[0013]在该技术方案中，对导电层的结构以及和种子层的材质做出了限定。具体地，导电层包括铜层，铜具备导电率高且价格低廉的优点，但若直接将铜层设置在透明导电氧化物层上，铜的扩散会损伤单晶硅异质结太阳能电池，影响单晶硅异质结太阳能电池的使用寿命。对此，该技术方案在铜层和透明导电氧化物层之间设置了种子层，并具体限定了种子层的成分包括以下中的至少一种或组合：镍或镍合金、钛或钛合金、钛钨合金、银或银铜合金。其中，镍、镍合金、钛、钛合金、钛钨合金以及银或银包铜合金的扩散能力低于铜的扩散能力，通过选择上述材质制备种子层可以有效阻止铜向透明导电氧化物层的扩散趋势，从而可以在选取成本低廉性能优良的铜导电层的基础上避免单晶硅异质结太阳能电池被铜的扩散现象损毁。进而实现了提升单晶硅异质结太阳能电池安全性和可靠性，缩减单晶硅异质结太阳能电池生产成本，降低单晶硅异质结太阳能电池故障率的技术效果。
[0014]在上述任一技术方案中，单晶硅异质结太阳能电池还包括：非导电介质膜层，设于透明导电氧化物层上，非导电介质膜层覆盖透明导电氧化物层和和种子层；其中，非导电介质膜层的成分包括以下中的至少一种：氧化硅、氮化硅、氧化铝。
[0015]在该技术方案中，单晶硅异质结太阳能电池上还设置有非导电介质膜层，非导电介质膜层设置在透明导电氧化物层上。在完成非导电介质膜层的制备后，非导电介质膜层覆盖透明导电氧化物层，同时非导电介质膜层覆盖种子层。通过设置非导电介质膜层，可以在保障单晶硅异质结太阳能电池基本功能的基础上起到增透的作用，以提升单晶硅异质结太阳能电池的短路电流，同时，非导电介质膜层可以在电镀其他结构时起到保护透明导电氧化物层的作用。进而实现优化单晶硅异质结太阳能电池结构，提升单晶硅异质结太阳能电池安全性和可靠性，降低单晶硅异质结太阳能电池故障率的技术效果。
[0016]其中，非导电介质膜层的成分包括以下中的至少一种：氧化硅、氮化硅、氧化铝，以保证非导电介质膜层的绝缘可靠性。
[0017]在上述任一技术方案中，种子层对应的非导电介质膜层上设有使种子层裸露的开口；铜层设于开口中。
[0018]在该技术方案中，对非导电介质膜层的结构做出了细化说明。具体地，非导电介质膜层上设置有开口，开口开设在种子层的顶部。铜层设置在开口处，且部分铜层嵌入并封堵该开口。其中，种子层的形状对应于该单晶硅异质结太阳能电池的栅线电极图案，在透明导电氧化物层上完成种子层的制备，即完成了单晶硅异质结太阳能电池栅线电极图案的基本绘制，其后在种子层上制备铜层即可完成太阳能栅线电极的制备。具体生产过程中，需先在透明导电氧化物层上成型种子层，其后在透明导电氧化物层和种子层上成型非导电介质膜层，此时非导电介质膜层同时覆盖透明导电氧化物层和种子层，其后沿着种子层的延伸方
向在种子层上通过激光划刻形成与栅线电极图案对应的开口，最终在开口处成型填充开口的铜层，以确保铜层的形状对应于单晶硅异质结太阳能电池的预定栅线电极图案。进而实现优化单晶硅异质结太阳能电池结构，降低单晶硅异质结太阳能电池生产工艺复杂度，提升太阳能结构稳定性与可靠性的技术效果。
[0019]在上述任一技术方案中，单晶硅异质结太阳能电池开口的宽度小于种子层的宽度；一部分铜层嵌设于开口中，其余部分铜层的宽度不小于开口的宽度，且不大于种子层的宽度。
[0020]在该技术方案中，承接前述技术方案，对开口、铜层和种子层之间的尺寸关系做出了限定。具体地，通过垂直于透明导电氧化物层的面截取单晶硅异质结太阳能电池，以得到截面，其中该截面同时截取了透明导电氧化物层、非导电介质膜层、种子层和铜层。在该截面上，部分铜层嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶硅异质结太阳能电池，其特征在于，包括：由内至外依次设置的基材、透明导电氧化物层和种子层，所述种子层作为栅线电极图案；导电层，设于所述种子层上，作为与所述电极图案对应的电极；其中，所述种子层的扩散能力低于所述导电层的扩散能力，用于阻止其上的所述导电层扩散至所述透明导电氧化物层。2.根据权利要求1所述的单晶硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述导电层包括：铜层，设于所述种子层上；所述种子层的成分包括以下中的至少一种：镍或镍合金、钛或钛合金、钛钨合金，及银或银铜合金。3.根据权利要求2所述的单晶硅异质结太阳能电池，其特征在于，还包括：非导电介质膜层，设于所述透明导电氧化物层上，所述非导电介质膜层覆盖所述透明导电氧化物层和所述种子层；其中，所述非导电介质膜层的成分包括以下中的至少一种：氧化硅、氮化硅、氧化铝。4.根据权利要求3所述的单晶硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述种子层对应的所述非导电介质膜层上设有使所述种子层裸露的开口；所述铜层设于所述开口中。5.根据权利要求4所述的单晶硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述开口的宽度小于所述种子层的宽度；一部分所述铜层嵌设于所述开口中，其余部分所述铜层的宽度不小于所述开口的宽度，且不大于所述种子层的宽度。6.根据权利要求3所述的单晶硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：左国军，宋广华，
申请(专利权)人：常州捷佳创精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：