一种太阳能电池及其接触结构、电池组件及光伏系统技术方案

本实用新型专利技术适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池及其接触结构、电池组件及光伏系统，该接触结构包括间隔设置于硅衬底背面的凹槽；设置在硅衬底背面的第一电介质层；设置在第一电介质层上，且设置在凹槽内的第一选择性接触区域和设置在凹槽外的第二选择性接触区域；设置于第一选择性接触区域和第二选择性接触区域之间的第二电介质层；及设置在第一选择性接触区域和第二选择性接触区域上的导电层；第一选择性接触区域和第二选择性接触区域中的至少一个为非硅接触层，且一者为空穴选择性接触区域，另一者为电子选择性接触区域。本实用新型专利技术提供的接触结构解决了现有掺杂多晶硅制备时存在工艺难度高、工艺复杂、设备昂贵、及能耗高的问题。及能耗高的问题。及能耗高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其接触结构、电池组件及光伏系统


[0001]本技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池及其接触结构、电池组件及光伏系统。

技术介绍

[0002]在晶体硅太阳能电池中，电池的效率损失可以分为电学损失和光学损失两个方面，电学损失重要组成部分为金属
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半导体接触引起的复合损失和电阻损失，而光学损失的重要组成部分为受光面金属栅线的遮挡。
[0003]其中钝化金属接触结构具有显著的电学性能，可同时获得低接触电阻率和低表面复合，此结构由一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层(P型或N型)组成。由于掺杂多晶硅层对光的吸收属于寄生性吸收，即对光生电流没有贡献，因此钝化金属接触结构多用于电池的背面，使得电池的前表面彻底避免了金属栅线的遮挡。其太阳能电池上接收的太阳辐射产生电子和空穴，这些电子和空穴迁移到掺杂多晶硅层，进而在掺杂多晶硅层之间产生电压差。
[0004]现有P型掺杂多晶硅层与N型掺杂多晶硅层直接在硅片背面进行沉积，然而其相互之间无阻隔连接在一起时会产生漏电等不良现象。因此为解决上述无阻隔产生的问题，其通过在P型掺杂多晶硅层与N型掺杂多晶硅层之间开设一条宽度极窄的沟槽来实现P型掺杂多晶硅层与N型掺杂多晶硅层的分离，或者在硅片背面上设置间隔区以防止P型掺杂多晶硅层与N型掺杂多晶硅层直接接触，从而避免发生漏电降低电池开路电压。然而现有其沟槽采用激光开孔或者湿法刻蚀制备，此时由于现有沟槽宽度为几十微米，对于宽度控制要求高，使得制备难度大及仅采用单层电介质层钝化，然而采用单层电介质层进行钝化，其钝化效果较差，且产生的内背反射效果差。而在硅片背面上设置间隔区则导致对沉积时的对位精度要求很高，此时工艺制备难度大。
[0005]同时，其掺杂多晶硅层需要经过如磷扩散或硼扩散的高温工艺制备得到，首先掺杂多晶硅层制备时采用高温工艺达700
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1000℃，其温度需求高使得设备能耗高，而掺杂多晶硅层采用高温工艺制备时常需要使用等离子增强化学气相沉积(PECVD)或常压化学气相沉积(APCVD)设备，其设备造价昂贵，同时其制备工艺较复杂。同时磷扩散或硼扩散通常采用通入含氮磷砷等元素、或含硼铝镓等元素的源气体的方式进行热扩散，而其中所使用的磷烷或硼烷等气体有毒又易燃易爆，而且后续需要800℃的高温退火造成较高热损耗，其成本较高，而磷扩散或硼扩散工艺完成后会产生磷硅玻璃或硼硅玻璃，此时需要清洗工艺去除磷硅玻璃或硼硅玻璃，使得还需要增加相应的后清洗工艺，使得其掺杂多晶硅层制备时存在工艺复杂、设备昂贵、及高温能耗高等问题。

技术实现思路

[0006]本技术实施例的目的在于提供一种太阳能电池的接触结构，旨在解决现有将不同类型的掺杂多晶硅进行分隔开时所产生的工艺难度高，及掺杂多晶硅制备时存在工艺
复杂、设备昂贵、及能耗高的问题。
[0007]本技术实施例是这样实现的，一种太阳能电池的接触结构，包括：
[0008]间隔设置于硅衬底背面的凹槽；
[0009]设置在所述硅衬底背面的第一电介质层；
[0010]设置在所述第一电介质层上，且设置在所述凹槽内的第一选择性接触区域；
[0011]设置在所述第一电介质层上，且设置在所述凹槽外的第二选择性接触区域；
[0012]设置于所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域之间的第二电介质层，所述第二电介质层为至少一层；及
[0013]设置在所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域上的导电层；
[0014]其中，所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域中的其中一者为空穴选择性接触区域，其中另一者为电子选择性接触区域；所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域中的至少一个为非硅接触层。
[0015]更进一步的，所述空穴选择性接触区域和所述电子选择性接触区域均为非硅接触层。
[0016]更进一步的，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层的功函数大于或等于5.0eV，所述电子选择性接触区域中非硅接触层的功函数小于或等于4.2eV。
[0017]更进一步的，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的导带带阶大于所述空穴选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的价带带阶；
[0018]所述电子选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的导带带阶小于所述电子选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的价带带阶。
[0019]更进一步的，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层为功函数大于或等于5.0eV的第一过渡金属氧化物层。
[0020]更进一步的，所述电子选择性接触区域中非硅接触层为功函数小于或等于4.2eV的金属层、碱金属卤化物层、或碳酸盐层。
[0021]更进一步的，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层为第二过渡金属氧化物层、碘化物层、或导电聚合物层。
[0022]更进一步的，所述电子选择性接触区域中非硅接触层为金属氧化物层、金属硫化物层、或金属氮化物层。
[0023]更进一步的，所述第一过渡金属氧化物层包括氧化钼层、氧化钒层、氧化钨层、及氧化铬层。
[0024]更进一步的，所述金属层包括钙层、镁层、钪层、镱层、及铪层；
[0025]所述碱金属卤化物层包括氟化锂层、氟化镁层、氟化铯层、氯化铯层、溴化铯、及碘化铯；
[0026]所述碳酸盐层包括碳酸铯层、碳酸钾层、碳酸铷层、碳酸钙层、碳酸锶层、及碳酸钡层。
[0027]更进一步的，所述第二过渡金属氧化物层包括氧化镍层、及氧化铜层，所述碘化物层包括碘化铜层。
[0028]更进一步的，所述金属氧化物层包括氧化钛层、氧化镁层、氧化锌层、氧化锡层、氧化钽层、氧化钡层、及氧化铌层；
[0029]所述金属硫化物层包括硫化锌层、硫化镉层、及硫化铟层；
[0030]所述金属氮化物层包括氮化钽层、及氮化钛层。
[0031]更进一步的，所述第二选择性接触区域设于所述凹槽之外的部分区域。
[0032]更进一步的，设置于所述凹槽中的第一电介质层和第一选择性接触区域的总厚度小于等于所述凹槽的深度。
[0033]更进一步的，设置于所述凹槽中的第一电介质层和第一选择性接触区域的总厚度大于所述凹槽的深度。
[0034]更进一步的，所述第一电介质层为隧穿氧化层、本征碳化硅层、及本征非晶硅层中的一种或多种组合。
[0035]更进一步的，所述第二电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、本征碳化硅层、本征非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。
[0036]更进一步的，所述第二电介质层覆盖在所述第一选择性接触区域与所述第二选择性接触区域之间的区域上、或延伸覆盖至所述第一选择性接触区域和/或所述第二选择性接触区域上。
[0037]更进一步的，位于所述第一选择性接触区域与所述第二选择性接触区域之间区域的硅衬底背面具有粗糙纹理结构。
[0038]更进一步的，所述第一电介质层覆盖在所述第一选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的接触结构，其特征在于，包括：间隔设置于硅衬底背面的凹槽；设置在所述硅衬底背面的第一电介质层；设置在所述第一电介质层上，且设置在所述凹槽内的第一选择性接触区域；设置在所述第一电介质层上，且设置在所述凹槽外的第二选择性接触区域；设置于所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域之间的第二电介质层，所述第二电介质层为至少一层；及设置在所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域上的导电层；其中，所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域中的其中一者为空穴选择性接触区域，其中另一者为电子选择性接触区域；所述第一选择性接触区域和所述第二选择性接触区域中的至少一个为非硅接触层。2.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，所述空穴选择性接触区域和所述电子选择性接触区域均为非硅接触层。3.如权利要求2所述的接触结构，其特征在于，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层的功函数大于或等于5.0eV，所述电子选择性接触区域中非硅接触层的功函数小于或等于4.2eV。4.如权利要求2所述的接触结构，其特征在于，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的导带带阶大于所述空穴选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的价带带阶；所述电子选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的导带带阶小于所述电子选择性接触区域中非硅接触层与硅之间形成的价带带阶。5.如权利要求3所述的接触结构，其特征在于，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层为功函数大于或等于5.0eV的第一过渡金属氧化物层。6.如权利要求3所述的接触结构，其特征在于，所述电子选择性接触区域中非硅接触层为功函数小于或等于4.2eV的金属层、碱金属卤化物层、或碳酸盐层中的一种。7.如权利要求4所述的接触结构，其特征在于，所述空穴选择性接触区域中非硅接触层为第二过渡金属氧化物层、碘化物层、或导电聚合物层中的一种。8.如权利要求4所述的接触结构，其特征在于，所述电子选择性接触区域中非硅接触层为金属氧化物层、金属硫化物层、或金属氮化物层中的一种。9.如权利要求5所述的接触结构，其特征在于，所述第一过渡金属氧化物层包括氧化钼层、氧化钒层、氧化钨层、及氧化铬层中的一种。10.如权利要求6所述的接触结构，其特征在于，所述金属层包括钙层、镁层、钪层、镱层、及铪层中的一种；所述碱金属卤化物层包括氟化锂层、氟化镁层、氟化铯层、氯化铯层、溴化铯层、及碘化铯层中的一种；所述碳酸盐层包括碳酸铯层、碳酸钾层、碳酸铷层、碳酸钙层、碳酸锶层、及碳酸钡层中的一种。11.如权利要求7所述的接触结构，其特征在于，所述第二过渡金属氧化物层包括氧化镍层、及氧化铜层中的一种，所述碘化物层包括碘化铜层。
12.如权利要求8所述的接触结构，其特征在于，所述金属氧化物层包括氧化钛层、氧化镁层、氧化锌层、氧化锡层、氧化钽层、氧化钡层、及氧化铌层中的一种；所述金属硫化物层包括硫化锌层、硫化镉层、及硫化铟层中的一种；所述金属氮化物层包括氮化钽层、及氮化钛层中的一种。13.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，所述第二选择性接触区域设于所述凹槽之外的部分区域。14.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，设置于所述凹槽中的第一电介质层和第一选择性接触区域的总厚度小于等于所述凹槽的深度。15.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，设置于所述凹槽中的第一电介质层和第一选择性接触区域的总厚度大于所述凹槽的深度。16.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，所述第一电介质层为隧穿氧化层、本征碳化硅层、及本征非晶硅层中的一种。17.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，所述第二电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、本征碳化硅层、本征非晶硅层及氧化硅层中的一种。18.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，所述第二电介质层覆盖在所述第一选择性接触区域与所述第二选择性接触区域之间的区域上、或延伸覆盖至所述第一选择性接触区域和/或所述第二选择性接触区域上。19.如权利要求1所述的接触结构，其特征在于，位于所述第一选择性接触区域与所述第二选择性接触区域之间区域的硅衬底背...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱开富，林文杰，王永谦，杨新强，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：