一种太阳能电池及其组件和系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种太阳能电池及其组件和系统，该太阳能电池包括：硅衬底及叠设于硅衬底背面的掺杂层，掺杂层设有背面电极；背面电极包括覆设于整个掺杂层背面的种子金属硅化物层及依次叠设于种子金属硅化物层的背面局部区域的种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层，种子金属硅化物层为钼硅化物层、镍硅化物层和钛硅化物层中的一层或多层叠加，种子金属氧化物薄层为钼氧化物薄层、镍氧化物薄层和钛氧化物薄层中的一层或多层叠加形成的薄层结构；种子金属硅化物层的未设有外金属层的背面区域还设有钝化抗划层。该太阳能电池无需额外增设钝化膜和激光开槽，结构更简单，且不易被划伤，接触电阻率更低，防金属烧穿性能更好，能降低电池成本。能降低电池成本。能降低电池成本。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其组件和系统


[0001]本技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种太阳能电池及其组件和系统。

技术介绍

[0002]太阳能电池，也称光伏电池，是一种能将太阳光直接转化为电能的电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。现有光伏电池领域中，晶体硅太阳能电池技术相对成熟，其应用也最广。然而，现有晶体硅太阳能电池仍然存在一些缺陷；例如，现有产业化晶体硅太阳能电池一般通过丝网印刷银浆料结合高温烧结工艺来完成金属化过程，以形成电极；然而，这一过程需采用大量价格昂贵的银浆，增加了晶体硅太阳能电池的材料成本。
[0003]因此，为降低太阳能电池的成本，目前，研发人员逐步对太阳能电池进行结构改进，如公开号CN113629155A提供的一种晶硅太阳能电池，其栅线电极包括形成于掺杂导电层之上的第一金属层(如硅化钛浆料)，形成于第一层金属层之上的介质导电层(如氮化钛浆料)，以及形成于介质导电层之上的第二金属层(如金属铝浆料)，该栅线电极无需使用价格高昂的银浆料，能降低其原料成本，且能实现较好的导电性能。然而，该晶硅太阳能电池的钝化介电层为氮化硅钝化膜，这种钝化膜容易被机械设备划伤，这大大降低了太阳能电池的生产良率，也会进一步导致太阳能电池的生产成本的提高；而且，在该晶硅太阳能电池的制备工艺中，为实现钝化减反射效果，在制备栅线电极之前，还需额外增加制备氮化硅钝化膜和激光开槽，这显然增加了电池的制备工序，进而使电池结构更复杂，延长了电池的制备周期，这也会进一步影响电池的生产成本。

技术实现思路

[0004]本技术的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种太阳能电池，以在简化电池结构的同时，使该电池还具备不易被划伤、接触电阻率更低、防金属烧穿性能更好、成本低的优点。
[0005]本技术的目的之二在于提供一种太阳能电池组件。
[0006]本技术的目的之三在于提供一种太阳能电池系统。
[0007]基于此，本技术公开了一种太阳能电池，包括硅衬底及叠设于所述硅衬底背面的掺杂层，所述掺杂层设有背面电极；所述背面电极包括覆设于整个掺杂层背面的种子金属硅化物层及依次叠设于种子金属硅化物层的背面局部区域的种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层，所述种子金属硅化物层为钼硅化物层、镍硅化物层和钛硅化物层中的一层或多层叠加，所述种子金属氧化物薄层为钼氧化物薄层、镍氧化物薄层和钛氧化物薄层中的一层或多层叠加形成的薄层结构；所述种子金属硅化物层的未设有外金属层的背面区域还设有钝化抗划层。
[0008]优选地，所述种子金属氧化物薄层的厚度小于或等于20nm。
[0009]优选地，所述钝化抗划层为种子金属氧化物形成的结构。
[0010]优选地，所述种子金属硅化物层、种子金属氧化物薄层、混合导电层和钝化抗划层为一体成型结构。
[0011]优选地，所述外金属为铜、铝和银中的一种或多种形成的合金；所述外金属层为铜层、铝层、银层或其合金层；
[0012]所述混合导电层为种子金属氧化物与外金属相互扩散形成。
[0013]进一步优选地，所述外金属层为铜层、铝层或其合金层。
[0014]优选地，所述种子金属硅化物层的厚度小于或等于30nm；所述混合导电层的厚度为10
‑
130nm；所述外金属层的厚度为5
‑
20um；所述钝化抗划层的厚度为10
‑
150nm。
[0015]优选地，所述掺杂层包括依次叠设于硅衬底背面的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层。
[0016]优选地，所述的一种太阳能电池，还包括位于硅衬底正面的正面电极。
[0017]本技术还公开了一种太阳能电池，包括硅衬底及叠设于所述硅衬底背面的掺杂层，所述掺杂层设有背面电极；所述背面电极包括覆设于整个掺杂层背面的种子金属硅化物层及依次叠设于种子金属硅化物层的背面局部区域的种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层，所述种子金属硅化物层为钼硅化物、镍硅化物和钛硅化物中的至少两种形成的合金层，所述种子金属氧化物薄层为钼氧化物、镍氧化物和钛氧化物中的至少两种形成的合金薄层；所述种子金属硅化物层的未设有外金属层的背面区域还设有钝化抗划层。
[0018]本技术还公开了一种太阳能电池，包括硅衬底及叠设于所述硅衬底背面的掺杂层，所述掺杂层包括依次交替排布的P型掺杂区和N型掺杂区，所述P型掺杂区与N型掺杂区之间设有隔离区，所述P型掺杂区设有正电极，且所述N型掺杂区设有负电极；正电极包括设于掺杂层背面的种子金属硅化物层及依次叠设于对应P型掺杂区的种子金属硅化物层的背面局部区域的种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层，所述负电极包括所述种子金属硅化物层及依次叠设于对应N型掺杂区的所述种子金属硅化物层的背面局部区域的种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层，所述种子金属硅化物层为钼硅化物层、镍硅化物层和钛硅化物层中的一层或多层叠加，所述种子金属氧化物薄层为钼氧化物薄层、镍氧化物薄层和钛氧化物薄层中的一层或多层叠加形成的薄层结构；所述种子金属硅化物层的未设有外金属层的背面区域还设有钝化抗划层。
[0019]本技术还公开了一种太阳能电池组件，包括依次层叠设置的前层、封装层、电池和光伏背板，所述电池为上述的一种太阳能电池。
[0020]本技术还公开了一种太阳能电池系统，包括一个或一个以上的太阳能电池组件，所述太阳能电池组件是上述的一种太阳能电池组件。
[0021]与现有技术相比，本技术至少包括以下有益效果：
[0022](1)本技术的太阳能电池无需额外增设钝化膜和激光开槽，结构更简单，故而能简化电池的制备工序，缩短了电池的制备周期，大大降低电池生产成本。
[0023](2)所得太阳能电池中，钝化抗划层不仅能起到钝化减反射效果，还能使该太阳能电池不易被机械设备划伤，大大提高电池的生产良率，进一步降低电池的生产成本；(3)该背面电极包括依次叠设的种子金属硅化物层、种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层的四层结构，这是一种新的背面电极，相比如CN113629155A的现有晶硅太阳能电池(其第一金属层与掺杂导电层仅在栅线区域局域接触)的栅线电极，这种新的背面电极中，由于种子金属硅化物层与掺杂层之间是整面接触，所以接触面积更大，具有更好的电接触能力和
电子收集能力，能更好的降低接触电阻率，且种子金属硅化物层、混合导电层和外金属层均为导电层，均具有好的导电性能，进而该新的背面电极具有更好的导电性能；(4)靠近掺杂层的种子金属硅化物层和靠近外金属层的混合导电层还能将掺杂层与外金属层分隔开，以防止外金属层在热处理过程中烧穿掺杂层而污染硅衬底，故而能降低金属复合损失；相比种子金属硅化物层和混合导电层，种子金属氧化物薄层是防金属烧穿性能更好的常温绝缘层，将这层常温下具有绝缘性能的种子金属氧化物薄层设置在种子金属硅化物层与混合导电层之间，与种子金属硅化物层及混合导电层共同配合，能大大提升掺杂层与外金属层的分隔效果，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括硅衬底及叠设于所述硅衬底背面的掺杂层，所述掺杂层设有背面电极；所述背面电极包括覆设于整个掺杂层背面的种子金属硅化物层及依次叠设于种子金属硅化物层的背面局部区域的种子金属氧化物薄层、混合导电层和外金属层，所述种子金属硅化物层为钼硅化物层、镍硅化物层和钛硅化物层中的一层或多层叠加，所述种子金属氧化物薄层为钼氧化物薄层、镍氧化物薄层和钛氧化物薄层中的一层或多层叠加形成的薄层结构；所述种子金属硅化物层的未设有外金属层的背面区域还设有钝化抗划层；所述混合导电层为种子金属氧化物与外金属相互扩散形成。2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述种子金属氧化物薄层的厚度小于或等于20nm。3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述钝化抗划层为种子金属氧化物形成的结构。4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述种子金属硅化物层、种子金属氧化物薄层、混合导电层和钝化抗划层为一体成型结构。5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述外金属层为铜层、铝层、银层或其合金层。6.根据权利要求5所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述外金属层为铜层、铝层或其合金层。7.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述种子金属硅化物层的厚度小于或等于30nm；所述混合导电层的厚度为10
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130nm；所述外金属层的厚度为5
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20um；所述钝化抗划层的厚度为10
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150nm。8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述掺杂层包括依次叠设于硅衬底背面的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层。9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，还包括位于硅衬底正面的正面电极。10.一种太阳能电池，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：季根华，沈承焕，陈程，张耕，曹俊，赵影文，包杰，胡圣杰，钱嘉伟，陈嘉，马丽敏，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：