太阳能电池及其制备方法技术

本申请涉及太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池包括由上至下依次排布的第一电极、第一钝化层、半导体衬底、第二钝化层和第二电极，所述半导体衬底正面开设有多个间隔排列的第一沟槽，所述第一电极设置在所述第一沟槽内，位于所述第一沟槽内的半导体衬底与所述第一钝化层接触的表面设有第一偏光结构和/或第一电极的至少一个侧壁设有第三偏光结构。本申请通过在制绒前对半导体衬底开设沟槽，降低电极的遮光面积，通过二次制绒处理得到偏光结构，偏光结构能够增加光的折叠次数，使得太阳光照射时具有更长的光通路，促进光吸收，进而提升电池的光电转换效率。提升电池的光电转换效率。提升电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体太阳能电池
，尤其涉及太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着市场需求和行业技术的不断发展，近年来，太阳能电池技术受到越来越多的关注，传统的太阳能电池电极是印刷在太阳能电池的受光面上的，减少太阳能电池的受光面电极栅线的遮光面积是提高太阳能电池转化效率的重要方向，在太阳能电池的生产过程中，电池电极金属栅线的遮光问题导致进入电池本体的光通量减少，从而导致太阳能电池的短路电流较低；此外，通过丝网印刷后的太阳能电池还存在电极主栅拉力较低的问题，常规通过提高浆料的树脂量来提高拉力，但是，提升浆料中的树脂量会导致电池的电阻率增大。
[0003]因此，现在急需提出一种能够解决上述问题的太阳能电池。
[0004]申请内容
[0005]鉴于此，本申请为了克服上述缺陷，提供太阳能电池及其制备方法，能够减少电极的遮光损失，强化电池的陷光作用，加强光吸收，从而提高太阳能电池的光电转化效率。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括由上至下依次排布的第一电极、第一钝化层、半导体衬底、第二钝化层和第二电极，所述半导体衬底正面开设有多个间隔排列的第一沟槽，所述第一电极设置在所述第一沟槽内，位于所述第一沟槽内的半导体衬底与所述第一钝化层接触的表面设有第一偏光结构和/或第一电极的至少一个侧壁设有第三偏光结构。
[0007]可选地，所述半导体衬底背面开设有多个间隔排列的第二沟槽，所述第二电极设置在所述第二沟槽内，位于所述第二沟槽内的半导体衬底与所述第二钝化层接触的表面设有第二偏光结构和/或第二电极的至少一个侧壁设有第四偏光结构。
[0008]可选地，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的形貌包括圆弧面凹坑状、球状、锥状、柱状和笔状中的任意一种。
[0009]可选地，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的高度为50nm～1800nm，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的宽度为40nm～1500nm，所述第一偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第二偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第三偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第四偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1。
[0010]可选地，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽的宽度为20um～50um，所述第一沟槽的高度为所述第一电极高度的5％～90％和/或所述第二沟槽的高度为所述第二电极高度的5％～90％。
[0011]可选地，所述第一电极与所述第一沟槽至少一个侧壁之间设有第一空隙和/或所述第二电极与所述第二沟槽至少一个侧壁之间设有第二空隙，所述第一空隙内填充有第一纳米陷光层和/或第二空隙内填充有第二纳米陷光层。
[0012]可选地，所述太阳能电池包含如下技术特征a至c中至少一种：
[0013]a.所述第一纳米陷光层和/或第二纳米陷光层的厚度为50nm～1000nm；
[0014]b.所述第一纳米陷光层和/或第二纳米陷光层包括聚苯乙烯、二氧化硅、氧化锌、金、银中的任意一种；
[0015]c.所述第一纳米陷光层和/或第二纳米陷光层为单层结构。
[0016]可选地，所述第一空隙和/或第二空隙的宽度为50nm～1000nm。
[0017]可选地，所述第一钝化层包括非晶硅钝化层。
[0018]第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0019]提供半导体衬底，并在所述半导体衬底的正面形成多个间隔排列的第一沟槽；对所述半导体衬底的正面进行一次制绒处理形成表面纹理结构，并对所述第一沟槽内的表面纹理结构进行二次制绒处理，使得所述第一沟槽内的表面纹理结构转变为第一偏光结构；
[0020]在二次制绒后的所述半导体衬底的正面沉积第一钝化层，在形成有第一钝化层的所述第一沟槽内形成第一电极，得到太阳能电池。
[0021]可选地，所述方法还包括：
[0022]在所述半导体衬底的背面形成多个间隔排列的第二沟槽；
[0023]对所述半导体衬底的背面进行一次制绒处理形成表面纹理结构，对所述第二沟槽内的表面纹理结构进行二次制绒处理，使得所述第二沟槽内的表面纹理结构转变为第二偏光结构；
[0024]在二次制绒后的所述半导体衬底的背面沉积第二钝化层，在形成有第二钝化层的所述第二沟槽内形成第二电极。
[0025]可选地，所述方法还包括：
[0026]在所述第一电极的至少一个侧壁上形成第三偏光结构和/或在所述第二电极的至少一个侧壁上进行沉积形成第四偏光结构。
[0027]可选地，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的形貌包括圆弧面凹坑状、球状、锥状、柱状和笔状中的任意一种。
[0028]可选地，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的高度为50nm～1800nm，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的宽度为40nm～1500nm，所述第一偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第二偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第三偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第四偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1。
[0029]可选地，所述方法还包括：
[0030]所述第一电极与所述第一沟槽的至少一个侧壁之间形成第一空隙和/或所述第二电极与所述第二沟槽的至少一个侧壁之间形成第二空隙，采用微推注射法、提拉法、蒸发法和旋涂法中的任意一种方法将纳米陷光悬浮液填充至所述第一空隙和/或所述第二空隙内，使得第一空隙内形成第一纳米陷光层和/或第二空隙内形成第二纳米陷光层，所述纳米陷光悬浮液包括含有聚苯乙烯、二氧化硅、氧化锌、金、银中至少一种的悬浮液。
[0031]第三方面，本申请实施例提供一种光伏组件，所述光伏组件包括多个太阳能电池串，每个太阳能电池串包括第一方面所述的太阳能电池或第二方面所述的制备方法制得的太阳能电池。
[0032]本申请的有益效果是：
[0033](1)本申请通过在一次制绒后对第一沟槽和第二沟槽内的半导体衬底进行二次制绒处理、对电极侧壁进行处理，可以得到圆弧面凹坑状、球状、锥状、倒金字塔状、柱状和笔状的偏光结构，上述偏光结构能够增加光的折射以及反射，使得太阳光照射时具有更长的光通路，且上述偏光结构能够降低一次制绒形成的表面纹理结构的高宽比，从而降低电极的遮光面积，促进光吸收，进而提升电池的光电转换效率。
[0034](2)本申请在丝网印刷时将电极与沟槽之间形成空隙并填充纳米陷光层，纳米陷光层能够降低电池表面的反射率，从而增强光的吸收，进而提升电池的光电转换效率。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括由上至下依次排布的第一电极、第一钝化层、半导体衬底、第二钝化层和第二电极，所述半导体衬底正面开设有多个间隔排列的第一沟槽，所述第一电极设置在所述第一沟槽内，位于所述第一沟槽内的半导体衬底与所述第一钝化层接触的表面设有第一偏光结构和/或第一电极的至少一个侧壁设有第三偏光结构。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体衬底背面开设有多个间隔排列的第二沟槽，所述第二电极设置在所述第二沟槽内，位于所述第二沟槽内的半导体衬底与所述第二钝化层接触的表面设有第二偏光结构和/或第二电极的至少一个侧壁设有第四偏光结构。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的形貌包括圆弧面凹坑状、球状、锥状、柱状和笔状中的任意一种。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的高度为50nm～1800nm，所述第一偏光结构、第二偏光结构、第三偏光结构和第四偏光结构中的至少一种的宽度为40nm～1500nm，所述第一偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第二偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第三偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1，所述第四偏光结构的高度与宽度之比为(0.3～2.0):1。5.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽的宽度为20um～50um，所述第一沟槽的高度为所述第一电极高度的5％～90％和/或所述第二沟槽的高度为所述第二电极高度的5％～90％。6.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电极与所述第一沟槽至少一个侧壁之间设有第一空隙和/或所述第二电极与所述第二沟槽至少一个侧壁之间设有第二空隙，所述第一空隙内填充有第一纳米陷光层和/或第二空隙内填充有第二纳米陷光层。7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包含如下技术特征a至c中至少一种：a.所述第一纳米陷光层和/或第二纳米陷光层的厚度为50nm～1000nm；b.所述第一纳米陷光层和/或第二纳米陷光层包括聚苯乙烯、二氧化硅、氧化锌、金、银中的任意一种；c.所述第一纳米陷光层和/或第二纳米陷光层为单层结构。8.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一空隙和/或第二空隙的宽度为50nm～1000nm。9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层包括非晶硅钝化层。10.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彼克，金井升，张昕宇，
申请(专利权)人：晶科能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：