一种太阳能电池的制备工艺及太阳能电池、组件和系统技术方案

本发明专利技术公开一种太阳能电池的制备工艺、电池、组件和系统，制备工艺包括：制备掺杂层；第一次制备种子金属；经第一次热处理，使种子金属背面部分氧化，并使种子金属与掺杂层在界面形成种子金属硅化物层；第二次制备种子金属；局域制备外金属，经第二次热处理，使种子金属与外金属在界面形成的种子金属

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池的制备工艺及太阳能电池、组件和系统


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种太阳能电池的制备工艺及太阳能电池、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阻挡金属扩散和电流传输性能均还有待提升；而且，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；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，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]本专利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的制备工艺，该制备工艺无需额外增加制备钝化膜和激光开槽，工序更少，且所得的太阳能电池不易被划伤、生产良率高，接触电阻率更低，电流传输性能更好，防金属烧穿性能更好，还能降低电池成本。
[0005]本专利技术的目的之二在于克服现有技术的不足，提供上述制备工艺所制得的一种太阳能电池，以使该电池具备不易被划伤、接触电阻率更低、电流传输性能更好、防金属烧穿性能更好、成本低的优点。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种太阳能电池组件。
[0007]本专利技术的目的之四在于提供一种太阳能电池系统。
[0008]基于此，本专利技术公开了一种太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：
[0009]步骤S1，在硅衬底的背面制备掺杂层；
[0010]步骤S2，在所述掺杂层的背面第一次制备种子金属；
[0011]步骤S3，对第一次制备后的种子金属进行第一次热处理，以使种子金属的背面部分氧化为种子金属氧化物，并使种子金属与掺杂层在界面反应形成种子金属硅化物层；
[0012]步骤S4，在所述种子金属氧化物的背面第二次制备种子金属；
[0013]步骤S5，在第二次制备的种子金属的背面局域制备外金属，再进行第二次热处理，以使第二次制备的种子金属与外金属在界面反应形成种子金属
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外金属合金体，且其余的种子金属完全氧化成种子金属氧化物，进而种子金属
‑
外金属合金体与种子金属氧化物在界面相互扩散形成混合导电层，而远离混合导电层的种子金属氧化物形成种子金属氧化物薄层，远离混合导电层的外金属形成外金属层，且未被外金属覆盖的种子金属氧化物形成钝化抗划层；
[0014]其中，所述种子金属为钛、镍和钼中的一种或多种形成的合金。
[0015]优选地，所述种子金属
‑
外金属合金体为种子金属与外金属的化合物；或者，所述种子金属
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外金属合金体为种子金属与外金属的化合物及外金属形成的复合体；亦或，所述种子金属
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外金属合金体为种子金属与外金属的化合物、外金属及种子金属形成的复合体；
[0016]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。
[0017]优选地，所述种子金属氧化物薄层的厚度小于或等于20nm。
[0018]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。
[0019]进一步优选地，所述外金属层为铜层、铝层或其合金层。
[0020]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
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20um；所述钝化抗划层的厚度为10
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150nm。
[0021]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。
[0022]优选地，所述第一次热处理和第二次热处理是在温度为700
‑
900℃的含氧气的气氛中进行。
[0023]优选地，在所述步骤S1之前，还包括对硅衬底的背面进行预处理，以使硅衬底的背面形成平面结构的步骤。
[0024]本专利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镍硅化物层、钛硅化物层和钼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镍氧化物薄层、钛氧化物薄层和钼氧化物薄层中的一层或多层叠加形成的薄层结构，所述混合导电层为种子金属氧化物与种子金属
‑
外金属合金体相互扩散形成的结构；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。
[0025]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。
[0026]本专利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镍硅化物、钛硅化物和钼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镍氧化物、钛氧化物和钼氧化物中的至少两种形成的合金薄层，所述混合导电层为种子金属氧化物与种子金属
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外金属合金体相互扩散形成
的结构；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。
[0027]本专利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制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在硅衬底的背面制备掺杂层；步骤S2，在所述掺杂层的背面第一次制备种子金属；步骤S3，对第一次制备后的种子金属进行第一次热处理，以使种子金属的背面部分氧化为种子金属氧化物，并使种子金属与掺杂层在界面反应形成种子金属硅化物层；步骤S4，在所述种子金属氧化物的背面第二次制备种子金属；步骤S5，在第二次制备的种子金属的背面局域制备外金属，再进行第二次热处理，以使第二次制备的种子金属与外金属在界面反应形成种子金属
‑
外金属合金体，且其余的种子金属完全氧化成种子金属氧化物，进而种子金属
‑
外金属合金体与种子金属氧化物在界面相互扩散形成混合导电层，而远离混合导电层的种子金属氧化物形成种子金属氧化物薄层，远离混合导电层的外金属形成外金属层，且未被外金属覆盖的种子金属氧化物形成钝化抗划层；其中，所述种子金属为钛、镍和钼中的一种或多种形成的合金。2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述种子金属
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外金属合金体为种子金属与外金属的化合物；或者，所述种子金属
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外金属合金体为种子金属与外金属的化合物及外金属形成的复合体；亦或，所述种子金属
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外金属合金体为种子金属与外金属的化合物、外金属及种子金属形成的复合体；所述外金属层为铜层、铝层、银层或其合金层。3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备工艺，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。4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备工艺，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2所述的一种太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述外金属层为铜层、铝层或其合金层。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的一种太阳能电池的制备工艺，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。7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备工艺，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。8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备工艺，其特征在于，所述第一次热处理和第二次热处理是在温度为700
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900℃的含氧气的气氛中进行。9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的制备工艺，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括对硅衬底的背面进行预处理，以使硅衬底的背面形成平面结构的步骤。10.根据权利要求1
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9任意一项所述的制备工艺制得的一种太阳能电池，其特征在于，包括硅衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈承焕，季根华，陈程，张耕，曹俊，赵影文，包杰，杨俊楠，黄策，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：发明
国别省市：