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一种太阳能电池及其制造方法技术

技术编号:40165757 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-26 23:37
本发明专利技术公开了一种太阳能电池及其制造方法,涉及光伏技术领域,以提高绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层对半导体基底侧面的钝化效果。所述太阳能电池包括:半导体基底、第一钝化层、第一掺杂半导体层、绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层。半导体基底的至少部分侧面为平面、且表面晶向为[110],表面晶向为[110]的侧面在半导体基底的所有侧面中的占比大于等于90%。第一钝化层和第一掺杂半导体层依次层叠设置在半导体基底的向光面和/或背光面上。绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层依次层叠覆盖在半导体基底的所有侧面上。层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度大于层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏,尤其涉及一种太阳能电池及其制造方法


技术介绍

1、钝化接触太阳能电池能够通过钝化层将金属电极与半导体基底隔离开,大幅减小了金属接触复合。另外,在实际制造钝化接触太阳能电池的过程中,一般会先对所要制造的钝化接触太阳能电池的半导体基底进行制绒处理,以在半导体基底的向光面形成具有陷光作用的金字塔型绒面结构,提高太阳能电池对光能的利用率。

2、但是,基于采用湿化学处理后的半导体基底所制造的现有钝化接触太阳能电池的电学性能不佳。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池及其制造方法,用于提高绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层对半导体基底侧面的钝化效果,利于提高太阳能电池的电学性能。

2、为了实现上述目的,第一方面,本专利技术提供了一种太阳能电池,该太阳能电池包括:半导体基底、第一钝化层、第一掺杂半导体层、绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层。上述半导体基底的向光面和背光面为金字塔型绒面。半导体基底的至少部分侧面为平面、且表面晶向为[110],表面晶向为[110]的侧面在半导体基底的所有侧面中的占比大于等于90%。沿半导体基底的厚度方向,第一钝化层和第一掺杂半导体层依次层叠设置在半导体基底的向光面和/或背光面上。沿背离半导体基底的方向,绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层依次层叠覆盖在半导体基底的所有侧面上。绕镀钝化层与第一钝化层一体成型,绕镀掺杂半导体层和第一掺杂半导体层一体成型。层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度大于层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度。

3、采用上述技术方案的情况下,与平坦的抛光面相比,金字塔型绒面的比表面积更大、且具有陷光作用。基于此,当半导体基底的向光面和背光面为金字塔型绒面时,可以使得更多的光线经向光面和背光面折射至半导体基底内,使得太阳能电池具有较高的光电转换效率。其次,太阳能电池包括的第一钝化层和第一掺杂半导体层依次层叠设置在半导体基底的向光面和/或背光面上,以对半导体基底的相应表面进行钝化、且实现对载流子的选择性收集,降低半导体基底与层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层相接触一侧的载流子复合速率。而在实际制造过程中,在半导体基底的向光面和/或背光面上形成上述层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层时,会因绕镀而在半导体基底的侧壁形成层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层。上述绕镀钝化层可以对半导体基底的侧面进行化学钝化,绕镀掺杂半导体层可以对半导体基底进行场效应钝化,降低半导体基底侧面的载流子复合速率。在上述情况下,因半导体基底的至少部分侧面为平面、且表面晶向为[110],表面晶向为[110]的侧面在半导体基底的所有侧面中的占比大于等于90%,换句话说半导体基底的侧面中90%及以上均为平面;并且,与绒面相比,平面的比表面积更小,同时表面的比表面积的大小与形成在该表面上的膜层的厚度成反比,故与半导体基底的大部分侧面或全部侧面为绒面相比,当半导体基底的侧面中90%及以上均为平面时,可以使得层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度大于层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度。基于此,在一定范围内,厚度更大的绕镀钝化层对半导体基底侧面的化学钝化效果更高,并且厚度更大的掺杂半导体层对半导体基底侧面的场效应钝化效果更高,可以进一步降低半导体基底侧面的载流子复合速率,利于提高太阳能电池的电学性能。

4、作为一种可能的实现方案,上述表面晶向为[110]的侧面的比表面积大于等于1、且小于等于1.2。

5、采用上述技术方案的情况下,表面晶向为[110]的侧面的比表面积在上述范围内,可以防止因上述比表面积值较大而导致半导体基底的所有侧面中90%及以上的部分比表面积相对较大使得层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度增大程度不明显,确保绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层对表面晶向为[110]的侧面具有较高的表面钝化效果,进而确保太阳能电池具有较高的电学性能。

6、作为一种可能的实现方案,上述层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度大于等于30nm、且小于等于45nm。

7、采用上述技术方案的情况下,上述层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度在上述范围内,可以防止因上述总厚度值较小而导致绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层对表面晶向为[110]的侧面的表面钝化效果提升不明显,确保半导体基底中表面晶向为[110]的侧面处载流子复合速率较低。同时,因绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层分别与第一钝化层和第一掺杂半导体层一体成型,故绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层的总厚度与第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度成正比。基于此,在层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度在上述范围内,也可以防止第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度较小,确保由第一钝化层和第一掺杂半导体层构成的选择性接触结构具有良好的界面钝化和载流子收集能力。另外,还可以防止因上述总厚度值较大而导致制造绕镀钝化层、绕镀掺杂半导体、第一钝化层和第一掺杂半导体层的耗材使用量较大,利于控制太阳能电池的制造成本;还可以防止因第一钝化层的厚度较大而导致自身的隧穿电阻较大,确保太阳能电池具有较高的电学性能。

8、作为一种可能的实现方案,上述层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度为第一厚度。层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度为第二厚度。第一厚度与第二厚度的差值大于10nm、且小于等于20nm。

9、采用上述技术方案的情况下,第一厚度和第二厚度的差值在上述范围内,可以防止因第一厚度和第二厚度的差值较小使得绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度(即第一厚度)较小而导致二者对半导体基底侧面的钝化效果提升程度不明显,确保半导体基底中表面晶向为[110]的侧面处具有较低的载流子复合速率。另外,如前文所述,表面的比表面积的大小与形成在该表面上的膜层的厚度成反比,因此在第一钝化层和第一掺杂半导体层的总厚度(即第二厚度)一定的情况下,为获得较大的第一厚度则需要表面晶向为[110]的侧面尽可能平坦。在上述情况下,第一厚度和第二厚度的差值在上述范围内,还可以防止因第一厚度和第二厚度的差值较大使得第一厚度较大而导致在实际制造过程中对表面晶向为[110]的侧面的抛光精度要求较高,利于降低太阳能电池的制造难度。

10、作为一种可能的实现方案,上述半导体基底的部分侧面为金字塔型绒面、且表面晶向为[111],每个表面晶向为[111]的侧面位于相邻两个表面晶向为[110]的侧面之间。

11、采用上述技术方案的情况下,半导体基底的所有侧面中,表面晶向为[110]的侧面占比大于等于90%,可以得出表面晶向为[111]的侧面占比本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,表面晶向为[110]的侧面的比表面积大于等于1、且小于等于1.2。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度大于等于30nm、且小于等于45nm;

4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述半导体基底的部分侧面为金字塔型绒面、且表面晶向为[111],每个表面晶向为[111]的侧面位于相邻两个表面晶向为[110]的侧面之间。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化层和所述绕镀钝化层的材料均为本征非晶硅和/或本征微晶硅。

6.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述金字塔型绒面为正字金字塔型绒面;和/或,

7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化层和所述第一掺杂半导体层仅层叠设置在所述半导体基底的向光面或背光面;所述第一掺杂半导体层的导电类型与所述半导体基底的导电类型相反;

8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述半导体基底的向光面和背光面上均设置有所述第一钝化层和所述第一掺杂半导体层,且位于向光面一侧的所述第一掺杂半导体层与位于所述背光面一侧的所述掺杂半导体层的导电类型相反。

9.一种太阳能电池的制造方法,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制造方法,其特征在于,在所述第一掺杂半导体层的导电类型与所述半导体基底的导电类型相同的情况下,所述对所述半导体切片进行制绒处理后,所述太阳能电池的制造方法还包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,表面晶向为[110]的侧面的比表面积大于等于1、且小于等于1.2。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述层叠设置的绕镀钝化层和绕镀掺杂半导体层位于表面晶向为[110]的侧面上的部分的总厚度大于等于30nm、且小于等于45nm;

4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述半导体基底的部分侧面为金字塔型绒面、且表面晶向为[111],每个表面晶向为[111]的侧面位于相邻两个表面晶向为[110]的侧面之间。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化层和所述绕镀钝化层的材料均为本征非晶硅和/或本征微晶硅。

6.根据权利要求1~5任一项所述的太阳能电池,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:殷实杨苗冯磊陈剑杨甜甜魏艳敏高妍曲铭浩徐希翔
申请(专利权)人:隆基绿能科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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