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太阳能电池、光伏组件及光伏系统技术方案

技术编号:41202664 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-07 22:28
本申请涉及一种太阳能电池、光伏组件及光伏系统。该太阳能电池包括:衬底、第一掺杂层、钝化接触结构、异质结结构、第一电极和第二电极;衬底具有相对的第一面和第二面;第一掺杂层覆盖所述第一面;钝化接触结构设置在第一掺杂层背离衬底的一侧;钝化接触结构在第一面的正投影位于第一面之内;第一电极设置在钝化接触结构背离衬底的一侧,并与钝化接触结构电连接;异质结结构覆盖第二面;第二电极设置在异质结结构背离衬底的一侧,并与异质结结构电连接。如此,在改善太阳能电池的UV衰减的同时,提高太阳能电池的短路电流,使太阳能电池保持较高的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及光伏,特别是涉及一种太阳能电池、光伏组件及光伏系统


技术介绍

1、太阳能电池,也称为光伏电池,是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品,不会引起环境污染,而且太阳能是可再生资源,因此,太阳能电池是一种有广阔发展前景的新型电池。

2、目前,主流电池有隧穿氧化层钝化接触电池(tunnel oxide passivatedcontact,简称topcon)、叉指背接触电池(interdigitated back contact,简称ibc)和异质结电池(heterojunction,简称hjt)等,异质结电池由于具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,成为高转换效率硅基太阳能电池的热点方向之一。

3、然而,与其他类型的电池相比,异质结电池的非晶硅/微晶硅层容易受到紫外线辐射而发生破坏,相较于其他种类电池效率衰减更快,从而导致组件效率和功率的衰减。此外,异质结电池由于正面覆盖的非晶硅/微晶硅层具有较高的光吸收损失,相比其他类型的电池,异质结电池在短路电流方面也处于劣势。
技术实现思路

4、基于此,本申请提供一种太阳能电池、光伏组件及光伏系统,以在改善太阳能电池的uv衰减的同时,提高太阳能电池的短路电流,从而使得太阳能电池保持较高的效率。

5、本申请第一方面的实施例提供了一种太阳能电池,包括衬底、第一掺杂层、钝化接触结构、异质结结构、第一电极和第二电极;衬底具有相对的第一面和第二面;第一掺杂层覆盖所述第一面;钝化接触结构设置在所述第一掺杂层背离所述衬底的一侧;所述钝化接触结构在所述第一面的正投影位于所述第一面之内;第一电极设置在所述钝化接触结构背离所述衬底的一侧,并与所述钝化接触结构电连接;异质结结构覆盖所述第二面;第二电极设置在所述异质结结构背离衬底的一侧,并与所述异质结结构电连接。

6、在其中一些实施例中,所述钝化接触结构的数量为多个,所述多个钝化接触结构沿第一方向间隔布置并沿第二方向延伸,所述第一方向和所述第二方向相交,且均垂直于所述衬底的厚度方向;所述第一电极的数量为多个,所述多个第一电极一一对应设置在所述多个钝化接触结构背离所述衬底的一侧。

7、在其中一些实施例中,所述钝化接触结构在所述衬底上的正投影位于所述第一电极在所述衬底上的正投影之内。

8、在其中一些实施例中,所述第一电极在所述衬底上的正投影位于所述钝化接触结构在所述衬底上的正投影之内。

9、在其中一些实施例中,所述钝化接触结构沿所述第一方向的尺寸与所述第一电极沿所述第一方向的尺寸之间的差值在0~50um。

10、在其中一些实施例中,所述钝化接触结构包括沿背离所述衬底方向依次层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层,所述第一掺杂半导体层与所述衬底的掺杂类型相同。

11、在其中一些实施例中,所述第一掺杂半导体层为掺杂多晶硅层;

12、和/或,所述第一掺杂半导体层的厚度为10nm~300nm;

13、和/或,所述第一钝化层包括氧化硅、氧化铝中的至少一种;

14、和/或,所述第一钝化层的厚度为0.5nm~3nm。

15、在其中一些实施例中,所述异质结结构包括沿背离衬底方向依次层叠设置的第二钝化层和第二掺杂半导体层,所述第二掺杂半导体层与所述衬底的掺杂类型相反;

16、和/或,所述第二钝化层包括本征非晶硅层;

17、和/或,所述第二掺杂半导体层包括掺杂非晶硅层、纳米晶硅层、微晶硅层中的至少一种;

18、和/或,所述第二钝化层的厚度为1nm~15nm;

19、和/或,所述第二掺杂半导体层的厚度为1nm~50nm。

20、在其中一些实施例中,所述第一掺杂层与所述衬底的掺杂类型相同,所述第一掺杂层的掺杂浓度大于所述衬底的掺杂浓度;

21、和/或,所述第一掺杂层的厚度为0.001um~3um;

22、和/或,所述第一掺杂层的方阻为50ohm/sq~50000ohm/sq。

23、在其中一些实施例中,还包括第三钝化层,所述第三钝化层覆盖所述第一掺杂层和所述钝化接触结构,所述第三钝化层上设置开口,所述开口用于暴露所述钝化接触结构背离所述衬底一侧的至少部分;所述第一电极通过所述开口与所述钝化接触结构电连接。

24、在其中一些实施例中,所述第一电极设置于开口,且与所述开口的侧壁相接;所述第一电极靠近衬底的一侧覆盖所述钝化接触结构被所述开口暴露的部分;所述第一电极背离所述衬底的一侧凸出于所述第三钝化层背离所述衬底的一侧。

25、在其中一些实施例中,还包括第一导电层,所述第一导电层包括第一导电部,所述第一导电部至少覆盖所述钝化接触结构被所述开口暴露的部分,所述第一电极位于所述第一导电部背离所述衬底的一侧。

26、在其中一些实施例中,所述第一导电部包括第一部分,所述第一部分完全覆盖所述钝化接触结构被所述开口暴露的部分,并与所述第三钝化层相接;所述第一电极位于所述第一部分背离所述衬底的一侧。

27、在其中一些实施例中,所述第一导电部还包括第二部分,所述第二部分与所述第一部分连接,且所述第二部分覆盖所述第三钝化层背离所述钝化接触结构的一侧。

28、在其中一些实施例中,所述第一电极在所述衬底上的正投影位于所述第一导电部在所述衬底上的正投影之内。

29、在其中一些实施例中,所述第一导电层还包括第二导电部,所述第二导电部与所述第一导电部相连接,所述第二导电部覆盖所述第三钝化层背离所述第一掺杂层的一侧。

30、在其中一些实施例中,所述第一导电层的厚度为10nm~30nm;和/或,所述第一导电层为透明导电层。

31、在其中一些实施例中,还包括第二导电层,所述第二导电层设置在所述异质结结构背离所述衬底的一侧,所述第二电极设置在所述第二导电层背离所述衬底的一侧;和/或,所述第二导电层的厚度为30nm~100nm;和/或,所述第二导电层为透明导电层。

32、本申请第二方面的实施例提供了一种光伏组件,包括根据第一方面中任一项所述的太阳能电池。

33、本申请第三方面的实施例提供了一种光伏系统,包括根据第二方面中任一项所述的光伏组件。

34、上述太阳能电池,通过使第一掺杂层覆盖衬底的第一面,钝化接触结构设置在第一掺杂层背离衬底的一侧;钝化接触结构在第一面的正投影位于第一面之内(相当于在第一面形成局部钝化接触结构),第一电极设置在钝化接触结构背离衬底的一侧并与钝化接触结构电连接;异质结结构覆盖所述第二面;第二电极设置在所述异质结结构背离衬底的一侧,并与所述异质结结构电连接。如此,相较于相关技术中的异质结电池,相当于利用第一掺杂层和局部钝化接触结构替换相关技术中的异质结电池正面的非晶硅/微晶硅层,这样可减小紫外辐射对太阳能电池的影响,改善太阳能电池的uv衰减,减小太阳能电池的光吸收损失,提高太阳能电池的本文档来自技高网...

【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,所述钝化接触结构的数量为多个,所述多个钝化接触结构沿第一方向间隔布置并沿第二方向延伸,所述第一方向和所述第二方向相交,且均垂直于所述衬底的厚度方向;所述第一电极的数量为多个,所述多个第一电极一一对应设置在所述多个钝化接触结构背离所述衬底的一侧。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述钝化接触结构在所述衬底上的正投影位于所述第一电极在所述衬底上的正投影之内。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一电极在所述衬底上的正投影位于所述钝化接触结构在所述衬底上的正投影之内。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,所述钝化接触结构沿所述第一方向的尺寸与所述第一电极沿所述第一方向的尺寸之间的差值在0~50um。

6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述钝化接触结构包括沿背离所述衬底方向依次层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层,所述第一掺杂半导体层与所述衬底的掺杂类型相同。

>7.根据权利要求6所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂半导体层为掺杂多晶硅层;

8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述异质结结构包括沿背离衬底方向依次层叠设置的第二钝化层和第二掺杂半导体层,所述第二掺杂半导体层与所述衬底的掺杂类型相反;

9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂层与所述衬底的掺杂类型相同,所述第一掺杂层的掺杂浓度大于所述衬底的掺杂浓度;

10.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,还包括第三钝化层,所述第三钝化层覆盖所述第一掺杂层和所述钝化接触结构,所述第三钝化层上设置开口,所述开口用于暴露所述钝化接触结构背离所述衬底一侧的至少部分;所述第一电极通过所述开口与所述钝化接触结构电连接。

11.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一电极设置于开口,且与所述开口的侧壁相接;所述第一电极靠近衬底的一侧覆盖所述钝化接触结构被所述开口暴露的部分;所述第一电极背离所述衬底的一侧凸出于所述第三钝化层背离所述衬底的一侧。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,还包括第一导电层,所述第一导电层包括第一导电部,所述第一导电部至少覆盖所述钝化接触结构被所述开口暴露的部分,所述第一电极位于所述第一导电部背离所述衬底的一侧。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一导电部包括第一部分,所述第一部分完全覆盖所述钝化接触结构被所述开口暴露的部分,并与所述第三钝化层相接;所述第一电极位于所述第一部分背离所述衬底的一侧。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一导电部还包括第二部分,所述第二部分与所述第一部分连接,且所述第二部分覆盖所述第三钝化层背离所述钝化接触结构的一侧。

15.根据权利要求12所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一电极在所述衬底上的正投影位于所述第一导电部在所述衬底上的正投影之内。

16.根据权利要求12所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一导电层还包括第二导电部,所述第二导电部与所述第一导电部相连接,所述第二导电部覆盖所述第三钝化层背离所述第一掺杂层的一侧。

17.根据权利要求12至16任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一导电层的厚度为10nm~30nm;

18.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,还包括第二导电层,所述第二导电层设置在所述异质结结构背离所述衬底的一侧,所述第二电极设置在所述第二导电层背离所述衬底的一侧;

19.一种光伏组件,其特征在于,包括根据权利要求1至18任一项所述的太阳能电池。

20.一种光伏系统,其特征在于,包括权利要求19所述的光伏组件。

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【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,所述钝化接触结构的数量为多个,所述多个钝化接触结构沿第一方向间隔布置并沿第二方向延伸,所述第一方向和所述第二方向相交,且均垂直于所述衬底的厚度方向;所述第一电极的数量为多个,所述多个第一电极一一对应设置在所述多个钝化接触结构背离所述衬底的一侧。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述钝化接触结构在所述衬底上的正投影位于所述第一电极在所述衬底上的正投影之内。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一电极在所述衬底上的正投影位于所述钝化接触结构在所述衬底上的正投影之内。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,所述钝化接触结构沿所述第一方向的尺寸与所述第一电极沿所述第一方向的尺寸之间的差值在0~50um。

6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述钝化接触结构包括沿背离所述衬底方向依次层叠设置的第一钝化层和第一掺杂半导体层,所述第一掺杂半导体层与所述衬底的掺杂类型相同。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂半导体层为掺杂多晶硅层;

8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述异质结结构包括沿背离衬底方向依次层叠设置的第二钝化层和第二掺杂半导体层,所述第二掺杂半导体层与所述衬底的掺杂类型相反;

9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂层与所述衬底的掺杂类型相同,所述第一掺杂层的掺杂浓度大于所述衬底的掺杂浓度;

10.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,还包括第三钝化层,所述第三钝化层覆盖所述第一掺杂层和所述钝化接触结构,所述第三钝化层上设置开口,所述开口用于暴露所述钝化接触结构背离所述衬底一侧的至少部分;所述第一电极通过所述开口与所述钝化接触结构电连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员:胡匀匀柳伟陈达明
申请(专利权)人:天合光能股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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