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太阳能电池及其制备方法、叠层电池和光伏组件技术

技术编号:41391731 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-20 19:14
本申请实施例涉及光伏领域,提供一种太阳能电池及其制备方法、叠层电池和光伏组件,太阳能电池包括:基底,基底的第二表面部分具有绒面结构;位于基底上的掺杂半导体层,掺杂半导体层具有贯穿掺杂半导体层的第一孔洞,第一孔洞与绒面结构一一对应,第一孔洞的底部暴露绒面结构;钝化层,钝化层覆盖掺杂半导体层的表面,钝化层还填充第一孔洞且覆盖绒面结构;沿第一方向排布的多个电极,电极贯穿钝化层的厚度与掺杂半导体层电接触。本申请实施例提供的太阳能电池及其制备方法、叠层电池和光伏组件可以提高太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请实施例涉及光伏领域,特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、叠层电池和光伏组件


技术介绍

1、目前,随着化石能源的逐渐耗尽,太阳电池作为新的能源替代方案,使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子,然后使用电极将载流子引出,从而利于将电能有效利用。

2、topcon(tunnel oxide passivated contact)电池或者结合topcon技术的ibc所组成的tbc(topcon-bc)电池需要在硅表面制备钝化接触结构,例如超薄的隧穿氧化层和高掺杂的多晶硅层,利用隧穿氧化层的化学钝化和多晶硅层的场钝化作用可以显著降低硅表面的少子复合速率,同时高掺杂的多晶硅层可以显著改善多子的导电性能,有利于提高电池的开路电压和填充系数。

3、化学气相沉积法(chemical vapor deposition,cvd)是制备隧穿氧化层和多晶硅层的主要技术,例如,低压化学气相沉积(lpcvd)具有成本低、产量高,制备的薄膜性能较高的优点,目前得到了广泛的应用。然而制备背面钝化接触结构的过程中可能存在一些问题从而影响电池效率。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种太阳能电池及其制备方法、叠层电池和光伏组件,至少有利于提升太阳能电池的光电转换效率。

2、根据本申请一些实施例,本申请实施例一方面提供一种太阳能电池,包括:基底,所述基底的部分表面具有绒面结构;位于所述基底上的掺杂半导体层,所述掺杂半导体层具有贯穿所述掺杂半导体层的第一孔洞,所述第一孔洞与所述绒面结构一一对应,所述第一孔洞的底部暴露所述绒面结构;钝化层,所述钝化层覆盖所述掺杂半导体层的表面,所述钝化层还填充所述第一孔洞且覆盖所述绒面结构;沿第一方向排布的多个电极,所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。

3、在一些实施例中,所述绒面结构包括至少一个凸起结构,一个所述第一孔洞对应的所述凸起结构的数量范围包括1~5。

4、在一些实施例中,所述基底具有相对设置的第一表面以及第二表面,所述第一表面具有金字塔结构,所述金字塔结构包括多个金字塔,所述第二表面具有绒面结构,所述绒面结构的凸起结构的一维尺寸小于或等于所述金字塔的一维尺寸。

5、在一些实施例中,所述凸起结构的一维尺寸范围为1μm~20μm,所述凸起结构的高度为1μm~20μm。

6、在一些实施例中,所述第二表面还具有塔基结构,所述塔基结构包括多个塔基,部分所述塔基与相邻的所述塔基相接触。

7、在一些实施例中,所述第一孔洞的一维尺寸范围为5μm~20μm。

8、在一些实施例中,所述基底具有凹槽,所述凹槽与所述第一孔洞一一对应,所述绒面结构位于所述凹槽内。

9、在一些实施例中,所述凹槽的深度为0.1μm~4μm。

10、在一些实施例中,所述掺杂半导体层包括掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层、掺杂微晶硅层、掺杂碳化硅层或者掺杂晶硅层的至少一种。

11、在一些实施例中,所述掺杂半导体层具有边界,靠近所述边界的第一孔洞的数量大于远离所述边界的所述第一孔洞的数量。

12、在一些实施例中,还包括:介质层,所述介质层位于所述基底与所述掺杂半导体层之间,所述介质层内具有与所述第一孔洞对应的第二孔洞,所述第二孔洞的底部暴露所述绒面结构。

13、在一些实施例中,部分所述电极位于第一孔洞覆盖所述绒面结构。

14、在一些实施例中,所述第二表面具有交替排布的p区以及n区,所述p区与所述n区之间具有间隔区,所述掺杂半导体层包括位于所述p区的第一掺杂半导体层以及位于所述n区的第二掺杂半导体层,所述电极包括第一电极以及第二电极,所述第一电极与所述第一掺杂半导体层电接触,所述第二电极与所述第二掺杂半导体层电接触,所述钝化层还覆盖所述间隔区的基底表面;所述第一掺杂半导体层具有第一子孔洞,所述第一子孔洞的底部暴露所述绒面结构,和/或,所述第二掺杂半导体层具有第二子孔洞,所述第二子孔洞的底部暴露所述绒面结构。

15、根据本申请一些实施例,本申请实施例另一方面还提供一种太阳能电池的制备方法,包括:提供基底;所述基底具有相对设置的第一表面以及第二表面;形成掺杂半导体层,所述掺杂半导体层位于所述基底上的掺杂半导体层;对所述第一表面进行制绒处理,以使所述第一表面具有金字塔结构,所述掺杂半导体层内具有贯穿所述掺杂半导体层的第一孔洞以及在所述第二表面形成绒面结构,所述第一孔洞与所述绒面结构一一对应,所述第一孔洞的底部暴露所述绒面结构;形成钝化层,所述钝化层覆盖所述掺杂半导体层的表面,所述钝化层还填充所述第一孔洞且覆盖所述绒面结构;形成沿第一方向排布的多个电极,所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述掺杂半导体层电接触。

16、在一些实施例中,所述第二表面具有交替排布的p区以及n区,所述p区与所述n区之间具有间隔区,形成掺杂半导体层之前包括:形成掺杂导电膜,所述掺杂导电膜覆盖所述p区、所述n区以及所述间隔区,对所述间隔区的基底进行刻蚀处理,以去除位于所述间隔区的所述掺杂导电膜。

17、根据本申请一些实施例,本申请实施例又一方面还提供一种叠层电池,包括:底电池,所述底电池为如上述实施例中任一项所述的太阳能电池或者如上述实施例所述的制备方法所制备的太阳能电池;顶电池,所述顶电池位于所述底电池中基底远离电极的一侧。

18、根据本申请一些实施例,本申请实施例再一方面还提供一种光伏组件,包括:电池串,由多个如上述实施例中任一项所述的太阳能电池、如上述实施例中任一项所述的制备方法所制备的太阳能电池或者如上述实施例所述的叠层电池连接而成;封装胶膜,用于覆盖所述电池串的表面;盖板,用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。

19、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:

20、本申请实施例提供的太阳能电池中,基底的表面具有绒面结构,掺杂半导体层内具有第一孔洞,第一孔洞与绒面结构一一对应,第一孔洞的底部暴露绒面结构。绒面结构可以提高基底的内反射,从而减少太阳能电池的光损失。第一孔洞也可以作为陷光结构,增强入射光线在掺杂半导体层内的内反射,提升电池效率。钝化层填充第一孔洞,钝化层可以对基底实现二次钝化,钝化层与掺杂半导体层同时对基底实现钝化,从而降低基底的表面缺陷,以提高太阳能电池的光电转换效率。

21、此外,掺杂半导体层具有第一孔洞,第一孔洞与绒面结构一一对应,钝化层填充第一孔洞,通过掺杂半导体层、钝化层、绒面结构以及第一孔洞之间的相互配合,使得太阳能电池保证其钝化性能的同时,基底的表面具有一些陷光结构以提高内反射率,从而提升短路电流以及开路电压,进而提高电池效率。

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【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,所述绒面结构包括至少一个凸起结构,一个所述第一孔洞对应的所述凸起结构的数量范围包括1~5。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一表面具有金字塔结构,所述金字塔结构包括多个金字塔,所述第二表面具有绒面结构,所述绒面结构的凸起结构的一维尺寸小于或等于所述金字塔的一维尺寸。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池,其特征在于,所述凸起结构的一维尺寸范围为1μm~20μm,所述凸起结构的高度为1μm~20μm。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二表面还具有塔基结构,所述塔基结构包括多个塔基,部分所述塔基与相邻的所述塔基相接触。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一孔洞的一维尺寸范围为5μm~20μm。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底具有凹槽,所述凹槽与所述第一孔洞一一对应,所述绒面结构位于所述凹槽内。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池,其特征在于,所述凹槽的深度为0.1μm~4μm。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述掺杂半导体层包括掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层、掺杂微晶硅层、掺杂碳化硅层或者掺杂晶硅层的至少一种。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述掺杂半导体层具有边界,靠近所述边界的第一孔洞的数量大于远离所述边界的所述第一孔洞的数量。

11.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,还包括:介质层,所述介质层位于所述基底与所述掺杂半导体层之间,所述介质层内具有与所述第一孔洞对应的第二孔洞,所述第二孔洞的底部暴露所述绒面结构。

12.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,部分所述电极位于第一孔洞覆盖所述绒面结构。

13.根据权利要求3所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二表面具有交替排布的P区以及N区,所述P区与所述N区之间具有间隔区,所述掺杂半导体层包括位于所述P区的第一掺杂半导体层以及位于所述N区的第二掺杂半导体层,所述电极包括第一电极以及第二电极,所述第一电极与所述第一掺杂半导体层电接触,所述第二电极与所述第二掺杂半导体层电接触,所述钝化层还覆盖所述间隔区的基底表面;所述第一掺杂半导体层具有第一子孔洞,所述第一子孔洞的底部暴露所述绒面结构,和/或,所述第二掺杂半导体层具有第二子孔洞,所述第二子孔洞的底部暴露所述绒面结构。

14.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:

15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于,所述第二表面具有交替排布的P区以及N区,所述P区与所述N区之间具有间隔区,形成掺杂半导体层之前包括:形成掺杂导电膜,所述掺杂导电膜覆盖所述P区、所述N区以及所述间隔区,对所述间隔区的基底进行刻蚀处理,以去除位于所述间隔区的所述掺杂导电膜。

16.一种叠层电池,其特征在于,包括:

17.一种光伏组件,其特征在于,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,所述绒面结构包括至少一个凸起结构,一个所述第一孔洞对应的所述凸起结构的数量范围包括1~5。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一表面具有金字塔结构,所述金字塔结构包括多个金字塔,所述第二表面具有绒面结构,所述绒面结构的凸起结构的一维尺寸小于或等于所述金字塔的一维尺寸。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池,其特征在于,所述凸起结构的一维尺寸范围为1μm~20μm,所述凸起结构的高度为1μm~20μm。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二表面还具有塔基结构,所述塔基结构包括多个塔基,部分所述塔基与相邻的所述塔基相接触。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一孔洞的一维尺寸范围为5μm~20μm。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底具有凹槽,所述凹槽与所述第一孔洞一一对应,所述绒面结构位于所述凹槽内。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池,其特征在于,所述凹槽的深度为0.1μm~4μm。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述掺杂半导体层包括掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层、掺杂微晶硅层、掺杂碳化硅层或者掺杂晶硅层的至少一种。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述掺杂半导体层具有边界,靠近所述边界的第一孔洞的数量大于远离所述边界...

【专利技术属性】
技术研发人员:李慧敏徐孟雷杨洁张昕宇
申请(专利权)人:浙江晶科能源有限公司
类型:发明
国别省市:

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