CN106024917B - 一种太阳能电池片及太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片及太阳能电池组件，涉及太阳能技术领域；包括衬底、衬底上下表面的钝化层、位于上表面钝化层上的前场掺杂层、位于前场掺杂层上的减反射层、位于下表面钝化层下的叉指结构、TCO薄膜和金属电极，钝化层为氢化非晶氧化硅薄膜；结构简单，使用方便，提高入射光的利用率，提高了太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域。
背景技术
太阳能电池性能的提升是光伏领域技术发展的重要标志。其中太阳能电池的开路电压，短路电流，填充因子是太阳能电池的基本性能指标。提升其中任何一个指标都会提升太阳能电池的发电量。
叉指背接触（IBC)结构太阳能电池，由于将正面栅线全部移到背面，因此大大减少了正面栅线带来的遮挡损失，提升了短路电流；另外，在背面形成了叉指形状的电池结构，即第一导电类型(如N型)背场和第二导电类型(如P型)发射极形成交叉排列的指状结构，如图1所示，由于这种结构缩短了载流子输运的路程和金属化的面积，也同时提升了填充因子和开路电压。因此，IBC结构太阳能电池具有很高的能量转换效率。
对于异质结电池而言，如果采用IBC结构，上下表面使用含氢非晶硅（a-Si:H(i)）作为钝化层，含氢非晶硅(a-Si:H(n+)、a-Si:H(p+))薄膜作为掺杂层，正面为减反射薄膜，背面为透明导电氧化物薄膜（TCO）如掺锡氧化铟，掺钨氧化铟，掺铝氧化锌等和金属电极。
由于非晶硅带隙较窄受到限制限制，正面的钝化层和前场掺杂层会对入射的太阳光进行吸收，从而降低了入射光的利用率，限制了短路电流的提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种太阳能电池片及太阳能电池组件，结构简单，使用方便，提高了入射光的利用率，提高了太阳能电池的光电转换效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：包括衬底、衬底上下表面的钝化层、位于上表面钝化层上的前场掺杂层、位于前场掺杂层上的减反射层、位于下表面钝化层下的叉指结构、TCO薄膜和金属电极，钝化层为氢化非晶氧化硅薄膜。
作为优选，氢化非晶氧化硅薄膜厚度为1-6nm。
作为优选，前场掺杂层采用含氢微晶硅。
作为优选，前场掺杂层的含氢微晶硅厚度为5-20nm。
作为优选，叉指结构采用含氢微晶硅。
作为优选，叉指结构的含氢微晶硅厚度为5-20nm。
作为优选，减反射层采用掺氢氮化硅薄膜。
进一步的，一种太阳能电池组件，包括钢化玻璃、EVA薄膜、背板和铝合金边框，其特征在于还包括以上任一项所述的太阳能电池片。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明结构简单，使用方便，氢化非晶氧化硅具有更高的氢含量和优良的钝化效果，可获得较高的开路电压，提高入射光的利用率，增加光子利用率，钝化层和前场掺杂层有较宽的带隙，减少钝化层和前场掺杂层对入射光子的吸收，提高了太阳能电池的光电转换工作效率。
附图说明
图1是已有技术IBC结构背面图；
图2是本发明太阳能电池片的结构示意图；
图3是本发明太阳能电池组件示意图；
图4是图3的A向视图。
图中：1、负极区；2、正极区；3、减反射层；4、前场掺杂层；5、钝化层；6、衬底；7、叉指结构；8、TCO薄膜；9、金属电极；10、铝合金边框；11、太阳能电池片；12、背板；13、EVA薄膜；14、钢化玻璃。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示IBC结构背面图，现有技术中负极区1和正极区2穿插设置。
如图2所示，为本发明一种太阳能电池片的一个实施例，包括衬底6、衬底6上下表面的钝化层5、位于上表面钝化层5上的前场掺杂层4、位于前场掺杂层4上的减反射层3、位于下表面钝化层5下的叉指结构7、TCO薄膜8和金属电极9，钝化层5为氢化非晶氧化硅薄膜；选用N型衬底，钝化层5为超薄氢化非晶氧化硅薄膜（a-SiOx:H），厚度范围为1-6nm；a-SiOx:H 具有更高的H含量和优良的钝化效果，可获得较高的开路电压；另外a-SiOx:H具有较宽的带隙，可以减少钝化层对入射光的吸收，增加光子利用率；带隙的大小可根据工艺条件控制在1.7-2.4eV，最佳选择为2.2eV；叉指结构7包括N型指区和P型指区，N型指区可采用掺杂的uc-Si:H(n+)或a-Si:H(n+), P型指区可采用掺杂的uc-Si:H(p+)或a-Si:H(p+)；N型指区和P型指区的非晶硅下为TCO薄膜8，TCO薄膜8下紧邻的为金属电极9。
前场掺杂层4采用含氢微晶硅（uc-Si:H），含氢微晶硅厚度为5-20nm；uc-Si:H具有较宽的带隙2-2.4eV, 可以减少窗口层对入射光的吸收，增加光子利用率。
叉指结构采用含氢微晶硅，叉指结构的含氢微晶硅厚度为5-20nm。
减反射层3采用掺氢氮化硅（SiNx:H）薄膜，折射率调节范围广。
如图3和图4所示，为本发明一种太阳能电池组件的一个实施例，包括钢化玻璃14、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）薄膜13、背板12和铝合金边框10，还包括太阳能电池片11。
使用过程：
将太阳能电池片11封装在EVA中间，EVA外分别为钢化玻璃14和背板12，并将上述安装好的组件外安装铝合金边框10。
采用上述技术方案后，使用方便，氢化非晶氧化硅具有更高的氢含量和优良的钝化效果，可获得较高的开路电压，采用带隙较宽的材料作为钝化层和前场掺杂层，克服了现有技术中正面非晶硅对太阳光的吸收，增加了入射光的利用率，拓宽了电池对太阳能光谱的吸收范围，提升了电池的短路电流；使用超薄的a-SiOx:H作为钝化层，由于厚度很薄，不影响电子的传输，而a-SiOx:H具有更高的H含量和更加优良的钝化效果，对IBC太阳能电池性能的提升具有有利的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种太阳能电池片，其包括衬底(6)、衬底(6)上下表面的钝化层(5)、位于上表面钝化层(5)上的前场掺杂层(4)、位于前场掺杂层(4)上的减反射层(3)、位于下表面钝化层(5)下的叉指结构(7)、TCO薄膜(8)和金属电极(9)，其特征在于：钝化层(5)为氢化非晶氧化硅薄膜，氢化非晶氧化硅薄膜厚度为1-6nm；前场掺杂层(4)采用含氢微晶硅，前场掺杂层(4)的含氢微晶硅厚度为5-20nm；所述叉指结构(7)采用含氢微晶硅。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片，其特征在于所述叉指结构(7)的含氢微晶硅厚度为5-20nm。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池片，其特征在于所述减反射层(3)采用掺氢氮化硅薄膜。
4.一种太阳能电池组件，包括钢化玻璃(14)、EVA薄膜(13)、背板(12)和铝合金边框(10)，其特征在于还包括如权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池片。
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