CN109273536B - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能电池及光伏组件，所述太阳能电池包括硅基体、设置在所述硅基体正面的正面减反射膜、依次层叠设置在所述硅基体背面的钝化膜与背表面膜，所述钝化膜与背表面膜形成有电极开口，所述太阳能电池还包括部分贯穿所述电极开口并与所述硅基体相接触的背面栅线，所述背表面膜具有相邻排布的背面保护膜与背面减反射膜，所述背面保护膜位于电极开口的附近，且所述背面栅线形成在背表面膜上的部分不超出所述背面保护膜的覆盖区域。本发明太阳能电池通过对背表面膜进行差异化设计，所述背面减反射膜能够确保相应区域对光线的吸收，所述背面保护膜则能够保护邻近所述电极开口区域的钝化膜不被背面栅线材料破坏，提高电池效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
太阳能是一种清洁、潜力巨大的可持续能源，近些年，国内外投建与运营的光伏电站逐年增多，而随着光伏技术的快速发展，市场对于太阳能电池及组件的性能及转换效率也提出了更高的要求。各大厂商针对高效太阳能电池的开发均投以很大程度的关注，如PERC、黑硅、HIT等新的产业化技术亦使得太阳能电池产品的效率屡创新高。
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)电池区别于常规电池的特点在于通过设置背表面钝化膜，大大降低背表面复合速度。其中，该钝化膜可采用氧化铝或氧化硅薄膜，再于该钝化膜表面制备一层氮化硅薄膜。就单面PERC电池而言，背面的SiNx薄膜仅充当保护钝化膜的作用，其厚度通常设置超过120nm，以保证在烧结过程中，背面栅线所用浆料不会烧穿SiNx薄膜，进而破坏钝化膜但双面PERC电池中，需要减小背面SiNx薄膜的厚度以改善其减反射效果，进而提升电池背面的转换效率，增加电池发电能力。然则电池背面的SiNx薄膜厚降低后，该电池背面栅线浆料烧结过程中可能会烧穿SiNx薄膜，进而破坏钝化膜，使得电池的开路电压降低，影响电池效率。
鉴于此，有必要提供一种新的太阳能电池及光伏组件。
发明内容
本发明目的在于提供一种太阳能电池及光伏组件，能在保证背面光线吸收的同时，避免背面栅线材料烧结过程中对钝化膜可能产生的破坏，提高电池转换效率。
为实现上述发明目的，本发明提供一种太阳能电池，包括硅基体、设置在所述硅基体正面的正面减反射膜、依次层叠设置在所述硅基体背面的钝化膜与背表面膜，所述钝化膜与背表面膜形成有电极开口，所述太阳能电池还包括部分贯穿所述电极开口并与所述硅基体相接触的背面栅线；所述背表面膜具有相邻排布的背面保护膜与背面减反射膜，所述背面保护膜位于电极开口的附近，且所述背面栅线形成在背表面膜上的部分不超出所述背面保护膜的覆盖区域。
作为本发明的进一步改进，所述背面保护膜设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中的任一种，抑或设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中至少两种组成的复合薄膜。
作为本发明的进一步改进，所述背面保护膜的厚度不小于120nm。
作为本发明的进一步改进，所述背面减反射膜设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中的任一种，抑或设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中至少两种组成的复合薄膜。
作为本发明的进一步改进，所述背面减反射膜的厚度介于65～95nm。
作为本发明的进一步改进，所述背面保护膜与背面减反射膜两者的结构组成一致，所述背面保护膜的厚度大于背面减反射膜的厚度。
作为本发明的进一步改进，所述背面保护膜包括介质膜，所述背面栅线形成在背表面膜上的部分不超出所述介质膜的覆盖区域。
作为本发明的进一步改进，所述背面保护膜的宽度设置为180～240μm。
作为本发明的进一步改进，所述电极开口的宽度设置为20～40μm；所述背面栅线的宽度设置120～180μm。
作为本发明的进一步改进，所述太阳能电池还包括正面电极，所述正面电极贯穿正面减反射膜并与所述硅基体相接触；所述正面电极的设置区域与背面栅线的设置区域相对应。
本发明还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括如前所述的太阳能电池。
本发明的有益效果是：采用本发明太阳能电池与光伏组件，所述背面减反射膜能够能有效确保背面的光线吸收，并且通过所述背面保护膜对背面栅线对应区域的钝化膜形成有效保护，避免该区域的钝化膜在背面栅线烧结过程中可能遭受的破坏，提升电池效率。
附图说明
图1为本发明太阳能电池一较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明太阳能电池另一较佳实施例的结构示意图；
图3为本发明太阳能电池又一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
参图1所示，本发明提供的太阳能电池100包括硅基体1、分别设置在所述硅基体1两侧表面的正面电极2与背面栅线3，所述硅基体1的正面设置有正面减反射膜4，所述正面电极2贯穿正面减反射膜4并与所述硅基体1相接触；所述硅基体1的背面依次层叠设置有钝化膜5与背表面膜6，所述背面栅线3贯穿前述钝化膜5与背表面膜6并与所述硅基体1相接触。优选地，所述正面电极2的设置区域与背面栅线3的设置区域相对应。
所述太阳能电池100为PERC双面电池，其背面栅线3多采用下述制备方式得到：首先，在所述钝化膜5、背表面膜6上通过激光蚀刻出若干电极开口7；其次，将制备所述背面栅线3所需的浆料印刷在所述电极开口7位置，再经高温烧结得到前述背面栅线3。其中，所述背面栅线3的宽度大于电极开口7的宽度，超出所述电极开口7的部分浆料直接印制在该电极开口7附近的背表面膜6上，前述部分浆料在烧结过程中会与所述背表面膜6发生反应。若所述浆料腐蚀烧穿所述背表面膜6，则会对所述硅基体1背面的钝化膜5造成损坏，影响钝化性能。
为克服上述问题，本发明太阳能电池100针对所述背表面膜6进行差异化设计，所述背表面膜6具有相邻排布的背面保护膜61与背面减反射膜62。所述背面保护膜61对应设置在电极开口7的附近，换而言之，所述电极开口7开设在所述背面保护膜61上，所述背面栅线3形成于所述背表面膜6上的部分位于所述背面保护膜61的覆盖区域内。所述背面减反射膜62则设置在相邻所述背面栅线3之间。所述背面保护膜61具备更强的耐烧性能，在前述浆料的烧结过程中，印制在所述背面保护膜61上的浆料不易腐蚀烧穿该背面保护膜61，即使得所述浆料不会进一步接触破坏所述钝化膜5，确保所述硅基体1的背表面具有较低的复合速度。
实际应用中，所述背面栅线3通过丝网印刷的位置精度范围是5～20μm，若所述背面保护膜61的宽度与背面栅线3的宽度相当或略大于该背面栅线3，则所述背面栅线3可能会部分超出所述背面保护膜61的覆盖区域，但只要超出部分的宽度在20μm之内，都应理解为落入本发明的保护范围。
优选地，所述电极开口7的宽度一般设置为20～40μm，所述背面栅线3的宽度的设置范围介于120～180μm。所述背面保护膜61的设置宽度大于所述背面栅线3的宽度，且考虑印刷精度等工艺因素的影响，所述背面保护膜的宽度优选为180～240μm。上述背面保护膜61的设置宽度是指位于一电极开口7两侧的背面保护膜61所覆盖的最大宽度，即包括所述电极开口7两侧的背面保护膜61的宽度总和以及该电极开口7的宽度。
所述背面保护膜61与背面减反射膜62两者的结构组成一致或较为接近时，所述背面保护膜61的厚度大于背面减反射膜62的厚度。在本实施例中，所述背面保护膜61、背面减反射膜62均设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中的任一种。此时，所述背面保护膜61的厚度不小于120nm，避免烧穿；所述背面减反射膜62的厚度则介于80～95nm，以实现较好的减反射效果。当然，所述背面保护膜61、背面减反射膜62制备过程中，均可通过调节反应气流比、温度等工艺参数，以对膜层的致密程度及具体组成进行优化，此一点不再赘述。
除此，所述背面保护膜61、背面减反射膜62还可设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中至少两种组成的复合薄膜。上述复合薄膜具备更好的减反射效果，且就所述复合薄膜本身而言，其折射率较小，同样的反射率下，可以增加膜厚。
参图2所示，在本发明的另一实施例中，所述背面保护膜61包括基底及设置在所述基底表面的介质膜611，所述背面栅线3形成于所述背表面膜6上的部分不超出所述介质膜611的覆盖区域。其中，所述基底可与所述背面减反射膜62一体制得，所述介质膜611优选为熔点较高的透明膜层。除此，所述背面保护膜61亦可直接设置为介质膜611(如图3所示)。
本发明还同时提供一种采用前述太阳能电池100的光伏组件(未图示)，具体地，根据该光伏组件的既定规格将若干前述太阳能电池100进行焊连、层压封装制得。
综上所述，采用本发明太阳能电池100及光伏组件，所述背面减反射膜62能够能有效确保硅基体1背面的光线吸收；所述背面保护膜61则对所述背面栅线3对应区域的钝化膜5形成有效保护，避免该区域的钝化膜5在背面栅线3烧结过程中可能遭受的破坏，有效提升该太阳能电池100的效率。
通常情况下，丝网印刷的图形类似马鞍形，因此本发明中定义凡是通过丝网印刷制备的膜层或电极，宽度都是指膜层或电极最外侧的宽度。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种太阳能电池，包括硅基体、设置在所述硅基体正面的正面减反射膜、依次层叠设置在所述硅基体背面的钝化膜与背表面膜，所述钝化膜与背表面膜形成有电极开口，所述太阳能电池还包括部分贯穿所述电极开口并与所述硅基体相接触的背面栅线，其特征在于：所述背表面膜具有相邻排布的背面保护膜与背面减反射膜，所述背面保护膜位于电极开口的附近，且所述背面栅线形成在背表面膜上的部分不超出所述背面保护膜的覆盖区域；所述背面保护膜设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中的任一种，抑或设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中至少两种组成的复合薄膜；所述背面保护膜的厚度不小于120nm；所述背面减反射膜的厚度介于65～95nm。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述背面减反射膜设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中的任一种，抑或设置为SiNx膜层、SiOxNy膜层及SiO2膜层中至少两种组成的复合薄膜。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述背面保护膜与背面减反射膜两者的结构组成一致。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述背面保护膜包括介质膜，所述背面栅线形成在背表面膜上的部分不超出所述介质膜的覆盖区域。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述背面保护膜的宽度设置为180～240μm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述电极开口的宽度设置为20～40μm；所述背面栅线的宽度设置120～180μm。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述太阳能电池还包括正面电极，所述正面电极贯穿正面减反射膜并与所述硅基体相接触；所述正面电极的设置区域与背面栅线的设置区域相对应。
8.一种光伏组件，其特征在于：所述光伏组件包括如权利要求1-7任一项所述的太阳能电池。
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