CN111244231A - 一种新型太阳能电池及其制备方法、一种光伏系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型太阳能电池的制备方法，通过在硅衬底的正面进行单面制绒；在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层；得到电池前置物；在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。本发明通过将常规太阳能电池的正面结构与HIT电池的背面结构相结合，使得得到的新型太阳能电池可在避免传统HIT电池正面非晶硅吸光的前提下，通过背面的所述本征氢化非晶硅层及所述同掺杂氢化非晶硅层形成的异质结，达成更高的开路电压，最终实现更高的电池效率。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的新型太阳能电池及光伏系统。

Description

一种新型太阳能电池及其制备方法、一种光伏系统
技术领域
本发明涉及光伏新能源领域，特别是涉及一种新型太阳能电池及其制备方法、一种光伏系统。
背景技术
光伏产业链中，电池环节的技术仍在快速进步和迭代。继PERC快速推广之后，异质结太阳能电池(下简称HIT电池)由于效率更高，在一些BOS成本高的市场已经具备一定的经济性。当前，业内PERC规模适中的企业投入HIT意愿较强，部分企业开始中式或者小批量投运，而PERC规模较大的公司也在关注HIT进展。
基于HIT太阳能电池越来越受到行业内的关注，以及相关的开发越来越多，摆在HIT太阳能电池面前，限制其效率进一步提升的瓶颈问题也显得越来越严重，即HIT电池正面的非晶硅结构吸光严重，大大限制了HIT电池效率的提升，而目前对HIT正面非晶硅的吸光效应导电池短路电流密度降低的问题，行业内也并没有显著的办法，无非不断降低非晶硅的厚度，一定程度上减弱非晶硅的吸光系数，但此举从根本上并没有解决问题，且过分降低正面非晶硅同样会降低电池效率。
因此，如何找到一种在保留原有HIT电池的优点的基础上，解决正面非晶硅吸光问题的方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型太阳能电池及其制备方法、一种光伏系统，以解决现有技术中的HIT电池正面非晶硅吸光严重的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种新型太阳能电池的制备方法，包括：
在硅衬底的正面进行单面制绒；
在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；
在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；
在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层，得到电池前置物；
在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，在得到电池前置物之后，还包括：
在所述同掺杂氢化非晶硅层表面设置背面钝化层。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，所述背面钝化层为导电玻璃钝化层。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，在所述电池前置物表面设置电极之前，还包括：
在所述电池前置物的正面设置正面钝化层。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，所述正面钝化层为复合钝化层；
所述复合钝化层包括氧化铝层及氮化硅层。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，在设置所述正面钝化层之前，还包括：
通过氢氟酸去除硼硅玻璃。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，在设置所述正面钝化层之后，还包括：
在所述正面钝化层表面设置增透层。
可选地，在所述的新型太阳能电池的制备方法中，所述电极通过激光开孔设置于所述电池前置物上。
一种新型太阳能电池，所述新型太阳能电池为通过上述任一种所述的新型太阳能电池的制备方法得到的太阳能电池。
一种光伏系统，所述光伏系统包括上述的新型太阳能电池。
本发明所提供的新型太阳能电池的制备方法，通过在硅衬底的正面进行单面制绒；在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层；得到电池前置物；在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。本发明通过将常规太阳能电池的正面结构与HIT电池的背面结构相结合，使得得到的新型太阳能电池可在避免传统HIT电池正面非晶硅吸光的前提下，通过背面的所述本征氢化非晶硅层及所述同掺杂氢化非晶硅层形成的异质结，达成更高的开路电压，提高电池的电流密度，最终实现更高的电池效率。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的新型太阳能电池及光伏系统。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的新型太阳能电池的制备方法的一种具体实施方式的流程示意图；
图2为本发明提供的新型太阳能电池的制备方法的另一种具体实施方式的流程示意图；
图3为本发明提供的新型太阳能电池的制备方法的又一种具体实施方式的流程示意图；
图4为本发明提供的新型太阳能电池的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种新型太阳能电池的制备方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括：
步骤S101：在硅衬底的正面进行单面制绒。
制绒可以采用湿法制绒或干法制绒。
步骤S102：在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结。
此处相应的扩散层，指的是与所述硅衬底掺杂相反的扩散层，如所述硅衬底为N型硅衬底，则所述扩散层应为P型扩散层，可采用硼掺杂；当然，若所述硅衬底为P型硅衬底，则所述扩散层应为N型扩散层。
所述正面指所述新型太阳能电池的迎光面，即外部光线从所述正面射入所述新型太阳能电池进行发电。
更进一步地，在完成扩散后，通过混酸或混碱去除背结。
步骤S103：在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层。
步骤S104：在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层，得到电池前置物。
所述同掺杂氢化非晶硅层至掺杂类型与所述硅衬底一致的氢化非晶硅层，举例说明，若所述硅衬底为N型硅衬底，则所述同掺杂氢化非晶硅层为N型氢化非晶硅层，反之亦然。
步骤S105：在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。
作为一种优选的实施方案，所述电极通过激光开孔设置于所述电池前置物上。所述电极为银电极，通过丝网印刷的方式将银浆料设置于所述电池前置物表面，再经过烧结得到表面电极。
本发明所提供的新型太阳能电池的制备方法，通过在硅衬底的正面进行单面制绒；在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层；得到电池前置物；在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。本发明通过将常规太阳能电池的正面结构与HIT电池的背面结构相结合，使得得到的新型太阳能电池可在避免传统HIT电池正面非晶硅吸光的前提下，通过背面的所述本征氢化非晶硅层及所述同掺杂氢化非晶硅层形成的异质结，达成更高的开路电压，提高电池的电流密度，最终实现更高的电池效率。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述新型太阳能电池进行表面钝化，得到具体实施方式二，其流程示意图如图2所示，包括：
步骤S201：在硅衬底的正面进行单面制绒。
步骤S202：在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结。
步骤S203：在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层。
步骤S204：在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层，得到电池前置物。
步骤S205：在所述同掺杂氢化非晶硅层表面设置背面钝化层，所述背面钝化层为导电玻璃钝化层。
步骤S206：在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中为所述新型太阳能电池增设了所述背面钝化层，其余步骤均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
本具体实施方式中为所述新型太阳能电池增设了所述背面钝化层，更进一步地，所述背面钝化层为导电玻璃(TCO)钝化层，所述导电玻璃具有良好的电性能，而且具有极低的碱金属离子含量和良好的工艺加工特性，并具备较高的反向击穿电压和机械强度及抗热冲击能力。
在具体实施方式二的基础上，进一步对所述新型太阳能电池的正面结构做改进，得到具体实施方式三，其流程示意图如图3所示，包括：
步骤S301：在硅衬底的正面进行单面制绒。
步骤S302：在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结。
步骤S303：在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层。
步骤S304：在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层，得到电池前置物。
步骤S305：在所述同掺杂氢化非晶硅层表面设置背面钝化层，所述背面钝化层为导电玻璃钝化层。
步骤S306：在所述电池前置物的正面设置正面钝化层，所述复合钝化层包括氧化铝层及氮化硅层。
步骤S307：在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中为所述新型太阳能电池增设了所述正面钝化层，其余步骤均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
本具体实施方式为所述新型太阳能电池增设了所述正面钝化层，更进一步地所述正面钝化层为复合钝化层，包括氧化铝层及氮化硅层，作为一种优选方案，所述氧化铝层设置于所述扩散层表面，所述氮化硅层设置于所述氧化铝层表面，
更进一步地，在设置所述正面钝化层之前，还包括：通过氢氟酸去除硼硅玻璃，减少电池中的杂质，降低复合中心密度，进一步提高电池效率。
还进一步地，在所述正面钝化层表面设置增透层，增加所述太阳能电池的光线吸收，进一步提高电池效率。
本发明还提供了一种具有上述有益效果的新型太阳能电池，所述新型太阳能电池为通过上述任一种所述的新型太阳能电池的制备方法得到的太阳能电池，其一种具体实施方式的结构示意图如图4所示。本发明所提供的新型太阳能电池的制备方法，通过在硅衬底的正面进行单面制绒；在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层；得到电池前置物；在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。本发明通过将常规太阳能电池的正面结构与HIT电池的背面结构相结合，使得得到的新型太阳能电池可在避免传统HIT电池正面非晶硅吸光的前提下，通过背面的所述本征氢化非晶硅层及所述同掺杂氢化非晶硅层形成的异质结，达成更高的开路电压，提高电池的电流密度，最终实现更高的电池效率。图4中各标号分别为：1.正面电极，2.正面钝化层，3.扩散层，4.硅衬底，5.本征氢化非晶硅层，6.同掺杂氢化非晶硅层，7.背面钝化层，8.背面电极。
本发明还提供了一种具有上述有益效果的光伏系统，所述光伏系统包括上述的新型太阳能电池。本发明所提供的新型太阳能电池的制备方法，通过在硅衬底的正面进行单面制绒；在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层；得到电池前置物；在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。本发明通过将常规太阳能电池的正面结构与HIT电池的背面结构相结合，使得得到的新型太阳能电池可在避免传统HIT电池正面非晶硅吸光的前提下，通过背面的所述本征氢化非晶硅层及所述同掺杂氢化非晶硅层形成的异质结，达成更高的开路电压，提高电池的电流密度，最终实现更高的电池效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的新型太阳能电池及其制备方法、一种光伏系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
在硅衬底的正面进行单面制绒；
在完成制绒的硅衬底的正面设置相应扩散层，形成PN结；
在所述硅衬底的背面设置本征氢化非晶硅层；
在所述本征氢化非晶硅层表面设置同掺杂氢化非晶硅层，得到电池前置物；
在所述电池前置物表面设置电极，得到所述新型太阳能电池。
2.如权利要求1所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，在得到电池前置物之后，还包括：
在所述同掺杂氢化非晶硅层表面设置背面钝化层。
3.如权利要求2所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述背面钝化层为导电玻璃钝化层。
4.如权利要求1所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述电池前置物表面设置电极之前，还包括：
在所述电池前置物的正面设置正面钝化层。
5.如权利要求4所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述正面钝化层为复合钝化层；
所述复合钝化层包括氧化铝层及氮化硅层。
6.如权利要求4所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，在设置所述正面钝化层之前，还包括：
通过氢氟酸去除硼硅玻璃。
7.如权利要求4所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，在设置所述正面钝化层之后，还包括：
在所述正面钝化层表面设置增透层。
8.如权利要求1所述的新型太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电极通过激光开孔设置于所述电池前置物上。
9.一种新型太阳能电池，其特征在于，所述新型太阳能电池为通过如权利要求1至8任一项所述的新型太阳能电池的制备方法得到的太阳能电池。
10.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括如权利要求9所述的新型太阳能电池。
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