CN114335197B - 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统 - Google Patents

太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114335197B
CN114335197B CN202210239253.9A CN202210239253A CN114335197B CN 114335197 B CN114335197 B CN 114335197B CN 202210239253 A CN202210239253 A CN 202210239253A CN 114335197 B CN114335197 B CN 114335197B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar cell
contact structure
layer
conductive contact
seed layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210239253.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114335197A (zh
Inventor
王永谦
许文理
张建军
洪剑波
陈刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN202210861553.0A priority Critical patent/CN115394864A/zh
Application filed by Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202210239253.9A priority patent/CN114335197B/zh
Publication of CN114335197A publication Critical patent/CN114335197A/zh
Priority to US17/844,709 priority patent/US11929441B2/en
Priority to AU2022241686A priority patent/AU2022241686A1/en
Priority to KR1020247008011A priority patent/KR20240044483A/ko
Priority to EP22000168.9A priority patent/EP4243088A1/en
Priority to PCT/EP2022/000057 priority patent/WO2022199882A2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN114335197B publication Critical patent/CN114335197B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统，属于太阳能电池技术领域，其中，导电接触结构包括衬底；半导体区域设置在衬底的上面或里面；电极设置在半导体区域上；电极包括接触半导体区域的种子层；所述种子层为合金材料，其包括主组分及强化组分，主组分为波长范围在850‑1200之间平均折射率低于2的金属，强化组分包括Ni、Mo、Ti、W、Cr、Si、Mn、Pd、Bi、Nb、Ta、Pa、V中的任意一种或多种。本发明通过在导电层和衬底之间增加种子层，由上述的主组分和强化组分融合形成的种子层与导电层和衬底均具有较强的结合力，且提升了太阳能电池的陷光效果。

Description

太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统。
背景技术
太阳能电池中，如图2所示，通常采用铜层100作为导电层覆盖在硅衬底200上，但铜与硅的结合力不足容易导致导电层从硅衬底上脱落，且导电层中的铜往硅衬底里面扩散会降低太阳能电池的性能。为了解决这个问题，现有技术中，通过在铜导电层和硅衬底之间增加一层种子层300，以增强铜导电层100与硅衬底200间的结合力。该种子层通常采用镍层，镍层虽增强了铜导电层与硅衬底的结合力，但增强效果并不理想，且镍层的反光效果较差，降低了太阳能电池的陷光效果。
发明内容
本发明以增强导电层与衬底之间的结合力，并提升太阳能电池的陷光效果为目的，提供了一种太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种太阳能电池的导电接触结构，包括：
衬底；
半导体区域设置在所述衬底的上面或里面；
电极设置在所述半导体区域上；
所述电极包括接触所述半导体区域的种子层；
所述种子层为合金材料，其包括主组分及强化组分，所述主组分为波长范围在850-1200之间平均折射率低于2的一种或多种金属，所述强化组分包括Mo、Ni、Ti、W、Cr、Mn、Pd、Bi、Nb、Ta、Pa、Si、V中的任意一种或多种。
作为优选，所述主组分包括Al、Ag、Cu、Mg中的任意一种或多种。
作为优选，所述强化组分还可以包括非金属成分。
作为优选，所述主组分的含量为>50%。
作为优选，作为所述主组分为Al，含量为≥70%；作为所述强化组分为Ni，含量为≤30%。
作为优选，作为所述主组分为Al，含量为≥70%；作为所述强化组分为W，含量为≤30%。
作为优选，作为所述主组分为Al，含量为≥70%；作为所述强化组分为Ti，含量为≤30%。
作为优选，作为所述主组分为Al，含量为≥70%；作为所述强化组分为Mo，含量为≤30%。
作为优选，作为所述主组分为Al，含量为≥70%；作为所述强化组分为Cr，含量为≤30%。作为优选，作为所述主组分为Al，含量为≥70%；作为所述强化组分为Si，含量为≤30%。
作为优选，所述种子层以物理气相沉积、丝网印刷、化学气相沉积、电镀、化学镀中的任意一项制备方法形成在所述衬底上。
作为优选，所述电极还包括位于所述种子层上方的导电层。
作为优选，所述导电层包含Cu、Ag、Al中的任意一种或多种。
作为优选，所述种子层与所述半导体区域之间形成有钝化膜；所述钝化膜上设有开口，所述种子层通过所述开口与所述半导体区域接触。
作为优选，所述种子层与所述钝化膜之间还设置有透明导电氧化物薄膜，所述透明导电氧化物薄膜通过所述钝化膜上设置的所述开口与所述半导体区域接触。
作为优选，所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟或者氧化锌基薄膜。
作为优选，所述半导体区域包含隧穿氧化层和掺杂多晶硅。
作为优选，所述导电层生长在所述种子层上的方法包括电镀、物理气相沉积、丝网印刷、化学镀中的任意一种。
作为优选，所述导电层的上部覆盖有保护层。
作为优选，所述保护层为Sn或Ag层。
作为优选，所述保护层通过电镀或化学镀的方法生长在所述导电层上。
作为优选，所述衬底为硅衬底。
作为优选，所述种子层由多层子种子层堆叠组成。
作为优选，沿背离所述衬底的方向堆叠的所述子种子层中的所述主组分的含量逐渐下降。
作为优选，所述种子层的厚度为10-1000nm。
作为优选，所述种子层的厚度为30-300nm。
作为优选，所述导电层的厚度为1-800μm。
作为优选，所述导电层的厚度为1-100μm。
本发明还提供了一种太阳能电池，包括所述的导电接触结构。
本发明还提供了一种太阳能电池组件，包括若干个电性连接的太阳能电池。
本发明还提供了一种太阳能发电系统，包括若干个电性连接的所述的太阳能电池组件。
本发明通过在导电层和衬底之间增加种子层，该种子层为合金材料，其主组分为波长范围为850nm-1200nm平均折射率低于2的一种或多种金属，强化组分为Mo、Ni、Ti、W、Cr、Si、Mn、Pd、Bi、Nb、Ta、Pa、V中的任意一种或多种，由上述的主组分和强化组分融合形成的种子层与导电层和衬底均具有较强的结合力，且提升了太阳能电池的陷光效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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是本发明一实施例提供的太阳能电池的导电接触结构的示意图；
图2是现有技术中的太阳能电池的导电接触结构的示意图；
图3是Cu与其他金属的扩散系数的对比图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例提供的太阳能电池的导电接触结构，如图1所示，包括：
衬底1；
半导体区域设置在衬底1的上面或里面；
电极100设置在半导体区域上；
电极包括接触半导体区域的种子层2；
种子层2为合金材料，其包括主组分与强化组分，主组分为波长范围在850nm-1200nm之间平均折射率低于2的一种或多种金属（优选为Al（铝）、Ag（银）、Cu（铜）、Mg（镁）中的任意一种或多种），强化组分包括Mo（钼）、Ti（钛）、W（钨）、Ni（镍）、Cr、Si、Mn、Pd、Bi、Nb、Ta、Pa、V中的任意一种或多种。种子层中主组分的含量优选＞50%。更优选地，种子层的主组分为Al，其含量为≥70%；强化组分为Ti，含量为≤30%，或者，主组分为Al，含量为≥70%；强化组分为W，含量为≤30%，或者，主组分为Al，含量为≥70%；强化组分为Ti，含量为≤30%，或者，主组分为Al，含量为≥70%；强化组分为Mo，含量为≤30%。
目前量产化晶体硅太阳电池中使用到Ag浆料作为电极材料，其中Ag浆料的成本占电池非硅成本接近30%的比例。减少Ag用量或者不使用Ag的生产技术将可有效降低太阳电池的生产成本。其中Cu便为Ag的很好替代品，Cu相比较Ag作为导电材料的优势对比请见下表a：
Figure 303279DEST_PATH_IMAGE001
表a
由上表a可知，Cu具有相对稳定的化学特性、优良的延展性、足够低的体电阻以及可大量获取且价格低廉（接近1/72的Ag材料价格）这些优良的特性，使得其成为Ag的有效替代品。但Cu有两个重要的特点限制了其在太阳电池中的应用，第一个是Cu的扩散系数过大，图3为常见金属的扩散系数示意图，图3中的横、纵坐标分别表示温度（单位开尔文K）的倒数、金属元素的扩散系数，由图3可以看到，Cu的扩散系数远高于其它金属，较Ag/Al等高了>5个数量级。
第二个是，Cu缺陷对空穴有较大的捕获截面，其会大幅降低少子寿命，进而降低太阳电池的电性能，Cu含量对少子寿命以及电池性能的影响请见下表b：
Figure 111966DEST_PATH_IMAGE002
表b
由上表b可知，随着Cu含量的增加，体少子寿命大幅降低，电池效率也大幅降低。即使只有1E12/cm3的Cu杂质，电池效率也降低0.29%。
现有技术中，通常采用Ni（镍）作为Cu扩散的阻挡层，同时能很好的粘连衬底以及Cu电极，其实现方案大致流程为：准备好镀膜后的衬底—激光开膜—电镀Ni—电镀Cu层。但我们在研究过程中发现Ni作为Cu的阻挡层存在一个较大的缺陷，其长波段反射效果较低，降低了电池的陷光效果，进一步降低了电池的转换效率。
Ni+Cu与Ag作为电极材料的电池光学性能对比数据请见下表c：
Figure 921790DEST_PATH_IMAGE003
表c
由上表c可知，Ni+Cu的组合使得电池的短路电流大幅降低，其中模拟结果中预测，短路电流密度将降低0.75mA/cm2，实验结果降低了1.36mA/cm2的短路电流密度，比理论预测更大。
下面我们对常见的金属陷光效果进行分析：
目前成品电池硅片厚度大约在150um，>850nm波长的光即可有效穿透此厚度，同时因为 Si的禁带宽度为1.12eV，所以>1200nm的光将难以激发电子空穴对，因此我们考虑陷光效果时主要关注850-1200nm波段。下表d为不同金属的界面反射率以及2022年2月份查到的市场价格：
Figure 631600DEST_PATH_IMAGE004
表d
由上表d可以看到，不同金属之间界面反射率差异较大，其中Ag/Al/Cu/Mg四种金属可以获得相对理想的短路电流结果，用于种子层中都能形成有效的陷光效果；进一步分析：Cu不能应用为种子层，因为种子层一个重要的作用就是阻挡Cu；Mg化学性质过于活泼也不是很好的一种选择；Ag价格则较高，也不是较好的选择；Al则是一个理想的种子层金属，其具有优良的背反射率效果，同时化学性质相对稳定，且其价格低廉，仅为Ag的1/223，Cu的1/3。
但单纯Al金属做为种子层，却引入另外一个问题：Al与其它金属之间的粘连较弱，使用单纯Al作为种子层的技术会使得产品可靠性不达标，产品在冷热交替或者弯曲的情况，或者组件焊接中焊点的应力都会导致Al与外层金属分离，产生脱落，引起失效。
Al与Cu之间结合力差，容易形成成片的栅线掉落。为解决此问题，我们尝试了多种改善方法，例如增加Al/衬底接触面积、给样品升温促进金属间互扩散、Al/Cu材料之间插入新材料例如TiW等，效果均不理想；最终发现若在Al材料中添加与Cu能形成良好互联的强化组分作为种子层，在Cu电镀之后甚至不需要额外的退火处理，即已形成良好种子层/电镀层交连，大幅提升电镀层的粘附力，最终解决此问题。
其中经实验验证，Ni、Mo、Ti、W这四种强化组分起到明显的粘附力提升效果。
进一步地我们通过表d了解到，Ni、Mo、Ti、W这四种材料其反射率偏低，若添加过多，则导致光学性能的降低，其中以W为例，我们简单的假定合金成分的性能为成分的加强平均值，则得到如下表e所示的推算结果：
Figure 605503DEST_PATH_IMAGE005
表e
其中当W含量为30%时，其电流损失为0.36mA/cm2，这引起约0.2%的电池转换效率降低，此虽然较大但综合Cu替代Ag带来的成本降低以及对可靠性问题的解决上来看，值得接受，因此认为，强化组分≤30%为推荐值。
进一步地，我们种子层中强化组分的比值可以呈现不均匀分布，这样将获得更佳的性能效果，其原理为：与衬底接近的部分降低强化组分的含量，这样可以增强光的反射，而与导电层金属接触的部分可以相对含有更高的强化组分以提高与导电层金属的结合力。
下表f为不同电极技术的焊接拉力对比：
Figure 935990DEST_PATH_IMAGE006
表f
由上表f可以看出，单纯Al种子层其栅线拉力较低，远低于常规的Ag电极，而Al与Cu直接插入TiW材料后焊接拉力有所提升，但依然存在不足，本发明中采用Al合金种子层制作的太阳电池，其焊接拉力甚至表现比常规Ag电极更高。
进一步地，种子层厚度优选≥30nm，经实验发现，30nm厚度的种子层足以阻挡Cu金属的扩散，而厚度≤300nm，主要考虑因素为控制成本，例如采用物理气相沉积的方法制作种子层，即使Al相对其它金属价格较低，但Al靶材的成本影响依然不可忽视，另外种子层厚度越高设备侧产能越低，不利于大规模生产地推广，因此，种子层厚度优选为30-300nm之间
进一步地，为节省合金靶材地成本且进一步限制Cu金属往衬底扩散，我们可以在合金种子层与衬底之间添加一层透明导电氧化物层，长波段的光可穿透明导电氧化物层，在合金层界面进行有效反射，同样能获得理想地性能及可靠性结果。
上述方案中，种子层优选以物理气相沉积法（包括溅射与蒸镀）、丝网印刷法、化学气相沉积、电镀、化学镀中的任意一项制备方法形成在衬底上。种子层优选由多层子种子层堆叠而成，更优选地，沿背离衬底的方向堆叠的子种子层中的主组分的含量逐渐下降，距离衬底近的子种子层中的主组分的含量大能够增强反光效果，从而提升太阳能电池的陷光效果，而距离衬底远（距离导电层近）的子种子层中强化组分含量大而主组分含量相对少，又能够确保子种子层与导电层的结合力。
种子层的厚度优选为10-1000nm之间，更优选地，种子层的厚度为30-300nm。
本实施例中提供的电极如图1所示，还包括位于种子层2上方的导电层3。制成该导电层3的材料包含Cu、Ag、Al中的任意一种或多种。导电层生长在种子层上的方法包括电镀、物理气相沉积、丝网印刷、化学镀中的任意一种。导电层的厚度优选为1-800μm，更优选地，导电层的厚度为1-100μm。
为了保护导电层，优选地，导电层的上部覆盖有保护层4。更优选地，该保护层4为Sn层或Ag层。保护层4优选通过电镀或化学镀的方法生长在导电层3上。
如图1所示，种子层2与半导体区域之间优选形成有用于保护种子层2的钝化膜6，钝化膜6上设有开口7，种子层2通过该开口与半导体区域接触。更优选地，种子层2与钝化膜6之间还设置有透明导电氧化物薄膜（TCO:Transparent Conductive Oxide），透明导电氧化物薄膜（TCO:Transparent Conductive Oxide）通过钝化膜上设置的开口与半导体区域接触。半导体区域则优选包括隧穿氧化层5和掺杂多晶硅8。
综上，本发明通过在导电层和衬底之间增加种子层，该种子层为合金材料，其主组分为波长范围为850nm-1200nm平均折射率低于2的一种或多种金属，强化组分为Mo、Ni、Ti、W、Cr、Si、Mn、Pd、Bi、Nb、Ta、Pa、V中的任意一种或多种，由上述的主组分和强化组分融合形成的种子层与导电层和衬底均具有较强的结合力，且提升了太阳能电池的陷光效果。
本发明实施例还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池中包括上述的导电接触结构。
本发明实施例还提供了一种太阳能电池组件，包括若干个电连接的包含有上述导电接触结构的太阳能电池。
本发明实施例还提供了一种太阳能发电系统，包括若干个电性连接的上述太阳能电池组件。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (21)

1.一种太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，包括：
衬底；
半导体区域设置在所述衬底的上面或里面；
电极设置在所述半导体区域上；
所述电极包括接触所述半导体区域的种子层；所述电极还包括位于所述种子层上方的导电层；所述导电层为Cu导电层；
所述种子层为合金材料，其包括主组分及强化组分，所述主组分为Al，质量含量为≥70%，所述强化组分包括Mo、Ni、Ti、W中的任意一种或多种，所述强化组分的质量含量为≤30%。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述强化组分还包括非金属成分。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述种子层以物理气相沉积、丝网印刷、化学气相沉积、电镀、化学镀中的任意一项制备方法形成在所述衬底上。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述种子层与所述半导体区域之间形成有钝化膜；所述钝化膜上设有开口，所述种子层通过所述开口与所述半导体区域接触。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述种子层与所述钝化膜之间还设置有透明导电氧化物薄膜，所述透明导电氧化物薄膜通过所述钝化膜上设置的所述开口与所述半导体区域接触。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述透明导电氧化物薄膜为掺锡氧化铟或者氧化锌基薄膜。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述半导体区域包含隧穿氧化层和掺杂多晶硅。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述导电层生长在所述种子层上的方法包括电镀、物理气相沉积、丝网印刷、化学镀中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述导电层的上部覆盖有保护层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述保护层为Sn或Ag层。
11.根据权利要求9或10中所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述保护层通过电镀或化学镀的方法生长在所述导电层上。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述衬底为硅衬底。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述种子层由多层子种子层堆叠组成。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，沿背离所述衬底的方向堆叠的所述子种子层中的所述主组分的含量逐渐下降。
15.根据权利要求13所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述种子层的厚度为10-1000nm。
16.根据权利要求13所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述种子层的厚度为30-300nm。
17.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述导电层的厚度为1-800μm。
18.根据权利要求1所述的太阳能电池的导电接触结构，其特征在于，所述导电层的厚度为1-100μm。
19.一种太阳能电池，其特征在于，包括权利要求1-18任意一项所述的导电接触结构。
20.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括若干个电性连接的如权利要求19所述的太阳能电池。
21.一种太阳能发电系统，其特征在于，包括若干个电性连接的如权利要求20所述的太阳能电池组件。
CN202210239253.9A 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统 Active CN114335197B (zh)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210239253.9A CN114335197B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统
CN202210861553.0A CN115394864A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统
US17/844,709 US11929441B2 (en) 2022-03-11 2022-06-20 Conductive contact structure of solar cell, solar module, and power generation system
AU2022241686A AU2022241686A1 (en) 2022-03-11 2022-06-21 Conductive contact structure of solar cell, solar module, and power generation system
KR1020247008011A KR20240044483A (ko) 2022-03-11 2022-06-21 태양 전지의 전도성 접촉 구조, 태양 전지 모듈 및 태양광 발전 시스템
EP22000168.9A EP4243088A1 (en) 2022-03-11 2022-06-21 Conductive contact structure of solar cell, solar module, and power generation system
PCT/EP2022/000057 WO2022199882A2 (en) 2022-03-11 2022-06-21 Conductive contact structure of solar cell, solar module, and power generation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210239253.9A CN114335197B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210861553.0A Division CN115394864A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114335197A CN114335197A (zh) 2022-04-12
CN114335197B true CN114335197B (zh) 2022-08-19

Family

ID=81033208

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210861553.0A Pending CN115394864A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统
CN202210239253.9A Active CN114335197B (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210861553.0A Pending CN115394864A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11929441B2 (zh)
EP (1) EP4243088A1 (zh)
KR (1) KR20240044483A (zh)
CN (2) CN115394864A (zh)
AU (1) AU2022241686A1 (zh)
WO (1) WO2022199882A2 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610664A (zh) * 2011-01-19 2012-07-25 Lg电子株式会社 太阳能电池
TW201442260A (zh) * 2013-04-23 2014-11-01 Topcell Solar Internat Co Ltd 太陽能電池及其製造方法
JP2018049962A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 泰谷光電科技股▲ふん▼有限公司 発光ダイオードの電極構成
CN109148616A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 国家电投集团科学技术研究院有限公司 硅异质结太阳电池及其制备方法
CN111244026A (zh) * 2018-11-28 2020-06-05 英飞凌科技股份有限公司 Iii族氮化物器件以及制造用于iii族氮化物基器件的欧姆接触部的方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3599060A (en) * 1968-11-25 1971-08-10 Gen Electric A multilayer metal contact for semiconductor device
JPH0656883B2 (ja) * 1986-03-03 1994-07-27 鐘淵化学工業株式会社 半導体装置
JP3839493B2 (ja) * 1992-11-09 2006-11-01 日本発条株式会社 Ｔｉ−Ａｌ系金属間化合物からなる部材の製造方法
US7388147B2 (en) * 2003-04-10 2008-06-17 Sunpower Corporation Metal contact structure for solar cell and method of manufacture
US20090032958A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Micron Technology, Inc. Intermetallic conductors
KR101597532B1 (ko) 2009-09-23 2016-02-25 엘지전자 주식회사 후면전극형 태양전지의 제조방법
US10014425B2 (en) 2012-09-28 2018-07-03 Sunpower Corporation Spacer formation in a solar cell using oxygen ion implantation
US11355657B2 (en) * 2015-03-27 2022-06-07 Sunpower Corporation Metallization of solar cells with differentiated p-type and n-type region architectures
US9768327B2 (en) * 2015-06-25 2017-09-19 Sunpower Corporation Etching techniques for semiconductor devices
WO2017056378A1 (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池セルの製造方法
US20170162722A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Solarcity Corporation Photovoltaic structures with electrodes having variable width and height
US9882071B2 (en) * 2016-07-01 2018-01-30 Sunpower Corporation Laser techniques for foil-based metallization of solar cells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610664A (zh) * 2011-01-19 2012-07-25 Lg电子株式会社 太阳能电池
TW201442260A (zh) * 2013-04-23 2014-11-01 Topcell Solar Internat Co Ltd 太陽能電池及其製造方法
JP2018049962A (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 泰谷光電科技股▲ふん▼有限公司 発光ダイオードの電極構成
CN109148616A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 国家电投集团科学技术研究院有限公司 硅异质结太阳电池及其制备方法
CN111244026A (zh) * 2018-11-28 2020-06-05 英飞凌科技股份有限公司 Iii族氮化物器件以及制造用于iii族氮化物基器件的欧姆接触部的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022199882A3 (en) 2022-11-03
EP4243088A1 (en) 2023-09-13
CN114335197A (zh) 2022-04-12
WO2022199882A2 (en) 2022-09-29
US20230290893A1 (en) 2023-09-14
US11929441B2 (en) 2024-03-12
KR20240044483A (ko) 2024-04-04
CN115394864A (zh) 2022-11-25
AU2022241686A1 (en) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5624623B2 (ja) 電気接点およびその製造工程を含むデバイス
US9024174B2 (en) Solar cell module
WO2013073045A1 (ja) 太陽電池及び太陽電池の製造方法
KR101681695B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제작 방법
CN108352417A (zh) 晶体硅系太阳能电池的制造方法和晶体硅系太阳能电池模块的制造方法
CN116316055B (zh) 半导体激光器接触电极及其制备方法
CN114335197B (zh) 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统
US20120088327A1 (en) Methods of Soldering to High Efficiency Thin Film Solar Panels
CN111769165A (zh) 一种柔性cigs太阳能电池的电极及制作方法
CN217468446U (zh) 一种太阳能电池的栅线结构、组件及发电系统
TW201340361A (zh) 太陽能電池及製造太陽能電池的方法
US20090283140A1 (en) Method of making contact to a solar cell employing a group ibiiiavia compound absorber layer
CN114551611B (zh) 一种太阳能电池的栅线结构、组件及发电系统
CN114335257B (zh) 太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件、发电系统
CN114551611A (zh) 一种太阳能电池的栅线结构、组件及发电系统
CN218585996U (zh) 一种太阳能电池、电极结构、电池组件及发电系统
CN114551610B (zh) 一种太阳能电池、电极结构、电池组件、发电系统及制备方法
US9991402B2 (en) Solar apparatus and method of fabricating the same
JPH0982865A (ja) リード端子付きチップダイオード及びこれを用いた太陽電池モジュール
NL2034304B1 (en) Solar Cell, Electrode Structure, Cell Module, Power Generation System and Preparation Method
CN114744055B (zh) 一种太阳能电池及其接触结构、电池组件和光伏系统
CN114823968A (zh) 一种p型背接触太阳能电池的制备方法及电池结构、组件、发电系统
JPH0458710B2 (zh)
CN210200744U (zh) 太阳能电池
KR101625879B1 (ko) 태양 전지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant