CN114361281A - 双面异质结太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
双面异质结太阳能电池及光伏组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114361281A CN114361281A CN202011054163.XA CN202011054163A CN114361281A CN 114361281 A CN114361281 A CN 114361281A CN 202011054163 A CN202011054163 A CN 202011054163A CN 114361281 A CN114361281 A CN 114361281A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped amorphous
- amorphous silicon
- film
- solar cell
- heterojunction solar
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
本发明提供了一种双面异质结太阳能电池及光伏组件，其所涉及双面异质结太阳能电池中位于单晶硅衬底背光面的第二掺杂非晶层包括位于第二本征非晶层表面的第一掺杂非晶硅膜以及位于第一掺杂非晶硅膜表面的第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜；基于该结构，可以在确保第二掺杂非晶层与第二本征非晶硅层具有良好接触的前提下提高第二掺杂非晶层的透光性，如此能降低太阳光在由背光面进入双面异质结太阳能电池内部时的损耗，可提高双面异质结太阳能电池的短路电流，进而可在优化双面异质结太阳能电池光电转化效率的同时也能提高双面异质结太阳能电池的双面率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏制造领域，尤其涉及一种双面异质结太阳能电池及光伏组件。
背景技术
异质结太阳能电池是目前一种较为高效的晶硅太阳能电池，其结合了晶体硅电池和硅基薄膜电池的特征，具有制造流程短、工艺温度低、转换效率高和发电量多等优点。图1所示为现有技术所涉及双面异质结太阳能电池的结构示意图，其自上至下依次包括第一集电极51＇、第一透明导电膜层41＇、第一掺杂非晶层31＇、第一本征非晶层21＇、单晶硅衬底10＇、第二本征非晶层22＇、第二掺杂非晶层32＇、第二透明导电膜层42＇、第二集电极52＇。
现有技术中所涉及的第二掺杂非晶层32＇通常由掺杂非晶硅膜构成，掺杂非晶硅膜具有较优的电学性能、电导率高，如此使得第二掺杂非晶层32＇与第二本征非晶层22＇之间具有良好的接触；然由掺杂非晶硅膜具有透光性较差的缺陷，会在一定程度上会使得双面异质结太阳能电池双面率及效率无法进一步提高。现有技术有通过调节第二掺杂非晶层32＇掺杂浓度的方式来调节光学带隙以期增大透光率，然此种方式效果不明显。
有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述发明目的，本发明提供了一种双面异质结太阳能电池，其具体设计方式如下。
一种双面异质结太阳能电池，包括：单晶硅衬底，依次层叠设置于所述单晶硅衬底受光面的第一本征非晶层、第一掺杂非晶层、第一透明导电膜层以及第一集电极，依次层叠设置于所述单晶硅衬底背光面的第二本征非晶层、掺杂类型与所述第一掺杂非晶层掺杂类型相反的第二掺杂非晶层、第二透明导电膜层以及第二集电极；所述第二掺杂非晶层包括位于所述第二本征非晶层表面的第一掺杂非晶硅膜以及位于所述第一掺杂非晶硅膜表面的第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
进一步，第一掺杂非晶硅膜的厚度为1-5nm，所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜的厚度为2-15nm。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜中载流子浓度以及所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为1E18～1E21/cm3。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜中载流子浓度为5E19～5E20/cm3，所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为5E18～5E19/cm3。
进一步，所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子迁移率不小于40cm2 V-1s-1。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率为25％-85％。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率为50％-70％。
进一步，所述第二掺杂非晶层还包括位于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜表面的第二掺杂非晶硅膜。
进一步，所述第二掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
进一步，所述第二掺杂非晶硅膜的厚度为1-3nm。
进一步，所述第二掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
进一步，所述第二掺杂非晶硅膜中载流子浓度为1E19～1E21/cm3。
进一步，所述第一掺杂非晶层包括位于所述第一本征非晶层表面的第三掺杂非晶硅膜以及位于所述第三掺杂非晶硅膜表面的第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜。
进一步，所述第三掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
进一步，第三掺杂非晶硅膜的厚度为1-5nm，所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜的厚度为2-15nm。
进一步，所述第三掺杂非晶硅膜中载流子浓度以及所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为1E18～1E21/cm3。
进一步，所述第三掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
进一步，所述第三掺杂非晶硅膜中载流子浓度为5E19～5E20/cm3，所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为5E18～5E19/cm3。
进一步，所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子迁移率不小于40cm2 V-1s-1。
进一步，所述第三掺杂非晶硅膜的晶化率小于所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率。
进一步，所述第三掺杂非晶硅膜的晶化率为20％-70％。
进一步，所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率为45％-65％。
进一步，所述第一掺杂非晶层还包括位于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜表面的第四掺杂非晶硅膜。
进一步，所述第四掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
进一步，所述第四掺杂非晶硅膜的厚度为1-3nm。
进一步，所述第四掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
进一步，所述第四掺杂非晶硅膜中载流子浓度为1E19～1E21/cm3。
进一步，所述第一本征非晶层与所述第一掺杂非晶层厚度之和小于或等于所述第二本征非晶层与所述第二掺杂非晶层厚度之和。
进一步，所述第一掺杂非晶层的厚度小于所述第二掺杂非晶层的厚度。
本发明还提供了一种光伏组件，其具有以上所述的双面异质结太阳能电池。
本发明的有益效果是：在本发明所提供的双面异质结太阳能电池结构中，由于第二掺杂非晶层包括位于第二本征非晶层表面的第一掺杂非晶硅膜以及位于第一掺杂非晶硅膜表面的第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜，可以在确保第二掺杂非晶层与第二本征非晶硅层具有良好接触的前提下提高第二掺杂非晶层的透光性，如此能降低太阳光在由背光面进入双面异质结太阳能电池内部时的损耗，可提高双面异质结太阳能电池的短路电流，进而可在优化双面异质结太阳能电池光电转化效率的同时也能提高双面异质结太阳能电池的双面率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1所示为现有技术双面异质结太阳能电池的结构示意图；
图2所示为本发明双面异质结太阳能电池的第一种实施结构示意图；
图3所示为本发明双面异质结太阳能电池的第二种实施结构示意图；
图4所示为本发明双面异质结太阳能电池的第三种实施结构示意图；
图5所示为本发明双面异质结太阳能电池的第四种实施结构示意图；
图6所示为10nm厚的非晶硅膜、非晶氧化硅膜、非晶碳化硅膜的透过曲线图。
图中，10为单晶硅衬底，21为第一本征非晶层，31为第一掺杂非晶层，311为第三掺杂非晶硅膜，312为第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜，313为第四掺杂非晶硅膜，41为第一透明导电膜层，51为第一集电极，22为第二本征非晶层，32为第二掺杂非晶层，321为第一掺杂非晶硅膜，322为第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜，323为第二掺杂非晶硅膜，42为第二透明导电膜层，52为第二集电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
参考图2所示，本发明所涉及的双面异质结太阳能电池包括：单晶硅衬底10，依次层叠设置于单晶硅衬底10受光面的第一本征非晶层21、第一掺杂非晶层31、第一透明导电膜层41以及第一集电极51，依次层叠设置于单晶硅衬底10背光面的第二本征非晶层22、第二掺杂非晶层32、第二透明导电膜层42以及第二集电极52。
在本发明中，所涉及的单晶硅衬底10受光面指的是异质结太阳能电池直接接收太阳光照射的面，背光面指的是异质结太阳能电池非直接接收太阳光照射的面，即与受光面相对的面。所涉及的单晶硅衬底可以是N型硅衬底，也可以是P型硅衬底，其中优选为N型单晶硅衬底。第一本征非晶层21与第二本征非晶层22均为本征非晶硅。第一掺杂非晶硅层31与第二掺杂非晶硅层32的掺杂类型相反，其中一个为N型掺杂，即采用磷掺杂；另一个为P型掺杂，即采用硼掺杂。
参考图2所示，本发明中所涉及的第二掺杂非晶层32包括位于第二本征非晶层22表面的第一掺杂非晶硅膜321以及位于第一掺杂非晶硅膜321表面的第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322。
掺杂非晶氧化硅与掺杂非晶碳化硅相对掺杂非晶硅具有更为优异的透光率，具体参考图6可知，非晶硅膜对700nm以上的光完全透过，但是在小于700nm时有很强的吸收，显著降低了小于700nm的光透过率，使得小于700nm的光无法高效产生光生载流子，限制了电池光电转换效率的提升。然非晶氧化硅膜或者非晶碳化硅膜相比非晶硅膜可以显著提升700nm以下的光透过率，从而对电池的短路电流有显著增益。
现有技术中所涉及的第二掺杂非晶层32＇通常为单层掺杂非晶硅膜结构；在图2所示实施例中，第二掺杂非晶层32采用双层膜设计，其中，第一掺杂非晶硅膜321能够保证第二掺杂非晶层32与第二本征非晶层22之间具有较好的接触，而第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322相当于将具有高透光率的掺杂非晶氧化硅或掺杂非晶碳化硅替代现有技术的部分掺杂非晶硅，如此能够提高第二掺杂非晶层32的整体透光率，能降低太阳光在由背光面进入双面异质结太阳能电池内部时的损耗，进而可在优化双面异质结太阳能电池光电转化效率的同时也能提高双面异质结太阳能电池的双面率。
即基于第一掺杂非晶硅膜321、第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322的配合，本发明所提供的双面异质结太阳能电池具有较为优异的光电性能。
在图2所述实施例中，第一掺杂非晶硅膜321小于或等于第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322的厚度；作为优选，第一掺杂非晶硅膜321通常小于第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322的厚度。如此在保证第二掺杂非晶层32与第二本征非晶层22之间具有较好的接触的同时，可以极大程度的使第二掺杂非晶层32具有较好的透光率。
具体实施过程中，第一掺杂非晶硅膜321的厚度为1-5nm，第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322的厚度为2-15nm。
本发明中，第一掺杂非晶硅膜321中载流子浓度以及第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度为1E18～1E21/cm3。
作为本发明的一种优选实施方式，第一掺杂非晶硅膜321中载流子浓度大于第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度。其中，第一掺杂非晶硅膜321中载流子浓度设置较大(即高掺杂)，可以使得第二掺杂非晶层32在与第二本征非晶层22的接触位置处具有较优载流子传输性能；而第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度设置较小，可以降低光线在穿透第二掺杂非晶层32时因掺杂浓度过高而出现光寄生吸收过高的问题。
作为优选的一些实施方式，第一掺杂非晶硅膜321中载流子浓度为5E19～5E20/cm3，第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度为5E18～5E19/cm3。
本发明的优选实施方式中，由于第二掺杂非晶层32中的第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度相对较小，故第二掺杂非晶层32的整体载流子传输性能由第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322的载流子传输性能决定，为避免第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322影响第二掺杂非晶层32的整体载流子传输性能，第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子迁移率通常设置为大于10cm2 V-1s-1。其中作为优选，第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子迁移率不小于40cm2 V-1s-1。
为实现第一掺杂非晶硅膜321的高掺杂效果，在具体实施过程中，第一掺杂非晶硅膜321可以有部分晶化，通常晶化率为25％-85％。作为优选地，第一掺杂非晶硅膜321的晶化率为50％-70％。
在本发明的另一实施例中，参考图3所示，与图2所实施结构不同，在该实施例中，第二掺杂非晶层32包括位于第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322表面的第二掺杂非晶硅膜323。第二掺杂非晶硅膜323的设置目的在于优化第二掺杂非晶层32与第二透明导电膜层42之间的接触。
优选地，第二掺杂非晶硅膜323的厚度小于或等于第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322的厚度。具体实施过程中，第二掺杂非晶硅膜323的厚度为1-3nm。
为确保第二掺杂非晶层32与第二透明导电膜层42之间具有较优接触，在本发明中，第二掺杂非晶硅膜323中载流子浓度大于第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度。
第二掺杂非晶硅膜323中载流子浓度为1E19～1E21/cm3；其中，作为优选范围，第二掺杂非晶硅膜323中载流子浓度为5E19～5E20/cm3。
参考图4所示，在该实施例中，本发明中所涉及的第一掺杂非晶层31包括位于第一本征非晶层21表面的第三掺杂非晶硅膜311以及位于第三掺杂非晶硅膜311表面的第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312。
掺杂非晶氧化硅与掺杂非晶碳化硅相对掺杂非晶硅具有更为优异的透光率，具体可参考前文所述。现有技术中所涉及的第一掺杂非晶层31＇也通常为单层掺杂非晶硅膜结构，然在图4所示实施例中，第一掺杂非晶层31采用双层膜设计，其中，第三掺杂非晶硅膜311能够保证第一掺杂非晶层31与第一本征非晶层21之间具有较好的接触，而第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312相当于将具有高透光率的掺杂非晶氧化硅或掺杂非晶碳化硅替代现有技术的部分掺杂非晶硅，如此能够提高第一掺杂非晶层31的整体透光率，能降低太阳光在由受光面进入双面异质结太阳能电池内部时的损耗，进而可有效优化双面异质结太阳能电池光电转化效率。
在图4所述实施例中，第三掺杂非晶硅膜311小于或等于第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312的厚度；作为优选，第三掺杂非晶硅膜311通常小于第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312的厚度。如此在保证第一掺杂非晶层31与第一本征非晶层21之间具有较好的接触的同时，可以极大程度的使第一掺杂非晶层31具有较好的透光率。
具体实施过程中，第三掺杂非晶硅膜311的厚度为1-5nm，第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312的厚度为2-15nm。
本发明中，第三掺杂非晶硅膜311中载流子浓度以及第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312中载流子浓度为1E18～1E21/cm3。
作为本发明的一种优选实施方式，第三掺杂非晶硅膜311中载流子浓度大于第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312中载流子浓度。其中，第三掺杂非晶硅膜311中载流子浓度设置较大(即高掺杂)，可以使得第一掺杂非晶层31在与第一本征非晶层21的接触位置处具有较优载流子传输性能；而第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312中载流子浓度设置较小，可以降低光线在穿透第一掺杂非晶层31时因掺杂浓度过高而出现光寄生吸收过高的问题。
作为优选的一些实施方式，第三掺杂非晶硅膜311中载流子浓度为5E19～5E20/cm3，第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜322中载流子浓度为5E18～5E19/cm3。
本发明的优选实施方式中，由于第一掺杂非晶层31中的第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312中载流子浓度相对较小，故第一掺杂非晶层31的整体载流子传输性能由第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312的载流子传输性能决定，为避免第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312影响第一掺杂非晶层31的整体载流子传输性能，第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312中载流子迁移率通常设置为大于10cm2 V-1s-1。其中作为优选，第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子迁移率不小于40cm2 V-1s-1。
作为本发明的优选实施方式，第三掺杂非晶硅膜311的晶化率小于第一掺杂非晶硅膜321的晶化率。在具体实施过程中，晶化率越高，相应膜层的掺杂浓度越高，第三掺杂非晶硅膜311的晶化率小于第一掺杂非晶硅膜321的晶化率的设置方式可以相应的使得第三掺杂非晶硅膜311掺杂浓度在一定程度上低于第一掺杂非晶硅膜321的掺杂浓度，如此使得位于受光面的第三掺杂非晶硅膜311具有更好的透光性能，可以确保异质结太阳能电池片整体具有较高的光电转化效率；而位于背光面的第一掺杂非晶硅膜321由于掺杂浓度较高可以降低异质结太阳能电池的体电阻，进而提高异质结太阳能电池的填充因子。
在具体实施过程中，第三掺杂非晶硅膜311有部分晶化，通常晶化率为20％-70％。作为优选地，第三掺杂非晶硅膜311的晶化率为45％-65％。
在本发明的另一实施例中，参考图5所示，与图4所实施结构不同，在该实施例中，第一掺杂非晶层31包括位于第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312表面的第四掺杂非晶硅膜313。第四掺杂非晶硅膜313的设置目的在于优化第一掺杂非晶层31与第二透明导电膜层42之间的接触。
优选地，第四掺杂非晶硅膜313的厚度小于或等于第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312的厚度。具体实施过程中，第四掺杂非晶硅膜313的厚度为1-3nm。
为确保第一掺杂非晶层31与第二透明导电膜层42之间具有较优接触，在本发明中，第四掺杂非晶硅膜313中载流子浓度大于第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312中载流子浓度。
第四掺杂非晶硅膜313中载流子浓度为1E19～1E21/cm3；其中，作为优选范围，第四掺杂非晶硅膜313中载流子浓度为5E19～5E20/cm3。
本发明中更为具体地的实施例中，第一本征非晶层21与第一掺杂非晶层31厚度之和小于或等于第二本征非晶层22与第二掺杂非晶层32厚度之和。优选地，第一本征非晶层21与第一掺杂非晶层31厚度之和小于第二本征非晶层22与第二掺杂非晶层32厚度之和。
对于双面异质结太阳能电池而言，其受光面吸光效果对电池片的光电转化效率影响远大于背光面吸光效果对电池片的光电转化效率影响，由于第一本征非晶层21与第一掺杂非晶层31厚度之和小于第二本征非晶层22与第二掺杂非晶层32厚度之和，能有效降低受光面的太阳光在经过第一本征非晶层21与第一掺杂非晶层31时的损耗，可提高双面异质结太阳能电池的短路电流，使得双面异质结太阳能电池具有较好的光电转化效率。
作为进一步优选，第一掺杂非晶层31的厚度小于或等于第二掺杂非晶层32的厚度。本发明的另一些实施例中，第一本征非晶层21的厚度也小于或等于第二本征非晶层22的厚度。
进一步地，本发明中，第一透明导电膜层41的厚度小于或等于第二透明导电膜层42的厚度。对于双面异质结太阳能电池而言，由于第一透明导电膜层41厚度相对较小，可以有效降低受光面的太阳光在经过第一透明导电膜层41时的损耗，进而可使得双面异质结太阳能电池具有较好的光电转化效率。
本发明还提供了一种光伏组件，其具有以上所涉及的双面异质结太阳能电池。
本发明以下还展示了双面异质结太阳能电池的一种具体制作方式。
S1、硅片制绒：
使用KOH溶液对N型晶体硅片表面进行纹理化，形成2-4μm尺寸的纹理，获取单晶硅衬底10；利用O3或H2O2清洗。
S2、非晶硅薄膜制作：
利用气氛H2稀释的SiH4，于单晶硅衬底10受光面生长第一本征非晶层21。而后，在第一本征非晶层21表面一侧通入PH3(2000ppm)、SiH4、H2，制作第三掺杂非晶硅膜311；继而，通入PH3(500ppm)、SiH4、H2以及CO2或CH4，在第三掺杂非晶硅膜311表面形成第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312；可选的，继续通入PH3(2000ppm)、SiH4、H2，在第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜312表面形成第四掺杂非晶硅膜313。
硅片翻面后，利用气氛H2稀释的SiH4，于单晶硅衬底10背光面生长第二本征非晶层22。而后，在第二本征非晶层22表面一侧通入B2H6(2000ppm)、SiH4、H2，制作第一掺杂非晶硅膜321。继而，通入B2H6(500ppm)、SiH4、H2以及CO2或CH4，在第一掺杂非晶硅膜321表面形成第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322；可选的，继续通入B2H6(2000ppm)、SiH4、H2，在第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜322表面形成第二掺杂非晶硅膜323。
S3、集电极制作：将完成非晶硅薄膜制作的单晶硅衬底10两表面分别采用PVD沉积、RPD沉积或磁控溅射沉积工艺制作第一透明导电膜41与第二透明导电膜42。第一透明导电膜41与第二透明导电膜42通常选用ITO材质或其它具有优异导电性的透明导电氧化物薄膜(TCO)，第一透明导电膜41与第二透明导电膜42具体材质可以存在一定差异。具体实施过程中，一种镀膜条件为：以掺有10％质量浓度氧化锡的氧化铟作为靶材，镀膜压强6mTorr，镀膜气氛Ar和O2，O2分压0.4mTorr，温度150℃。
S4、用丝网印刷的方法在第一透明导电膜41与第二透明导电膜42上再分别印刷一层低温导电银浆，然后在150～300℃的低温下进行烧结形成良好的欧姆接触，进而形成第一集电极51以及第二集电极52。
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 (32)
1.一种双面异质结太阳能电池，包括：单晶硅衬底，依次层叠设置于所述单晶硅衬底受光面的第一本征非晶层、第一掺杂非晶层、第一透明导电膜层以及第一集电极，依次层叠设置于所述单晶硅衬底背光面的第二本征非晶层、掺杂类型与所述第一掺杂非晶层掺杂类型相反的第二掺杂非晶层、第二透明导电膜层以及第二集电极；其特征在于，所述第二掺杂非晶层包括位于所述第二本征非晶层表面的第一掺杂非晶硅膜以及位于所述第一掺杂非晶硅膜表面的第一掺杂非晶氧化硅膜或第一掺杂非晶碳化硅膜。
2.根据权利要求1所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
3.根据权利要求2所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，第一掺杂非晶硅膜的厚度为1-5nm，所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜的厚度为2-15nm。
4.根据权利要求1所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅膜中载流子浓度以及所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为1E18～1E21/cm3。
5.根据权利要求4所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
6.根据权利要求5所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅膜中载流子浓度为5E19～5E20/cm3，所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为5E18～5E19/cm3。
7.根据权利要求5所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子迁移率不小于40cm2V-1s-1。
8.根据权利要求1所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率为25％-85％。
9.根据权利要求8所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率为50％-70％。
10.根据权利要求1所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂非晶层还包括位于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜表面的第二掺杂非晶硅膜。
11.根据权利要求10所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
12.根据权利要求11所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂非晶硅膜的厚度为1-3nm。
13.根据权利要求10所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第一掺杂非晶氧化硅膜或所述第一掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
14.根据权利要求13所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂非晶硅膜中载流子浓度为1E19～1E21/cm3。
15.根据权利要求1-14任意一项所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶层包括位于所述第一本征非晶层表面的第三掺杂非晶硅膜以及位于所述第三掺杂非晶硅膜表面的第二掺杂非晶氧化硅膜或第二掺杂非晶碳化硅膜。
16.根据权利要求15所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
17.根据权利要求16所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，第三掺杂非晶硅膜的厚度为1-5nm，所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜的厚度为2-15nm。
18.根据权利要求17所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜中载流子浓度以及所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为1E18～1E21/cm3。
19.根据权利要求18所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
20.根据权利要求19所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜中载流子浓度为5E19～5E20/cm3，所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度为5E18～5E19/cm3。
21.根据权利要求19所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子迁移率不小于40cm2V-1s-1。
22.根据权利要求15所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜的晶化率小于所述第一掺杂非晶硅膜的晶化率。
23.根据权利要求15所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜的晶化率为20％-70％。
24.根据权利要求23所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三掺杂非晶硅膜的晶化率为45％-65％。
25.根据权利要求15所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶层还包括位于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜表面的第四掺杂非晶硅膜。
26.根据权利要求25所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第四掺杂非晶硅膜的厚度小于或等于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜的厚度。
27.根据权利要求26所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第四掺杂非晶硅膜的厚度为1-3nm。
28.根据权利要求25所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第四掺杂非晶硅膜中载流子浓度大于所述第二掺杂非晶氧化硅膜或所述第二掺杂非晶碳化硅膜中载流子浓度。
29.根据权利要求28所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第四掺杂非晶硅膜中载流子浓度为1E19～1E21/cm3。
30.根据权利要求1-14任意一项所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征非晶层与所述第一掺杂非晶层厚度之和小于或等于所述第二本征非晶层与所述第二掺杂非晶层厚度之和。
31.根据权利要求1-14任意一项所述的双面异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂非晶层的厚度小于所述第二掺杂非晶层的厚度。
32.一种光伏组件，其特征在于，具有权利要求1-31任意一项所述的双面异质结太阳能电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011054163.XA CN114361281A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011054163.XA CN114361281A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114361281A true CN114361281A (zh) | 2022-04-15 |
Family
ID=81089787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011054163.XA Pending CN114361281A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114361281A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114823935A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-29 | 东方日升新能源股份有限公司 | 一种异质结电池及其制备方法 |
-
2020
- 2020-09-29 CN CN202011054163.XA patent/CN114361281A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114823935A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-29 | 东方日升新能源股份有限公司 | 一种异质结电池及其制备方法 |
| CN114823935B (zh) * | 2022-05-16 | 2024-05-03 | 东方日升新能源股份有限公司 | 一种异质结电池及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190198706A1 (en) | Heterojunction Solar Cell and Fabrication Method Thereof | |
| CN112802910A (zh) | 一种高效硅异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114242809A (zh) | 一种太阳电池及其制作方法 | |
| CN108615775B (zh) | 一种叉指背接触异质结单晶硅电池 | |
| CN215220730U (zh) | 一种高效硅异质结太阳能电池 | |
| CN101393942B (zh) | 多晶硅-碳化硅叠层薄膜太阳能电池 | |
| CN110085683A (zh) | 无掺杂晶体硅异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114361281A (zh) | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| CN208507687U (zh) | 一种叉指背接触异质结单晶硅电池 | |
| CN215220744U (zh) | 一种高光电转换效率的hjt电池 | |
| CN212783486U (zh) | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| CN115172602A (zh) | 一种掺杂金属氧化物复合层结构 | |
| CN210156405U (zh) | 具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构 | |
| CN114171632A (zh) | 异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| JP4412766B2 (ja) | 薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池 | |
| CN112768549A (zh) | 一种高光电转换效率的hjt电池及其制备方法 | |
| CN114171631A (zh) | 异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| CN114566561A (zh) | 异质结太阳能电池及其制作方法 | |
| CN114628543A (zh) | 异质结太阳能电池及其制作方法 | |
| JP2002016271A (ja) | 薄膜光電変換素子 | |
| CN114171633A (zh) | 异质结太阳能电池及其制作方法 | |
| CN104465803A (zh) | 一种背发射极异质结太阳电池及制备方法 | |
| CN212848453U (zh) | 异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| CN110797428A (zh) | 异质结太阳能电池 | |
| CN212783484U (zh) | 异质结太阳能电池及光伏组件 |
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 |