CN114497240A - 一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件，包括硅基底；位于硅基底的后表面且在远离硅基底的方向上依次设置的背钝化叠层和渐变层以及穿透渐变层和背钝化叠层的第一电极；渐变层包括至少一层氮化硅层，至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；渐变层中各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%‑95%，N占5%‑30%；位于硅基底的前表面设置的正面钝化层以及穿透正面钝化层的第二电极。本申请通过在太阳能电池的后表面增设渐变层，并对渐变层中各组分元素的重量百分比和厚度做特殊的限定，使渐变层的折射率处于合理的折射率范围，可以增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提高电池效率。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件。
背景技术
在当今能源短缺的情况下，太阳能电池作为一种可再生资源，引起了广泛关注。另外，由于太阳能电池不会引起环境污染，因此太阳能电池行业在世界各地受到了极大的关注。相关技术中，太阳能电池在发电过程中，电池片表面载流子复合严重，降低了表面载流子浓度，进而使得电池短路电流降低，从而降低了太阳能电池的发电效率。
发明内容
本申请提供了一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件，以解决现有太阳能电池的电池片表面载流子复合严重的问题。
根据本申请的第一方面，本申请提供一种太阳能电池，包括：
硅基底；
位于所述硅基底的后表面且在远离所述硅基底的方向上依次设置的背钝化叠层和渐变层以及穿透所述渐变层和所述背钝化叠层的第一电极；其中，所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%；
位于所述硅基底的前表面设置的正面钝化层以及穿透所述正面钝化层的第二电极。
在一种可能的设计中，所述至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间。
在一种可能的设计中，所述至少一层氮化硅层包括层叠设置的多层氮化硅单元层，在远离所述硅基底的方向上，所述多层氮化硅单元层包括第一氮化硅单元层、第二氮化硅单元层、第三氮化硅单元层、第四氮化硅单元层和第五氮化硅单元层，其中，所述第一氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间，所述第二氮化硅单元层的厚度在15nm至30nm之间，所述第三氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间，所述第四氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间，所述第五氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间。
在一种可能的设计中，在远离所述硅基底的方向上，所述多层氮化硅单元层的折射率逐层降低，所述第一氮化硅单元层的折射率在2.2至2.4之间，所述第二氮化硅单元层的折射率在2.15至2.35之间，所述第三氮化硅单元层的折射率在1.9至2.1之间，所述第四氮化硅单元层的折射率在2.05至2.25之间，所述第五氮化硅单元层的折射率在2.1至2.3之间。
在一种可能的设计中，所述第一氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-25%；
所述第二氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占74%-94%，N占5.5%-26%；
所述第三氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-93%，N占7%-30%；
所述第四氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占72%-93%，N占6.5%-28%；
所述第五氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占73%-93%，N占6%-27%。
在一种可能的设计中，所述背钝化叠层包括氧化铝层，所述氧化铝层的折射率在1.4至1.7之间且厚度在10nm至25nm之间；所述氧化铝层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-90%，O占13%-25%，Al占1%-5%。
在一种可能的设计中，所述背钝化叠层还包括氮氧化硅层，所述氮氧化硅层设置于所述氧化铝层与所述渐变层之间；所述氮氧化硅层的折射率在1.5至1.9之间且厚度在8nm至20nm之间；所述氮氧化硅层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-20%，O占6%-20%。
根据本申请的第二方面，本申请提供一种光伏组件，包括至少一个太阳能电池串，所述太阳能电池串由上述的太阳能电池电连接组成。
根据本申请的第三方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
提供硅基底；
在所述硅基底的后表面且远离所述硅基底的方向上依次形成背钝化叠层、渐变层和第一电极，所述第一电极穿透所述渐变层和所述背钝化叠层与所述硅基底形成电连接；所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%；
在所述硅基底的前表面形成正面钝化层和第二电极，所述第二电极穿透所述正面钝化层与所述硅基底形成电连接。
在一种可能的设计中，所述至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间。
在一种可能的设计中，在所述背钝化叠层的表面形成所述渐变层，其反应物为SiH4、NH3，SiH4和NH3的气体流量比为（1.35-2.5）：（3-3.5）；所述至少一层氮化硅层包括多层氮化硅单元层，所述多层氮化硅单元层包括五层氮化硅单元层，形成五层氮化硅单元层包括：
在所述背钝化叠层的表面形成第一氮化硅单元层；所述第一氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间；
在所述第一氮化硅单元层的表面形成第二氮化硅单元层；所述第二氮化硅单元层的厚度在15nm至30nm之间；
在所述第二氮化硅单元层的表面形成第三氮化硅单元层；所述第三氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间；
在所述第三氮化硅单元层的表面形成第四氮化硅单元层；所述第四氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间；
在所述第四氮化硅单元层的表面形成第五氮化硅单元层；所述第五氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间。
在一种可能的设计中，所述第一氮化硅单元层的折射率在2.2至2.4之间，所述第二氮化硅单元层的折射率在2.15至2.35之间，所述第三氮化硅单元层的折射率在1.9至2.1之间，所述第四氮化硅单元层的折射率在2.05至2.25之间，所述第五氮化硅单元层的折射率在2.1至2.3之间。
在一种可能的设计中，所述第一氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-25%；
所述第二氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占74%-94%，N占5.5%-26%；
所述第三氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-93%，N占7%-30%；
所述第四氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占72%-93%，N占6.5%-28%；
所述第五氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占73%-93%，N占6%-27%。
在一种可能的设计中，在所述硅基底的表面形成所述背钝化叠层，所述背钝化叠层包括氧化铝层和氮氧化硅层，形成氧化铝层和氮氧化硅层包括：
在所述硅基底的表面形成所述氧化铝层，其反应物为三甲基铝和N2O，所述三甲基铝的通入速率为600mg/min-700mg/min，所述N2O的流量为900sccm-1000sccm；
在所述氧化铝层的表面形成所述氮氧化硅层，其反应物为SiH4、NH3和NO2，SiH4、NH3和NO2的气体流量比为（1-2）：（2-3）：（3-4）。
在一种可能的设计中，所述氧化铝层的折射率在1.4至1.7之间且厚度在10nm至25nm之间；所述氧化铝层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-90%，O占13%-25%，Al占1%-5%。
在一种可能的设计中，所述氮氧化硅层的折射率在1.5至1.9之间且厚度在8nm至20nm之间；所述氮氧化硅层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-20%，O占6%-20%
本申请的有益效果：
本申请一种太阳能电池包括硅基底；位于所述硅基底的后表面且在远离所述硅基底的方向上依次设置的背钝化叠层和渐变层以及穿透所述渐变层和所述背钝化叠层的第一电极；其中，所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%；位于所述硅基底的前表面的第二电极。本申请通过在太阳能电池的后表面增设致密的渐变层，并对渐变层中各组分元素的重量百分比和厚度做特殊的限定，使渐变层的折射率处于合理的折射率范围，可以增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为根据本申请第一实施方式的太阳能电池在第一种具体实施例中的结构示意图；
图2为根据本申请第一实施方式的太阳能电池在第二种具体实施例中的结构示意图；
图3为根据本申请第一实施方式的太阳能电池在第三种具体实施例中的结构示意图；
图4为根据本申请第三实施方式的太阳能电池的制备方法的流程示意图；
图5为根据本申请给出的对比例中太阳能电池的结构示意图；
图6为本申请太阳能电池和对比例太阳能电池的外量子效率测试对比图谱；
图7为本申请太阳能电池和对比例太阳能电池的内量子效率测试对比图谱。
附图标记：
1-硅基底；
11-本征硅基底；
12-发射极；
2-背钝化叠层；
21-氧化铝层；
22-氮氧化硅层；
3-渐变层；
31-第一氮化硅单元层；
32-第二氮化硅单元层；
33-第三氮化硅单元层；
34-第四氮化硅单元层；
35-第五氮化硅单元层；
4-第一电极；
5-第二电极；
6-正面钝化层。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括硅基底；位于所述硅基底的后表面且在远离所述硅基底的方向上依次设置的背钝化叠层和渐变层以及穿透所述渐变层和所述背钝化叠层的第一电极；其中，所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%；位于所述硅基底的前表面的第二电极。
通过在太阳能电池的后表面增设致密的渐变层，并对渐变层中各组分元素的重量百分比和厚度做特殊的限定，使渐变层的折射率处于合理的折射率范围，可以增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。
下面对本申请的太阳能电池的一些实施例进行详细的说明，以下内容仅为方便理解提供的实施细节，并非实施本方案的必须。
图1是根据本申请第一实施方式的太阳能电池的结构示意图。
如图1所示，所述太阳能电池包括：硅基底1。硅基底1包括本征硅基底11以及发射极12，本征硅基底11以及发射极12形成PN结。本征硅基底11可以为P型基底，发射极12可以为N型掺杂层，P型基底和N型掺杂层共同组成PN结结构。可选地，本征硅基底11包括但不限于单晶硅基底、多晶硅基底、类单晶硅基底等。需要说明的是，硅基底 1的前表面是指面向太阳的光接收面。具体地，靠近发射极12一侧的表面为前表面，靠近本征硅基底11一侧的表面为后表面。
所述太阳能电池还包括：位于所述硅基底1的后表面且在远离所述硅基底1的方向上依次设置的背钝化叠层2和渐变层3以及穿透所述渐变层3和所述背钝化叠层2的第一电极4；其中，所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层3中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%。
可选地，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm或110nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
其中，背钝化叠层2对硅基底1的后表面起到钝化作用，背钝化叠层2可以由多层钝化层组成。对于P型PERC太阳能电池，背钝化叠层2可以包括氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅层等钝化层。通过在太阳能电池的后表面增设致密的渐变层3，并对渐变层3中各组分元素的重量百分比和厚度做特殊的限定，使渐变层的折射率处于合理的折射率范围，可以增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。
所述太阳能电池还包括：位于所述硅基底1的前表面设置的正面钝化层6以及穿透所述正面钝化层6的第二电极5。
其中，正面钝化层6对硅基底1的前表面起到钝化作用，正面钝化层6可以由多层钝化层组成。对于P型PERC太阳能电池，正面钝化层6可以包括氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅层等钝化层。
在一些实施例中，所述至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间。
可选地，所述至少一层氮化硅层的总体折射率可以为1.9、2.0、2.1、2.2、2.3或2.4等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
可以理解地，氮化硅具有固定正电荷，能起到场钝化作用，能降低载流子的复合，同时，氮化硅还具有减反射功能，能减少光的反射，将其设置在太阳能电池的后表面能增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。为了能更好地增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，本申请限定渐变层3包括至少一层氮化硅层，限定至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间，同时为了满足上述总体折射率的范围，所述至少一层氮化硅层的总厚度不得低于55nm，为了避免因至少一层氮化硅层的总厚度过大导致渐变层3脱落，所述至少一层氮化硅层的总厚度不得大于110nm。
在一些实施例中，如图2所示，所述至少一层氮化硅层包括层叠设置的多层氮化硅单元层，在远离所述硅基底1的方向上，所述多层氮化硅单元层包括第一氮化硅单元层31、第二氮化硅单元层32、第三氮化硅单元层33、第四氮化硅单元层34和第五氮化硅单元层35，其中，所述第一氮化硅单元层31的厚度在10nm至20nm之间，所述第二氮化硅单元层32的厚度在15nm至30nm之间，所述第三氮化硅单元层33的厚度在10nm至20nm之间，所述第四氮化硅单元层34的厚度在10nm至20nm之间，所述第五氮化硅单元层35的厚度在10nm至20nm之间。
可选地，所述第一氮化硅单元层31的厚度可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第二氮化硅单元层32的厚度可以为15nm、18nm、20nm、22nm、25nm、28nm或30nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第三氮化硅单元层33的厚度可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第四氮化硅单元层34的厚度可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第五氮化硅单元层35的厚度可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm、16nm、17nm、18nm、19nm或20nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
可以理解地，通过对第一氮化硅单元层31、第二氮化硅单元层32、第三氮化硅单元层33、第四氮化硅单元层34和第五氮化硅单元层35厚度的限定，能够满足氮化硅各单元层折射率的范围，同时也不会因为厚度过大导致氮化硅层3各层之间发生脱落。
在一些实施例中，在远离所述硅基底1的方向上，所述多层氮化硅单元层的折射率先逐层降低再逐层升高，所述第一氮化硅单元层31的折射率在2.2至2.4之间，所述第二氮化硅单元层32的折射率在2.15至2.35之间，所述第三氮化硅单元层33的折射率在1.9至2.1之间，所述第四氮化硅单元层34的折射率在2.05至2.25之间，所述第五氮化硅单元层35的折射率在2.1至2.3之间。
可选地，所述第一氮化硅单元层31的折射率可以为2.2、2.25、2.3、2.35或至2.4等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第二氮化硅单元层32的折射可以为2.15、2.20、2.25、2.30或2.35等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第三氮化硅单元层33的折射率可以为1.9、1.95、2.0、2.05或2.1等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第四氮化硅单元层34的折射率可以为2.05、2.10、2.15、2.20或2.25等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述第五氮化硅单元层35的折射率可以为2.1、2.15、2.2、2.25或2.3等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。值得注意的是，虽然上述五层氮化硅单元层的折射率存在相同的取值，但在实际取值中，需要保证五层氮化硅单元层选取的折射率满足“在远离所述硅基底1的方向上，所述多层氮化硅单元层的折射率先逐层降低再逐层升高”这一条件，因此，不会出现两两氮化硅单元层的折射率取值相同的情况出现。
可以理解地，本实施方式提供的多层氮化硅单元层在远离所述硅基底1的方向上先逐层降低再逐层升高，其很好地解决了膜层之间的光学特性差异较大的问题，从而使得整个隔绝层的折射率变化趋于均匀，对硅基底1的后表面具有良好的钝化作用，能有效降低光反射，增强后表面载流子浓度，减弱其表面的载流子复合，增大电池后表面短路电流、开路电压，提高太阳能电池的光电转化效率。
在一些实施例中，所述第一氮化硅单元层31中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-25%；
所述第二氮化硅单元层32中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占74%-94%，N占5.5%-26%；
所述第三氮化硅单元层33中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-93%，N占7%-30%；
所述第四氮化硅单元层34中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占72%-93%，N占6.5%-28%；
所述第五氮化硅单元层35中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占73%-93%，N占6%-27%。
可以理解地，通过对多层氮化硅单元层中各组分元素的重量百分比的限定，能够保证各氮化硅单元层的折射率处于合理的折射率范围，可以更好地提升对硅基底1的后表面的钝化作用，能更有效降低光反射，增强前表面载流子浓度，减弱其表面的载流子复合，增大电池前表面短路电流、开路电压，提高太阳能电池的光电转化效率。
在一些实施例中，如图3所示，所述背钝化叠层2包括氧化铝层21，所述氧化铝层21的折射率在1.4至1.7之间且厚度在10nm至25nm之间；所述氧化铝层21中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-90%，O占13%-25%，Al占1%-5%。
可选地，所述氧化铝层21的折射率可以为1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65或1.7等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述氧化铝层21的厚度可以为10nm、12nm、15nm、18nm、20nm、22nm或25nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
可以理解地，通过对氧化铝层21中各组分元素的重量百分比的限定，能够保证氧化铝层21的折射率处于合理的范围值，还能使得氧化铝层21的折射率限定在1.4至1.7之间，使得氧化铝层21对硅基底1的后表面实现更好的钝化性能，与特定折射率的渐变层相互配合，更有效地降低光反射，增强后表面载流子浓度，减弱其表面的载流子复合，增大电池后表面短路电流、开路电压，提高太阳能电池的光电转化效率。
在一些实施例中，如图3所示，所述背钝化叠层2还包括氮氧化硅层22，所述氮氧化硅层22设置于所述氧化铝层21与所述渐变层3之间；所述氮氧化硅层22的折射率在1.5至1.9之间且厚度在8nm至20nm之间；所述氮氧化硅层22中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-20%，O占6%-20%。
可选地，所述氮氧化硅层22的折射率可以为1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85或1.9等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述氮氧化硅层22的厚度可以为8nm、10nm、12nm、15nm、18nm或20nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
可以理解地，氮氧化硅同时具有氮化硅和氧化硅的光学特性，其折射率范围介于氮化硅和氧化硅之间，因此，能够将来自多层氮化硅单元层的光线顺畅地过渡给氮氧化硅层，再经氧化铝层21进入硅基底1内产生电能。通过对氮氧化硅层22中各组分元素的重量百分比的限定，能够保证氮氧化硅层22的折射率处于合理的范围值，还能使得氮氧化硅层22具有较强的固定正电荷，在位于后表面时可以表现出优异的场钝化效应。氮氧化硅层22与特定折射率的氧化铝层21和渐变层相互配合，能更有效地降低光反射，增强后表面载流子浓度，减弱其表面的载流子复合，增大电池后表面短路电流、开路电压，提高太阳能电池的光电转化效率。
本申请的第二实施方式涉及一种光伏组件，所述光伏组件包括至少一个太阳能电池串，所述太阳能电池串由上述的太阳能电池电连接组成。例如，图1-图3所示例的太阳能电池。在所述太阳能电池串中，所述太阳能电池以串联和/或并联的形式电连接。所述形成的光伏组件包括但不限于叠片组件、双面组件、多主栅组件等。例如，获取至少具有上述任一实施方式的太阳能电池组成的电池片，利用导电材料将电池片彼此电连接以形成电池串，并通过层压工艺将背板，乙烯~醋酸乙烯共聚物(EVA)与电池串按照一定的顺序层叠，后续通过将层叠后的结构安装边框形成组件。太阳能电池可以将吸收的光能转化为电能。组件将利用电池片获得的电能传递给负载。
本申请的第三实施方式涉及一种太阳能电池的制备方法，太阳能电池的制备方法的流程示意图如图4所示，具体包括如下步骤：
步骤S1：提供硅基底1；
具体地，硅基底包括本征硅基底以及发射极，本征硅基底以及发射极形成PN结。例如，如图1和图2所示，硅基底1包括本征硅基底11以及发射极12，本征硅基底11以及发射极12形成PN结。本征硅基底11可以为P型基底，发射极12可以为N型掺杂层，P型基底和N型掺杂层共同组成PN结结构。可选地，本征硅基底11包括但不限于单晶硅基底、多晶硅基底、类单晶硅基底等。需要说明的是，硅基底 1的前表面是指面向太阳的光接收面。具体地，靠近发射极12一侧的表面为前表面，靠近本征硅基底11一侧的表面为后表面。
步骤S2：在所述硅基底的后表面且远离所述硅基底的方向上依次形成背钝化叠层2、渐变层3和第一电极4，所述第一电极4穿透所述渐变层3和所述背钝化叠层2与所述硅基底1形成电连接。如图1-3所示，本实施例中背钝化叠层2和渐变层3在远离所述硅基底1的方向上依次形成于所述硅基底1的后表面，所示第一电极4穿透所述背钝化叠层2和所述渐变层3与所述硅基底1形成欧姆接触。背钝化叠层2和渐变层3可以通过包括但不限于等离子体增强化学气相层积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD），原子层沉积(Atomic layer deposition，ALD)、化学气相层沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)和物理气相沉积（Physical Vapour Deposition，PVD）等形成。第一电极4可以通过金属化处理形成，比如通过丝网印刷导电浆料形成所述第一电极4。
其中，背钝化叠层2对硅基底1的后表面起到钝化作用，背钝化叠层2可以由多层钝化层组成。对于P型PERC太阳能电池，背钝化叠层2可以包括氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅层等钝化层。通过在太阳能电池的后表面增设致密的渐变层3，可以增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。
所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层3中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%。通过对渐变层3中各组分元素的重量百分比和厚度做特殊的限定，使渐变层的折射率处于合理的折射率范围，从而更大限度地增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，更大限度地提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。
步骤S3：在所述硅基底1的前表面设置的正面钝化层6以及穿透所述正面钝化层6形成第二电极5。
如图1-3所示，在所述硅基底1的前表面形成第二电极5，第二电极5穿过与硅基底1欧姆接触。第二电极5可以通过金属化处理形成，比如通过丝网印刷导电浆料形成所述第二电极5。
在一些实施例中，所述渐变层3包括至少一层氮化硅层；所述至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间且总厚度在55nm至110nm之间。
可选地，所述至少一层氮化硅层的总体折射率可以为1.9、2.0、2.1、2.2、2.3或2.4等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm或110nm等，当然也可以是上述范围内的其他值，在此不做限定。
可以理解地，氮化硅具有固定正电荷，能起到场钝化作用，能降低载流子的复合，同时，氮化硅还具有减反射功能，能减少光的反射，将其设置在太阳能电池的后表面能增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。为了能更好地增大太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，本申请限定渐变层3包括至少一层氮化硅层，限定至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间，同时为了满足上述总体折射率的范围，所述至少一层氮化硅层的总厚度不得低于55nm，为了避免因至少一层氮化硅层的总厚度过大导致渐变层3脱落，所述至少一层氮化硅层的总厚度不得大于110nm。
在一些实施例中，在所述背钝化叠层2的表面形成所述渐变层3，具体地，将反应物通入PECVD设备的第一反应腔内，其反应物为SiH4、NH3，SiH4和NH3的气体流量比为（1.35-2.5）：（3-3.5）；所述至少一层氮化硅层包括多层氮化硅单元层，所述多层氮化硅单元层包括五层氮化硅单元层，形成五层氮化硅单元层包括：
在所述背钝化叠层2的表面形成第一氮化硅单元层31；
在所述第一氮化硅单元层31的表面形成第二氮化硅单元层32；
在所述第二氮化硅单元层32的表面形成第三氮化硅单元层33；
在所述第三氮化硅单元层33的表面形成第四氮化硅单元层34；
在所述第四氮化硅单元层34的表面形成第五氮化硅单元层35。
在一些具体实施中，形成五层氮化硅单元层具体工艺为：将反应物通入PECVD设备的第一反应腔内，其反应物为SiH4和NH3，其中，SiH4流量为250±10sccm，NH3流量为300±10sccm，通过所述PECVD工艺形成第一氮化硅单元层31；在第一反应腔内继续通入反应物，其中，SiH4流量为225±10sccm，NH3流量为300±10sccm，通过所述PECVD工艺形成第二氮化硅单元层32；在第一反应腔内继续通入反应物，其中，SiH4流量为135±10sccm，NH3流量为350±10sccm，通过所述PECVD工艺形成第三氮化硅单元层33；在第一反应腔内继续通入反应物，其中，SiH4流量为165±10sccm，NH3流量为325±10sccm，通过所述PECVD工艺形成第四氮化硅单元层34；在第一反应腔内继续通入反应物，其中，SiH4流量为195±10sccm，NH3流量为310±10sccm，通过所述PECVD工艺形成第五氮化硅单元层35。
基于上述工艺匹配制备，所述第一氮化硅单元层31的厚度在10nm至20nm之间，所述第二氮化硅单元层32的厚度在15nm至30nm之间，所述第三氮化硅单元层33的厚度在10nm至20nm之间，所述第四氮化硅单元层34的厚度在10nm至20nm之间，所述第五氮化硅单元层35的厚度在10nm至20nm之间。
基于上述工艺匹配制备，所述第一氮化硅单元层31的折射率在2.2至2.4之间，所述第二氮化硅单元层32的折射率在2.15至2.35之间，所述第三氮化硅单元层33的折射率在1.9至2.1之间，所述第四氮化硅单元层34的折射率在2.05至2.25之间，所述第五氮化硅单元层35的折射率在2.1至2.3之间。值得注意的是，虽然上述五层氮化硅单元层的折射率存在相同的取值，但在实际取值中，需要保证五层氮化硅单元层选取的折射率满足“在远离所述硅基底1的方向上，所述多层氮化硅单元层的折射率先逐层降低再逐层升高”这一条件，因此，不会出现两两氮化硅单元层的折射率取值相同的情况出现。
基于上述工艺匹配制备，通过SEM元素分析，所述第一氮化硅单元层31中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-25%；
所述第二氮化硅单元层32中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占74%-94%，N占5.5%-26%；
所述第三氮化硅单元层33中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-93%，N占7%-30%；
所述第四氮化硅单元层34中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占72%-93%，N占6.5%-28%；
所述第五氮化硅单元层35中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占73%-93%，N占6%-27%。
在一些实施例中，在所述硅基底1的表面形成所述背钝化叠层2，所述背钝化叠层2包括氧化铝层21和氮氧化硅层22，形成氧化铝层21和氮氧化硅层22包括：
在所述硅基底1的表面形成所述氧化铝层21，其反应物为三甲基铝和N2O，具体地，将反应物通入PECVD设备的第二反应腔内，其中，三甲基铝的通入速率为600mg/min-700mg/min，N2O的流量为900sccm-1000sccm。在一些具体实施例中，在所述硅基底1的表面形成所述氧化铝层21时，三甲基铝的通入速率为650±10mg/min，N2O的流量为950±10sccm。
在所述氧化铝层21的表面形成所述氮氧化硅层22，其反应物为SiH4、NH3和NO2，具体地，将反应物通入PECVD设备的第三反应腔内，SiH4、NH3和NO2的气体流量比为（1-2）：（2-3）：（3-4）。在一些具体实施例中，在所述氧化铝层21的表面形成所述氮氧化硅层22时，SiH4、NH3和NO2气体流量分别为155±10sccm，250±10sccm和340±10sccm。
基于上述工艺匹配制备，所述氧化铝层21的折射率在1.4至1.7之间且厚度在10nm至25nm之间；通过SEM元素分析，所述氧化铝层21中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-90%，O占13%-25%，Al占1%-5%。
基于上述工艺匹配制备，所述氮氧化硅层22的折射率在1.5至1.9之间且厚度在8nm至20nm之间；通过SEM元素分析，所述氮氧化硅层22中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-20%，O占6%-20%。
综上，为了实现具有高透光率和高效率的太阳能电池，利用上述制备方法，在所述太阳能电池后表面对背钝化叠层和渐变层的厚度和各自对应的折射率进行匹配设计。通过适当的工艺以形成背钝化叠层和渐变层中各组分元素的重量百分比关系，以使太阳能电池后表面整体膜层的折射率在合理折射率范围内，当太阳能电池后表面整体膜层的折射率位于合理的折射率范围内且具备适合各膜层的厚度，可以更好地提升太阳能电池后表面的透光率，增强表面载流子浓度，提升太阳能电池的短路电流、开路电压，提高电池效率，进而提升组件输出功率。
对比例
对比例提供了一种PERC太阳能电池，具体结构如图5所示，包括：具有PN结的硅基底1；位于所述硅基底1的后表面且在远离所述硅基底1的方向上依次设置的背钝化叠层2和渐变层3以及穿透所述渐变层3和所述背钝化叠层2的第一电极4；位于所述硅基底1的前表面设置的正面钝化层6以及穿透所述正面钝化层6的第二电极5。
所述背钝化叠层2包括氧化铝层21和氮氧化硅层22，氧化铝层21的厚度在10nm至25nm之间，折射率在1.4-1.7之间，氮氧化硅层22的厚度在8nm至20nm之间，折射率在1.5-1.9之间。
所述渐变层3包括至少一层氮化硅层；所述至少一层氮化硅层包括层叠设置的三层氮化硅单元层，在远离所述硅基底1的方向上，所述三层氮化硅单元层包括第一氮化硅单元层31、第二氮化硅单元层32和第三氮化硅单元层33，所述第一氮化硅单元层31的厚度在10nm至20nm之间，折射率在2.2-2.4之间，所述第二氮化硅单元层32的厚度在15nm至30nm之间，折射率在2.1-2.3之间，所述第三氮化硅单元层33的厚度在30nm至55nm之间，折射率在2.0-2.1之间。
相较于图3所示的本申请的太阳能电池结构，区别之处在于，所述对比例的太阳能电池的后表面的渐变层3包括三层氮化硅单元层，其余结构和制备方法均相同，通过对比实验发现：
表1 本申请太阳能电池和对比例太阳能电池的性能对比表
| 组别 | 转换效率Ncell/% | 开路电压Uoc/mV | 短路电流Isc/A | 串联电阻Rs/mΩ | 并联电阻Rsh/Ω | 填充因子FF/% | 反向电流2（-12V）Irev2/A |
| 本申请太阳能电池 | 23.380 | 693.9 | 10.902 | 1.218 | 869.7 | 82.584 | 0.064 |
| 对比例太阳能电池 | 23.356 | 693.7 | 10.908 | 1.220 | 916.5 | 82.589 | 0.056 |
| 差值 | 0.024 | 0.2 | 0.006 | 0.002 | 46.800 | 0.005 | -0.008 |
其中，太阳能电池的转换效率=（开路电压*短路电流*填充因子）/（电池面积*光照幅度） 10*100%，可以看出，开路电压、短路电流、填充因子与转换效率呈正比。从表1中数据可以看出，在后表面增设具有五层氮化硅单元层的渐变层3的太阳能电池的转换效率比后表面增设具有三层氮化硅单元层的渐变层3的太阳能电池的转换效率高 0.024%。
对本申请太阳能电池和对比例太阳能电池进行外量子效率和内量子效率测试，测试图谱分别如图6和图7所示。如图6和图7可以看出，本申请太阳能电池的长波段量子效率比对比例太阳能电池更好，说明本申请太阳能电池对于长波段光的利用率高于对比例太阳能电池，进而有利于电池效率的提升。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
硅基底；
位于所述硅基底的后表面且在远离所述硅基底的方向上依次设置的背钝化叠层和渐变层以及穿透所述渐变层和所述背钝化叠层的第一电极；其中，所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%；
位于所述硅基底的前表面设置的正面钝化层以及穿透所述正面钝化层的第二电极。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一层氮化硅层包括层叠设置的多层氮化硅单元层，在远离所述硅基底的方向上，所述多层氮化硅单元层包括第一氮化硅单元层、第二氮化硅单元层、第三氮化硅单元层、第四氮化硅单元层和第五氮化硅单元层，其中，所述第一氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间，所述第二氮化硅单元层的厚度在15nm至30nm之间，所述第三氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间，所述第四氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间，所述第五氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间。
4.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，在远离所述硅基底的方向上，所述多层氮化硅单元层的折射率逐层降低，所述第一氮化硅单元层的折射率在2.2至2.4之间，所述第二氮化硅单元层的折射率在2.15至2.35之间，所述第三氮化硅单元层的折射率在1.9至2.1之间，所述第四氮化硅单元层的折射率在2.05至2.25之间，所述第五氮化硅单元层的折射率在2.1至2.3之间。
5.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-25%；
所述第二氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占74%-94%，N占5.5%-26%；
所述第三氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-93%，N占7%-30%；
所述第四氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占72%-93%，N占6.5%-28%；
所述第五氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占73%-93%，N占6%-27%。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述背钝化叠层包括氧化铝层，所述氧化铝层的折射率在1.4至1.7之间且厚度在10nm至25nm之间；所述氧化铝层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-90%，O占13%-25%，Al占1%-5%。
7.如权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述背钝化叠层还包括氮氧化硅层，所述氮氧化硅层设置于所述氧化铝层与所述渐变层之间；所述氮氧化硅层的折射率在1.5至1.9之间且厚度在8nm至20nm之间；所述氮氧化硅层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-20%，O占6%-20%。
8.一种光伏组件，包括至少一个太阳能电池串，其特征在于，所述太阳能电池串由权利要求1-7任一所述的太阳能电池电连接组成。
9.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供硅基底；
在所述硅基底的后表面且远离所述硅基底的方向上依次形成背钝化叠层、渐变层和第一电极，所述第一电极穿透所述渐变层和所述背钝化叠层与所述硅基底形成电连接；所述渐变层包括至少一层氮化硅层，所述至少一层氮化硅层的总厚度在55nm至110nm之间；在所述渐变层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-95%，N占5%-30%；
在所述硅基底的前表面形成正面钝化层和第二电极，所述第二电极穿透所述正面钝化层与所述硅基底形成电连接。
10.如权利要求9所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述至少一层氮化硅层的总体折射率在1.9至2.4之间。
11.如权利要求10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述背钝化叠层的表面形成所述渐变层，其反应物为SiH4、NH3，SiH4和NH3的气体流量比为（1.35-2.5）：（3-3.5）；所述至少一层氮化硅层包括多层氮化硅单元层，所述多层氮化硅单元层包括五层氮化硅单元层，形成五层氮化硅单元层包括：
在所述背钝化叠层的表面形成第一氮化硅单元层；所述第一氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间；
在所述第一氮化硅单元层的表面形成第二氮化硅单元层；所述第二氮化硅单元层的厚度在15nm至30nm之间；
在所述第二氮化硅单元层的表面形成第三氮化硅单元层；所述第三氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间；
在所述第三氮化硅单元层的表面形成第四氮化硅单元层；所述第四氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间；
在所述第四氮化硅单元层的表面形成第五氮化硅单元层；所述第五氮化硅单元层的厚度在10nm至20nm之间。
12.如权利要求11所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一氮化硅单元层的折射率在2.2至2.4之间，所述第二氮化硅单元层的折射率在2.15至2.35之间，所述第三氮化硅单元层的折射率在1.9至2.1之间，所述第四氮化硅单元层的折射率在2.05至2.25之间，所述第五氮化硅单元层的折射率在2.1至2.3之间。
13.如权利要求11所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-25%；
所述第二氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占74%-94%，N占5.5%-26%；
所述第三氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-93%，N占7%-30%；
所述第四氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占72%-93%，N占6.5%-28%；
所述第五氮化硅单元层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占73%-93%，N占6%-27%。
14.如权利要求9所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述硅基底的表面形成所述背钝化叠层，所述背钝化叠层包括氧化铝层和氮氧化硅层，形成氧化铝层和氮氧化硅层包括：
在所述硅基底的表面形成所述氧化铝层，其反应物为三甲基铝和N2O，所述三甲基铝的通入速率为600mg/min-700mg/min，所述N2O的流量为900sccm-1000sccm；
在所述氧化铝层的表面形成所述氮氧化硅层，其反应物为SiH4、NH3和NO2，SiH4、NH3和NO2的气体流量比为（1-2）：（2-3）：（3-4）。
15.如权利要求14所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氧化铝层的折射率在1.4至1.7之间且厚度在10nm至25nm之间；所述氧化铝层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占70%-90%，O占13%-25%，Al占1%-5%。
16.如权利要求14所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氮氧化硅层的折射率在1.5至1.9之间且厚度在8nm至20nm之间；所述氮氧化硅层中，各组分元素的重量百分比分别为：Si占75%-95%，N占5%-20%，O占6%-20%。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116314358A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-06-23 | 新疆中部合盛硅业有限公司 | 一种TOPCon电池及制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201135962A (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-16 | Applied Materials Inc | Multi-layer sin for functional and optical graded ARC layers on crystalline solar cells |
| CN102339872A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-01 | 湖南红太阳新能源科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜及其制备方法 |
| CN202217668U (zh) * | 2011-09-28 | 2012-05-09 | 湖南红太阳新能源科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜 |
| CN202695460U (zh) * | 2012-08-16 | 2013-01-23 | 英利能源（中国）有限公司 | 氮化硅膜及含有氮化硅膜的硅片和太阳能电池 |
| CN106449788A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 庞倩桃 | 晶硅电池多层减反膜及其制造方法 |
| CN111416002A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-14 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 一种电池背面氮化硅膜层、perc电池及制备方法 |
| CN112234107A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-15 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种太阳能单晶perc电池及其制备方法 |
| CN112271221A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-26 | 常熟理工学院 | 一种具备微结构的三层氮化硅减反层及其制备方法 |
| CN112713216A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-27 | 江苏润阳世纪光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法 |
| CN213601878U (zh) * | 2020-11-26 | 2021-07-02 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种太阳能电池及光伏组件 |
-
2022
- 2022-03-30 CN CN202210321530.0A patent/CN114497240A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201135962A (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-16 | Applied Materials Inc | Multi-layer sin for functional and optical graded ARC layers on crystalline solar cells |
| CN102339872A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-02-01 | 湖南红太阳新能源科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜及其制备方法 |
| CN202217668U (zh) * | 2011-09-28 | 2012-05-09 | 湖南红太阳新能源科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池多层氮化硅减反射膜 |
| CN202695460U (zh) * | 2012-08-16 | 2013-01-23 | 英利能源（中国）有限公司 | 氮化硅膜及含有氮化硅膜的硅片和太阳能电池 |
| CN106449788A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 庞倩桃 | 晶硅电池多层减反膜及其制造方法 |
| CN111416002A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-14 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 一种电池背面氮化硅膜层、perc电池及制备方法 |
| CN112234107A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-15 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种太阳能单晶perc电池及其制备方法 |
| CN112271221A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-26 | 常熟理工学院 | 一种具备微结构的三层氮化硅减反层及其制备方法 |
| CN213601878U (zh) * | 2020-11-26 | 2021-07-02 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种太阳能电池及光伏组件 |
| CN112713216A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-27 | 江苏润阳世纪光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116314358A (zh) * | 2023-03-14 | 2023-06-23 | 新疆中部合盛硅业有限公司 | 一种TOPCon电池及制备方法 |
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