CN114944431A - 一种hbc太阳能电池及制备方法、电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种HBC太阳能电池及制备方法、电池组件，涉及太阳能电池技术领域。HBC太阳能电池包括：硅基底，以及位于硅基底同一侧的背面钝化层和绝缘层；背面钝化层位于绝缘层和硅基底之间；绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm。激光对薄膜图形化的过程中，绝缘层就将激光基本完全吸收，透过绝缘层的激光基本没有，激光基本不会损伤背面钝化层，进而保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。且采用激光对薄膜图形化速度快、成本低、无接触加工，适合于大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种HBC太阳能电池及制备方法、电池组件。
背景技术
背接触异质结太阳能电池(Heterojunction-IBC，简称为HBC)，由于电极设置于电池背光面，可以有效降低短路电流损失，具有广阔的应用前景。
现有的HBC太阳能电池中，钝化性能欠佳，导致HBC太阳能电池效率较低。
发明内容
本发明提供一种HBC太阳能电池及制备方法、电池组件，旨在解决现有的HBC太阳能电池中，钝化性能欠佳的问题。
本发明的第一方面，提供一种HBC太阳能电池的制备方法，包括：
硅基底，以及位于所述硅基底同一侧的背面钝化层和绝缘层；
所述背面钝化层位于所述绝缘层和所述硅基底之间；所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm。
本发明实施例中，背面钝化层位于绝缘层和硅基底之间。波长为355nm的激光、波长为532nm的激光就是针对HBC太阳能电池薄膜图形化的过程中所用的激光波长，绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，或，绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm，进而，激光对薄膜图形化的过程中，绝缘层就将激光基本完全吸收，透过绝缘层的激光基本没有，激光基本不会损伤背面钝化层，进而保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。且采用激光对薄膜图形化速度快、成本低、无接触加工，适合于大批量生产。
可选的，所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于800000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于50000/cm。
可选的，所述绝缘层的材料选自：非晶硅，和/或，光固化油墨。
可选的，所述绝缘层的材料选自：非晶硅锗。
可选的，所述绝缘层的材料选自：含氢非晶硅。
可选的，还包括：与所述绝缘层位于所述硅基底同一侧的第一传输层、第二传输层；所述第一传输层和所述第二传输层的导电类型相反；所述绝缘层用于将所述第一传输层和所述第二传输层隔绝开；
所述第一传输层、所述第二传输层的材料均选自：硅基化合物。
可选的，所述第一传输层、所述第二传输层均含有硅，且，所述第一传输层还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种；和/或，所述第二传输层还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种。
可选的，所述第一传输层、所述第二传输层的材料均选自：氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅中的至少一种。
可选的，所述绝缘层的厚度为1-1000nm；所述绝缘层的厚度为：所述绝缘层在所述硅基底和所述背面钝化层的设置方向上的尺寸；
和/或，所述背面钝化层的材料选自：本征氢化非晶硅、本征氧化硅、本征氮氧化硅、本征碳氧化硅中的至少一种；
和/或，所述背面钝化层的厚度为1-25nm。
可选的，所述第一传输层的厚度为2-100nm；所述第一传输层的厚度为：所述第一传输层在所述硅基底和所述背面钝化层的设置方向上的尺寸；
和/或，所述第二传输层的厚度为2-100nm。
可选的，所述背面钝化层覆盖所述硅基底中其所接触的整个表面；
所述第一传输层层叠在所述背面钝化层上，且所述第一传输层由至少两个间断分布的第一部分组成；
所述第二传输层层叠在所述背面钝化层上相邻的所述第一部分之间的区域上，以及层叠在所述绝缘层上；所述第二传输层在所述硅基底的背光面上的第一投影，与所述第一传输层在所述硅基底的背光面上的第二投影，具有不重叠区域和重叠区域；所述绝缘层位于所述第一传输层和所述第二传输层之间，且所述绝缘层仅完全覆盖所述重叠区域；所述第二传输层中层叠在所述绝缘层上的部分不连续；
所述HBC太阳能电池还包括：透明导电层、第一电极和第二电极；所述透明导电层层叠在所述第二传输层上，以及所述第一传输层上未被所述绝缘层覆盖的区域；所述透明导电层在所述绝缘层上不连续；
所述第一电极、所述第二电极均位于所述透明导电层上所述不重叠区域对应位置上，且所述第一电极和所述第一传输层位置对应，所述第二电极和所述第二传输层位置对应。
本发明的第二方面，提供一种电池组件，包括：至少一个任一项前述的HBC太阳能电池。
本发明的第三方面，提供一种HBC太阳能电池的制备方法，包括：
在硅基体的同一侧依次形成背面钝化层、绝缘层；所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm。
可选的，所述HBC太阳能电池的制备方法，还包括：
在所述绝缘层上形成掩膜层；
采用激光在所述掩膜层上形成第一开口，使得所述绝缘层裸露；其中，所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数，大于所述掩膜层对波长为355nm的激光的吸收系数，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数，大于所述掩膜层对波长为532nm的激光的吸收系数。
可选的，所述掩模层的材料选自：硅基化合物；和/或，所述掩模层的厚度为1-100nm；所述掩模层的厚度为：所述掩模层在所述硅基底和所述背面钝化层的设置方向上的尺寸。
可选的，所述掩模层含有硅，且所述掩膜层还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种。
可选的，形成绝缘层之前，所述方法还包括：在所述背面钝化层上形成第一传输层；形成绝缘层包括：在所述第一传输层上形成所述绝缘层；
形成第一开口后，所述方法还包括：
将所述绝缘层中裸露的部分去除，使得所述第一传输层裸露；
去除所述掩膜层，并将所述第一传输层中裸露的部分去除，使得所述第一传输层由至少两个间断分布的第一部分组成，且使得所述背面钝化层裸露；
在剩余的所述绝缘层以及裸露的所述背面钝化层上形成第二传输层；
采用激光，在至少一个所述第一部分的至少局部区域对应的所述第二传输层上形成第二开口，使得所述第二传输层在所述硅基底的背光面上的第一投影，与所述第一传输层在所述硅基底的背光面上的第二投影，具有不重叠区域和重叠区域，并使得所述至少一个所述第一部分的至少局部区域对应的所述绝缘层裸露。
可选的，形成第二开口之后，所述方法还包括：将裸露的部分所述绝缘层去除，使得所述绝缘层仅完全覆盖所述重叠区域，并使得所述至少一个所述第一部分的至少局部区域对应的所述第一传输层裸露；
在剩余的第二传输层上，以及裸露的所述第一传输层上沉积透明导电层；
在与所述重叠区域对应的位置处，通过激光打断所述透明导电层，使得所述透明导电层在所述绝缘层上不连续。
可选的，所述激光的波长为355nm或532nm。
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的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的第一种HBC太阳能电池的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的一种HBC太阳能电池的制备方法的步骤流程图；
图3示出了本发明实施例中的第一种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的第二种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图5示出了本发明实施例中的第三种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图6示出了本发明实施例中的第四种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图7示出了本发明实施例中的第五种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图8示出了本发明实施例中的第六种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图9示出了本发明实施例中的第七种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图10示出了本发明实施例中的第八种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图11示出了本发明实施例中的第九种HBC太阳能电池的局部结构示意图；
图12示出了本发明实施例中的第十种HBC太阳能电池的局部结构示意图。
附图编号说明：
1-硅基底，2-背面钝化层，3-第一传输层，4-绝缘层，5-掩膜层，6a-第一开口，6b-第三开口，6c-第四开口，7-正面钝化层，8-正面防反射层，9-第二传输层，11-透明导电层，14a-第二电极，14b-第一电极。
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作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。
图1示出了本发明实施例中的第一种HBC太阳能电池的结构示意图。参照图1所示，HBC太阳能电池包括：硅基底1，对硅基底1的导电类型不作具体限定。例如，该硅基底1可以为N型掺杂的硅基底，或者，可以为P型掺杂的硅基底。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
硅基底1包括向光面和背光面，两者相对分布。硅基底1通过向光面对入射在其上的光线进行吸收，并生成电子和空穴作为载流子。
HBC(Heterojunction Back Contact，异质结背接触)太阳能电池还包括：位于硅基底1同一侧的背面钝化层2、第一传输层3、绝缘层4、第二传输层9。第一传输层3和第二传输层9的导电类型相反。即，第一传输层3和第二传输层9中一个为N型传输层，则，另一个即为P型传输层。其中靠近硅基底1的第一传输层3的掺杂类型和硅基底1的掺杂类型相同。绝缘层4用于将第一传输层3和第二传输层9隔绝开。
发明人发现：现有的HBC太阳能电池中，钝化性能欠佳，导致HBC太阳能电池效率较低的原因主要在于：现有的HBC太阳能电池中，用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅作为绝缘层，激光对薄膜图形化的过程中，会穿透上述绝缘层损伤背面钝化层，使得HBC太阳能电池中，钝化性能欠佳。如，采用PL(photoluminescence，光致发光)和少子寿命来表征激光损伤情况。若采用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅作为绝缘层的材料，激光工艺后，背面钝化层的PL图形有激光损伤迹象，且少子寿命下降。本发明实施例中，背面钝化层2位于绝缘层4和硅基底1之间。波长为355nm的激光、以及波长为532nm的激光是针对HBC太阳能电池薄膜图形化的过程中所用的激光波长。绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm或，绝缘层4对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm，进而，激光对薄膜图形化的过程中，绝缘层4就将激光基本完全吸收，透过绝缘层4的激光基本没有，进而对薄膜图形化的过程中，激光基本不会损伤背面钝化层2，进而保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。如，同样采用PL(photoluminescence，光致发光)和少子寿命来表征激光损伤情况。采用对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，或，对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm的材料作为绝缘层4，激光工艺后，背面钝化层2的PL图形无激光损伤迹象，少子寿命基本没有下降。就是说，本发明的绝缘层4将激光基本完全吸收，使得激光对背面钝化层2钝化性能基本没有影响。且采用激光对薄膜图形化速度快、成本低、无接触加工，适合于大批量生产。
可选的，上述背面钝化层2的材料选自：本征氢化非晶硅、本征氧化硅、本征氮氧化硅、本征碳氧化硅中的至少一种。上述材料的背面钝化层2钝化效果好。
可选的，背面钝化层2的厚度为1-25nm，上述厚度的背面钝化层2钝化效果好，且成本较低。背面钝化层2的厚度为在硅基底1和背面钝化层2设置的方向上的尺寸。
可选的，绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于800000/cm，或，绝缘层4对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于50000/cm。上述绝缘层4对波长为355nm、波长为532nm的激光的吸收系数更大，透过绝缘层4的激光更少，对薄膜图形化的过程中，激光对背面钝化层2的损伤更少，进一步保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。
可选的，绝缘层4的材料选自：非晶硅，和/或，光固化油墨。上述材料作为绝缘层不仅对波长为355nm、波长为532nm的激光的吸收系数大，对背面钝化层2的保护性能好，而且易于获得，成本较低。
可选的，上述绝缘层4的材料选自：非晶硅锗。非晶硅锗作为绝缘层不仅对波长为355nm、波长为532nm的激光的吸收系数大，对背面钝化层2的保护性能好，而且易于获得，成本较低。
可选的，上述绝缘层4的材料选自：含氢非晶硅，氢的质量比例不作具体限定。含氢非晶硅中的氢还能够起到良好的氢钝化作用。例如，绝缘层4的材料可以为非晶硅a-Si:H等形成。绝缘层4可以利用等离子体强化学气相沉积(PECVD)、热丝化学气相沉积(Cat-CVD)等途径形成，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
可选的，绝缘层4的厚度可以为1-1000nm，绝缘层4的厚度为在硅基底1和背面钝化层2设置的方向上的尺寸。上述厚度的绝缘层4对波长为355nm、波长为532nm的激光的吸收系数大，对背面钝化层2的保护性能好，而且易于获得，成本较低。
可选的，第一传输层3、第二传输层9的材料均可以选自硅基化合物，相对于采用非晶硅作为第一传输层或第二传输层而言，硅基化合物更易于实现高浓度掺杂，进而更易于收集载流子，提升了HBC太阳能电池的电池效率。
可选的，第一传输层3、第二传输层9均含有硅，且，第一传输层3还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种；和/或，第二传输层9还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种。上述材料的第一传输层3、第二传输层9更易于实现高浓度掺杂，且易于获得，利于降低成本。
可选的，第一传输层3、第二传输层9的材料均可以选自：氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅中的至少一种。上述材料的第一传输层3、第二传输层9更易于实现高浓度掺杂，且易于获得，利于降低成本。
例如，第一传输层3可以由含有氢的n型微晶氧化硅μc-SiOx:H(n)构成。第二传输层9可以由含有氢的p型微晶氧化硅μc-SiOx:H(p)构成。
可选的，第一传输层3的厚度可以为2-100nm，上述厚度的第一传输层3导电效果好。第一传输层3的厚度为在硅基底1和背面钝化层2设置的方向上的尺寸。
可选的，第二传输层9的厚度可以为2-100nm。上述厚度的第二传输层9导电效果好。
背面钝化层2、第一传输层3、第二传输层9均可以采用PECVD、Cat-CVD形成。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
可选的，上述激光为脉冲激光，脉冲宽度为纳秒或皮秒，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
参照图1所示，该HBC太阳能电池还可以包括：与背面钝化层2位于硅基底1的不同侧的正面钝化层7和正面防反射层8。正面钝化层7和正面防反射层8依次层叠在硅基底1上。正面钝化层7的材料可以为本征氢化非晶硅，和/或，本征氧化硅。正面钝化层7的厚度可以为1-20nm。正面防反射层8的折射率(n值)介于空气的折射率(n＝1)和硅的折射率(n＝4)之间。优选地，正面防反射层8可以为折射率为2的氮化硅层。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
正面钝化层7和正面防反射层8均可以采用PECVD制得，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
可选的，如图1所示，背面钝化层2覆盖硅基底1中背面钝化层2所接触的整个表面，进而，背面钝化层2对整个表面均具有良好的钝化作用。
第一传输层3层叠在背面钝化层2上，且第一传输层3由至少两个间断分布的第一部分组成。如，图1中，第一传输层3由间断分布的左边的第一部分和右边的第一部分组成。
如图1所示，第二传输层9层叠在背面钝化层2上相邻的第一部分之间的区域上，以及层叠在绝缘层4上。第二传输层9在硅基底1的背光面上的第一投影，与第一传输层3在硅基底1的背光面上的第二投影，具有不重叠区域和重叠区域。如，第二传输层9中紧邻背面钝化层2的区域即与不重叠区域对应，右边的第一部分的右段区域也与不重叠区域对应。绝缘层4位于第一传输层3和第二传输层之间，且绝缘层4仅完全覆盖第一传输层3和第二传输层9对应的重叠区域，进而绝缘层4可以将第一传输层3和第二传输层9完全隔绝开来，以避免短路。第二传输层9中层叠在绝缘层4上的部分不连续。
如图1，该HBC太阳能电池还包括：透明导电层11、第一电极14b和第二电极14a。透明导电层11层叠在第二传输层9上，以及第一传输层3上未被绝缘层4覆盖的区域。透明导电层11在绝缘层4上不连续。不连续的透明导电层11将第一传输层3和第二传输层9两者断开。
如图1，第一电极14b、第二电极14a均位于透明导电层11上不重叠区域对应的位置上，且第一电极14b和第一传输层3位置对应。第一电极14b收集第一传输层3对应的载流子。第二电极14a和第二传输层9位置对应。第二电极14a收集第二传输层9对应的载流子。
本发明实施例还提供一种电池组件，该电池组件包括至少一个任一前述的HBC太阳能电池，该电池组件具有与前述HBC太阳能电池相同或类似的有益效果，为了避免重复此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种HBC太阳能电池的制备方法。图2示出了本发明实施例中的一种HBC太阳能电池的制备方法的步骤流程图。图3示出了本发明实施例中的第一种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图2、图3所示，该HBC太阳能电池的制备方法包括如下步骤：
步骤S1，在硅基体的同一侧依次形成背面钝化层、绝缘层；所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm。
在硅基底1的背光面依次形成背面钝化层2和绝缘层4。背面钝化层2和绝缘层4的形成方式不作具体限定。例如，可以利用等离子体强化学气相沉积(PECVD)、热丝化学气相沉积(Cat-CVD)等途径形成。
硅基底1可以经过了预清洗工艺和制绒工艺，可以形成位于硅基底1的向光面的陷光结构，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
如图3所示，形成的背面钝化层2位于硅基底1和绝缘层4之间。背面钝化层2位于绝缘层4和硅基底1之间。波长为355nm的激光、以及波长为532nm的激光是针对HBC太阳能电池薄膜图形化的过程中所用的激光波长。绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm或，绝缘层4对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm，进而，激光对薄膜图形化的过程中，绝缘层4就将激光基本完全吸收，透过绝缘层4的激光基本没有，进而对薄膜图形化的过程中，激光基本不会损伤背面钝化层2，进而保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。且采用激光对薄膜图形化速度快、成本低、无接触加工，适合于大批量生产。
如图3所示，在形成绝缘层4之前，该方法还可以包括：在背面钝化层2上形成第一传输层3。对于第一传输层3的形成方式不作具体限定。例如，第一传输层3可以通过等离子体强化化学气相沉积(PECVD)、热丝化学气相沉积(Cat-CVD)来形成。形成绝缘层4包括：在第一传输层3上形成绝缘层4。
可选的，参照图3所示，上述步骤S1之后，该方法还可以包括如下步骤：在绝缘层4上形成掩膜层5。图4示出了本发明实施例中的第二种HBC太阳能电池的局部结构示意图。可选的，参照图4所示，采用激光在掩膜层5上形成第一开口6a，使得绝缘层4裸露；其中，绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数，大于掩膜层5对波长为355nm的激光的吸收系数，和/或，绝缘层4对波长为532nm的激光的吸收系数，大于掩膜层5对波长为532nm的激光的吸收系数。
具体的，采用激光在掩膜层5上形成第一开口6a的过程中，绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数、对波长为532nm的激光的吸收系数，均大于掩膜层5对波长为355nm的激光的吸收系数、对波长为532nm的激光的吸收系数，进而采用激光在掩膜层5上开口的过程中，激光基本均被绝缘层4所吸收，透过绝缘层4的激光很少或基本没有，进而透过绝缘层4的激光对背面钝化层2的损伤极小或基本没有，利于提升HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。
可选的，掩膜层5的材料选自硅基化合物，上述材料的掩膜层5易于激光开口，且成本较低。可选的，掩膜层5含有硅，且掩膜层5还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种。上述材料的掩膜层5易于激光开口，且成本较低。例如，掩膜层5可以为氧化硅层。
可选的，掩膜层5的厚度为1-100nm，掩膜层5的厚度为掩膜层5在硅基底1和背面钝化层2设置的方向上的尺寸，上述厚度的掩膜层5易于激光开口，且成本较低。
上述激光可以为脉冲激光，脉冲宽度为纳秒或皮秒，波长为532nm、355nm或其他波长，例如，可以为355nm波长的纳秒激光。
图5示出了本发明实施例中的第三种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图5所示，可选的，形成第一开口6a之后，该方法还可以包括：将绝缘层4中裸露的部分区域去除，以形成第三开口6b，使得第一传输层3裸露。将绝缘层4中裸露的部分区域去除可以为通过蚀刻剂，蚀刻剂可以为碱性蚀刻剂。该碱性蚀刻剂的成分不作具体限定。例如，该碱性蚀刻剂可以为氢氧化钾蚀刻剂。掩膜层5的耐碱性可以比绝缘层4的耐碱性好，进而在使用碱性蚀刻剂，将绝缘层4中裸露的部分区域去除形成第三开口6b的过程中，掩膜层4不受影响或影响极小。第一传输层3的耐碱性可以比绝缘层4的耐碱性好，进而在使用碱性蚀刻剂，将绝缘层4中裸露的部分区域去除形成第三开口6b的过程中，第一传输层3不受影响或影响极小。
图6示出了本发明实施例中的第四种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图6所示，形成第三开口6b之后，去除剩余的掩膜层5，并将第一传输层3中裸露的部分区域去除，以形成第四开口6c，使得第一传输层3由至少两个间断分布的第一部分组成，如，图6中，第一传输层3由位于绝缘层4和背面钝化层2之间的最左边的第一部分和最右边的第一部分组成，最左边的第一部分和最右边的第一部分间断分布。形成第四开口6c，同时会使得背面钝化层2裸露。去除掩膜层5和将第一传输层3中裸露的部分区域去除，以形成第四开口6c均可以采用酸性蚀刻剂，如氢氟酸蚀刻剂。采用酸性蚀刻剂去除掩膜层5、去除第一传输层3中裸露的部分，对其余部分无影响或影响极小。图7示出了本发明实施例中的第五种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图7所示，在硅基底的向光面依次形成正面钝化层7和正面防反射层8。
图8示出了本发明实施例中的第六种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图8所示，在裸露的背面钝化层2上、剩余的绝缘层4上沉积形成第二传输层9。第一传输层3和第二传输层9的导电类型相反。
图9示出了本发明实施例中的第七种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图9所示，该方法还可以包括：采用激光，在至少一个第一部分的至少局部区域对应的第二传输层9上形成第二开口，使得至少一个第一部分的至少局部区域对应的部分绝缘层4裸露，且使得第二传输层9在硅基底1的背光面上的第一投影，与第一传输层3在硅基底1的背光面上的第二投影，具有不重叠区域和重叠区域。如图9中，在右边的第一部分的右段对应的第二传输层9上形成第二开口。由于绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm或，绝缘层4对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm，进而，在采用激光形成第二开口的过程中，绝缘层4就将激光基本完全吸收，透过绝缘层4的激光基本没有，进而在激光形成第二开口的过程中，激光基本不会损伤背面钝化层2，进而保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。且采用激光对薄膜图形化速度快、成本低、无接触加工，适合于大批量生产。
该第二开口和和前述的第一开口6a不重合，这两次激光均是在绝缘层4远离背面钝化层2的一侧进行，绝缘层4均能够保护背面钝化层2，且这两次激光对不同位置的绝缘层4、背面钝化层2的影响均只有一次，使得绝缘层4能够良好保护背面钝化层2，且对不同位置的背面钝化层2影响极小。形成第二开口所用的激光同样可以为脉冲激光，脉冲宽度为纳秒或皮秒，波长为532nm、355nm或其他波长，例如，可以为355nm波长的纳秒激光。
图10示出了本发明实施例中的第八种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图10所示，形成第二开口之后，该方法还可以包括：将图9中裸露的部分绝缘层4去除，使得与前述至少一个第一部分的至少局部区域对应的第一传输层3裸露。如图10中，使得与右边的第一部分的右段区域对应的第一传输层3裸露。将图9中裸露的部分绝缘层4去除，还会使得绝缘层4仅完全覆盖重叠区域，不重叠区域没有绝缘层4。将图9中裸露的部分绝缘层4去除可以使用碱性蚀刻剂，例如氢氧化钾蚀刻剂。第二传输层9的耐碱性可以比绝缘层4的耐碱性好，进而在使用碱性蚀刻剂将图9中裸露的部分绝缘层4去除的过程中，第二传输层9不受影响或影响极小。
图11示出了本发明实施例中的第九种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图11所示，该方法还可以包括：在剩余的第二传输层9上，以及裸露的第一传输层3上沉积透明导电层11。透明导电层11可以是铟锡氧化物(ITO)等，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
图12示出了本发明实施例中的第十种HBC太阳能电池的局部结构示意图。参照图12所示，该方法还可以包括：在重叠区域对应的位置处，通过激光打断透明导电层11，使得透明导电层11在剩余的绝缘层4上不连续。由于绝缘层4对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，绝缘层4对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm，进而，在激光打断透明导电层11的过程中，绝缘层4就将激光基本完全吸收，透过绝缘层4的激光基本没有，进而在激光打断透明导电层11的过程中，激光基本不会损伤背面钝化层2，进而保护了HBC太阳能电池的钝化性能，利于提升HBC太阳能电池的电池效率。且采用在激光打断透明导电层11速度快、成本低、无接触加工，适合于大批量生产。明导电层11的厚度可以小于200nm。
将透明导电层11中打断后，位于两个打断位置之间的部分就形成了载流子传输区。参照图1所示，该方法还可以包括：在透明导电层11上第一传输层3对应的位置形成第一电极14b，在透明导电层11上第二传输层9对应的位置形成第二电极14a。形成电极的方式可以为丝网印刷工艺或电镀工艺，电极的材料可以为银、铜等材料。在本发明实施例中，对此均不作具体限定。
如图4中形成第一开口6a的激光、图9形成第二开口的激光、图12打断透明导电层11的激光，这三次激光均是在绝缘层4远离背面钝化层2的一侧进行，绝缘层4均能够保护背面钝化层2，且这三次激光均没有对应在绝缘层4的同一位置处，进而激光对不同位置的绝缘层4、背面钝化层2的影响均只有一次，使得绝缘层4能够良好保护背面钝化层2，且对不同位置的背面钝化层2影响极小。
可选的，参照图12或图1所示，剩余的第一传输层3的宽度可以为10-1000um，剩余的第二传输层9的宽度可以为10-1000um，剩余的绝缘层4的宽度可以小于200um。宽度所在的方向与硅基底1和背面钝化层2的设置方向垂直。硅基底1的背光面包括间隔分布的第一导电区域和第二导电区域，第一传输层3在背光面上的投影包含该第一导电区域，第二传输层9在背光面上的投影包含该第二导电区域。第一传输层3对应的第一电极14b在背光面上的投影落入第一导电区域内，第二传输层9对应的第二电极14a在背光面上的投影落入第二导电区域内，该宽度所在的方向与第一导电区域和第二导电区域的分布方向平行。
需要说明的是，HBC太阳能电池、HBC太阳能电池的制备方法、电池组件三者之间可以相互参照，且能够达到相同或相似的有益效果，为了避免重复，相关部分未再赘述。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (19)
1.一种HBC太阳能电池，其特征在于，包括：
硅基底，以及位于所述硅基底同一侧的背面钝化层和绝缘层；
所述背面钝化层位于所述绝缘层和所述硅基底之间；所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm。
2.根据权利要求1所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于800000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于50000/cm。
3.根据权利要求1所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层的材料选自：非晶硅，和/或，光固化油墨。
4.根据权利要求1-3中任一所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层的材料选自：非晶硅锗。
5.根据权利要求3所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层的材料选自：含氢非晶硅。
6.根据权利要求1-3中任一所述的HBC太阳能电池，其特征在于，还包括：与所述绝缘层位于所述硅基底同一侧的第一传输层、第二传输层；所述第一传输层和所述第二传输层的导电类型相反；所述绝缘层用于将所述第一传输层和所述第二传输层隔绝开；
所述第一传输层、所述第二传输层的材料均选自：硅基化合物。
7.根据权利要求6所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述第一传输层、所述第二传输层均含有硅，且，所述第一传输层还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种；和/或，所述第二传输层还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述第一传输层、所述第二传输层的材料均选自：氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氧化硅、氮氧化硅中的至少一种。
9.根据权利要求1-3中任一所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层的厚度为1-1000nm；所述绝缘层的厚度为：所述绝缘层在所述硅基底和所述背面钝化层的设置方向上的尺寸；
和/或，所述背面钝化层的材料选自：本征氢化非晶硅、本征氧化硅、本征氮氧化硅、本征碳氧化硅中的至少一种；
和/或，所述背面钝化层的厚度为1-25nm。
10.根据权利要求6所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述第一传输层的厚度为2-100nm；所述第一传输层的厚度为：所述第一传输层在所述硅基底和所述背面钝化层的设置方向上的尺寸；
和/或，所述第二传输层的厚度为2-100nm。
11.根据权利要求6所述的HBC太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层覆盖所述硅基底中其所接触的整个表面；
所述第一传输层层叠在所述背面钝化层上，且所述第一传输层由至少两个间断分布的第一部分组成；
所述第二传输层层叠在所述背面钝化层上相邻的所述第一部分之间的区域上，以及层叠在所述绝缘层上；所述第二传输层在所述硅基底的背光面上的第一投影，与所述第一传输层在所述硅基底的背光面上的第二投影，具有不重叠区域和重叠区域；所述绝缘层位于所述第一传输层和所述第二传输层之间，且所述绝缘层仅完全覆盖所述重叠区域；所述第二传输层中层叠在所述绝缘层上的部分不连续；
所述HBC太阳能电池还包括：透明导电层、第一电极和第二电极；所述透明导电层层叠在所述第二传输层上，以及所述第一传输层上未被所述绝缘层覆盖的区域；所述透明导电层在所述绝缘层上不连续；
所述第一电极、所述第二电极均位于所述透明导电层上所述不重叠区域对应位置上，且所述第一电极和所述第一传输层位置对应，所述第二电极和所述第二传输层位置对应。
12.一种电池组件，其特征在于，包括：至少一个如权利要求1-11中任一项所述的HBC太阳能电池。
13.一种HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
在硅基体的同一侧依次形成背面钝化层、绝缘层；所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数大于或等于500000/cm，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数大于或等于10000/cm。
14.根据权利要求13所述的HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，还包括：
在所述绝缘层上形成掩膜层；
采用激光在所述掩膜层上形成第一开口，使得所述绝缘层裸露；其中，所述绝缘层对波长为355nm的激光的吸收系数，大于所述掩膜层对波长为355nm的激光的吸收系数，和/或，所述绝缘层对波长为532nm的激光的吸收系数，大于所述掩膜层对波长为532nm的激光的吸收系数。
15.根据权利要求14所述的HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述掩模层的材料选自：硅基化合物；和/或，所述掩模层的厚度为1-100nm；所述掩模层的厚度为：所述掩模层在所述硅基底和所述背面钝化层的设置方向上的尺寸。
16.根据权利要求14所述的HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述掩模层含有硅，且所述掩膜层还含有氧、氮、碳、氢中的至少一种。
17.根据权利要求14-16中任一所述的HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成绝缘层之前，所述方法还包括：在所述背面钝化层上形成第一传输层；形成绝缘层包括：在所述第一传输层上形成所述绝缘层；
形成第一开口后，所述方法还包括：
将所述绝缘层中裸露的部分去除，使得所述第一传输层裸露；
去除所述掩膜层，并将所述第一传输层中裸露的部分去除，使得所述第一传输层由至少两个间断分布的第一部分组成，且使得所述背面钝化层裸露；
在剩余的所述绝缘层以及裸露的所述背面钝化层上形成第二传输层；
采用激光，在至少一个所述第一部分的至少局部区域对应的所述第二传输层上形成第二开口，使得所述第二传输层在所述硅基底的背光面上的第一投影，与所述第一传输层在所述硅基底的背光面上的第二投影，具有不重叠区域和重叠区域，并使得所述至少一个所述第一部分的至少局部区域对应的所述绝缘层裸露。
18.根据权利要求17所述的HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成第二开口之后，所述方法还包括：
将裸露的部分所述绝缘层去除，使得所述绝缘层仅完全覆盖所述重叠区域，并使得所述至少一个所述第一部分的至少局部区域对应的所述第一传输层裸露；
在剩余的第二传输层上，以及裸露的所述第一传输层上沉积透明导电层；
在与所述重叠区域对应的位置处，通过激光打断所述透明导电层，使得所述透明导电层在所述绝缘层上不连续。
19.根据权利要求14-16中任一所述的HBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述激光的波长为355nm或532nm。
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2022
- 2022-04-14 CN CN202210392288.6A patent/CN114944431A/zh active Pending
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