CN115000198B - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

太阳能电池及光伏组件 Download PDF

Info

Publication number
CN115000198B
CN115000198B CN202210838831.0A CN202210838831A CN115000198B CN 115000198 B CN115000198 B CN 115000198B CN 202210838831 A CN202210838831 A CN 202210838831A CN 115000198 B CN115000198 B CN 115000198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
passivation layer
region
pattern
solid line
real
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
CN202210838831.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115000198A (zh
Inventor
李瑞峰
邱彦凯
张宁
张然
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 Jinko Solar Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Jinko Solar 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
Application filed by Zhejiang Jinko Solar Co Ltd filed Critical Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Priority to CN202210838831.0A priority Critical patent/CN115000198B/zh
Publication of CN115000198A publication Critical patent/CN115000198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115000198B publication Critical patent/CN115000198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0463PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate characterised by special patterning methods to connect the PV cells in a module, e.g. laser cutting of the conductive or active layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433Particular geometry of the grid contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本申请实施例涉及光伏领域,提供一种太阳能电池及光伏组件,太阳能电池包括基底,基底具有相对的正面以及背面;钝化层,钝化层位于基底背面,钝化层表面包括沿第一方向排布的第一区以及第二区,第二区的钝化层表面具有电极接触部;具有第一实虚比的第一图案,第一图案位于第一区的钝化层表面,沿第一方向,第一图案的第一实线位于电极接触部的两侧;具有第二实虚比的第二图案,第二图案位于第二区的钝化层表面,沿第二方向,第二图案的第二实线位于电极接触部的两侧,第一实虚比小于第二实虚比;背电极,背电极位于第一实线以及第二实线内,背电极贯穿钝化层与基底表面电接触,至少可以提升太阳能电池的光电转换效率。

Description

太阳能电池及光伏组件
技术领域
本申请实施例涉及光伏领域,特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
影响太阳能电池性能(例如光电转换效率)的原因包括光学损失以及电学损失,光学损失包括电池前表面反射损失、接触栅线的阴影损失以及长波段的非吸收损失等,电学损失包括半导体表面及体内的光生载流子复合、半导体和金属栅线的接触电阻以及金属和半导体的接触电阻等的损失。
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell,发射极和背面钝化)电池利用激光开槽实现以背面点接触的形式替代全铝背场(Al-BSF)结构,减少了背表面复合速率,增加了背反射性能,从而提升了电池的开路电压和短路电流。与全铝背场结构相比,PERC电池先是在背面钝化叠层后进行激光开槽,之后使用丝网印刷技术将铝浆印制在电池背面,铝浆通过激光开槽与基体硅形成铝硅合金,从而形成接触。
然而,在激光开槽过程中,需要克服PERC电池中硅片背面钝化层的存在,在硅片背面进行激光开槽,以局域去除钝化层的膜层,从而形成铝硅接触区。激光开槽的图形会影响背表面场接触面积,进而影响电池的电性能。一般地,背表面场接触面积越小,背表面场的钝化面积越大,使得铝硅合金层的表面复合速率减小,短路电流和开路电压获得更高的提升。然而背表面场接触面积过小,可能影响铝硅接触区的面积,从而影响太阳能电池的光电转换效率。当使用相同的激光雕刻方式进行主栅区域和非主栅区域的激光开槽时,往往会造成在主栅区域出现大量铝空洞,也容易出现铝珠;非主栅区域出现钝化膜破坏严重和电荷收集能力变差的情况。因此,由于激光的参数、激光的面积等原因导致太阳能电池的光电转换效率欠佳。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池及光伏组件,至少有利于提升太阳能电池的光电转换效率。
根据本申请一些实施例,本申请实施例一方面提供一种太阳能电池,包括:基底,基底具有相对的正面以及背面;钝化层,钝化层位于基底背面,钝化层表面包括第一区以及第二区,第一区与第二区沿第一方向间隔排布,第二区的钝化层表面具有电极接触部;具有第一实虚比的第一图案,第一图案位于第一区的钝化层表面,沿第一方向,第一图案的第一实线位于电极接触部的两侧;具有第二实虚比的第二图案,第二图案位于第二区的钝化层表面,沿第二方向,第二图案的第二实线位于电极接触部的两侧,第一实虚比小于第二实虚比;背电极,背电极位于第一实线以及第二实线内,背电极贯穿钝化层与基底表面电接触。
另外,第一实虚比与第二实虚比的比值为1/10~1。
另外,第一实虚比的比值为1/2~9/10。
另外,第二实虚比的比值为1~2。
另外,第二实线与电极接触部的侧边相连通。
另外,沿第二方向上,第一实线、第二实线与电极接触部的侧边齐平。
另外,背电极为太阳能电池的细栅,还包括主栅,主栅沿第一方向延伸,第一图案的第一实线沿第二方向延伸。
另外,沿第一方向上,第一区的长度与第二区的长度的比值为1/10~1。
根据本申请一些实施例,本申请实施例另一方面还提供一种光伏组件,包括:电池串,由多个如上述实施例任一项的太阳能电池连接而成;封装胶膜,用于覆盖电池串的表面;盖板,用于覆盖封装胶膜背离电池串的表面。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:
本申请实施例提供的技术方案中,通过两次激光图案形成背面开槽的槽线。设置第一图案的第一实虚比小于第二图案的第二实虚比,即第一图案的实虚比较小,使得第一图案的开孔率较小,从而降低硅片表面的损伤,同时提升电池开路电压,短路电流,从而提高发电效率。设置第二区(与主栅正对的区域)形成的激光槽的实虚比大于第一区(与主栅不正对的区域)形成的激光槽的实虚比,如此,后续在激光槽中形成金属电极时,位于主栅附近的电极的面积较大,有利于提高主栅收集载流子的能力,而与主栅不正对的区域的激光槽的实虚比较小,对背面钝化层的损伤较小,可以避免连续开槽工艺之后在进行烧结时出现铝珠或者铝刺问题。
此外,沿第一方向,第一图案的第一实线位于电极接触部的两侧,即位于电极接触部的短边两侧;沿第二方向,第二图案的第二实线位于电极接触部的两侧,电极接触部作为主栅与基底的接触点或者细栅与主栅的接触点,第一实线位于电极接触部的短边两侧以及第二实线位于电极接触部的两侧降低太阳能电池背面载流子的最远传输距离,提高背面传输效率,有效提升太阳能电池的转换效率;第一图案和第二图案的设计增大了开槽密度,有效实现载流子的三维流动,同时使PERC电池具有更高的机械载荷性能和光电转化效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制;为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种结构示意图;
图2为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种局部结构示意图;
图3为本申请一实施例所提供的太阳能电池的另一种局部结构示意图;
图4为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种剖面结构示意图;
图5为本申请一实施例所提供的太阳能电池的另一种剖面结构示意图;
图6为本申请一实施例所提供的太阳能电池的载荷位移箱线图;
图7为本申请一实施例所提供的光伏组件的一种结构示意图;
图8为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成钝化层的步骤对应的剖面结构示意图;
图9为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成第一图案的步骤对应的结构示意图;
图10为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成第一图案的步骤对应的剖面结构示意图;
图11为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成第二图案的步骤对应的剖面结构示意图。
具体实施方式
本申请实施提供一种太阳能电池及光伏组件,通过两次激光图案形成背面开槽的槽线。设置第一图案的第一实虚比小于第二图案的第二实虚比,即第一图案的实虚比较小,使得第一图案的开孔率较小,从而降低硅片表面的损伤,同时提升电池开路电压,短路电流,从而提高发电效率。设置与主栅正对的区域形成的激光槽的实虚比大于与主栅不正对的区域形成的激光槽的实虚比,如此,后续在激光槽中形成金属电极时,位于主栅附近的电极的面积较大,有利于提高主栅收集载流子的能力,而与主栅不正对的区域的激光槽的实虚比较小,对背面钝化层的损伤较小。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种结构示意图;图2为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种局部结构示意图;图3为本申请一实施例所提供的太阳能电池的另一种局部结构示意图;图4为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种剖面结构示意图;图5为本申请一实施例所提供的太阳能电池的另一种剖面结构示意图。
参考图1~图5,根据本申请一些实施例,本申请实施例一方面提供一种太阳能电池,包括:基底100,基底100具有相对的正面101以及背面102;钝化层130,钝化层130位于基底100背面102,钝化层130表面包括第一区103以及第二区104,第一区103与第二区104沿第一方向Y间隔排布,第二区104的钝化层130表面具有电极接触部105;具有第一实虚比的第一图案110,第一图案110位于第一区103的钝化层130表面,沿第一方向Y,第一图案110的第一实线111位于电极接触部105的两侧;具有第二实虚比的第二图案120,第二图案120位于第二区104的钝化层130表面,沿第二方向X,第二图案120的第二实线121位于电极接触部105的两侧,第一实虚比小于第二实虚比;背电极141,背电极141位于第一实线111以及第二实线121内,背电极141贯穿钝化层130与基底100表面电接触。
在一些实施例中,太阳能电池为PERC电池,PERC电池主要在基底100的背面102设置电介质钝化层提高光电转换效率。然后通过控制激光开槽的图形设计可以影响背表面场接触面积,进而影响电池的开路电压和短路电流。参考图2,激光开槽的图形常常由实线或虚线组成,通过控制沿第二方向X上,实线的长度与虚线的长度的比值(实虚比)保证钝化层130的损伤较小且背表面场接触面积较大以实现光电转换效率的最大化。可以理解的是,实线实际为一个个间隔排布的激光光斑打到钝化层所形成的沿第二方向X延伸的槽线,虚线为未进行激光开槽处理的钝化层表面,按照激光光斑的直径拟合出来的线条,实虚比可以理解为按照激光光斑的排布方向,即第二方向X上,由激光光斑形成槽线的长度与未经过激光开槽处理拟合的线条长度的比值。
基底100为吸收入射光子而产生光生载流子的区域。在一些实施例中,基底100为硅基底100,可以包括单晶硅、多晶硅、非晶硅或微晶硅中的一种或多种。在另一些实施例中,基底100的材料还可以为碳化硅、有机材料或多元化合物。多元化合物可以包括但不限于钙钛矿、砷化镓、碲化镉、铜铟硒等材料。示例性地,本申请实施例中基底100为单晶硅基底。
在一些实施例中,基底100的正面101为受光面吸收入射光,基底100的背面102为背光面。基底100内具有掺杂元素,掺杂元素类型为N型或者P型,N型元素可以为磷(P)元素、铋(Bi)元素、锑(Sb)元素或砷(As)元素等Ⅴ族元素,P型元素可以为硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)元素或铟(In)元素等Ⅲ族元素。例如,当基底100为P型基底时,其内部掺杂元素类型为P型。又例如,当基底100为N型基底时,其内部掺杂元素类型为N型。本申请实施例中,基底100为P型基底,即太阳能电池为P-PERC电池。
在一些实施例中,钝化层130的材料可以为氧化铝,氧化铝组成的钝化层130与基底100接触面具有较高的固定负电荷密度Qf(Qf约为1012~1013cm-2),在基底100表面形成具有负极性的电场,通过屏蔽P型硅表面的相同极性的少子(少数载流子)以及电子可以为P型表面提供良好的场效应钝化效果。此外,氧化铝具有很低的界面态缺陷密度(Dit)以及良好的化学钝化效果,可以作为高效的氢原子储库,在后续的热处理过程中提供充足的氢原子,使基底100表面的悬空键达到饱和。氧化铝的带隙为6.4eV,可以容许一部分的太阳光穿过氧化铝组成的钝化层130到达基底100表面,提升太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中,钝化层130可以为叠层结构,例如层叠的第一钝化层、第二钝化层以及第三钝化层。第一钝化层的材料为氧化硅,第二钝化层的材料为氧化铝,第三钝化层的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅的任意一种或者多种。第一钝化层为氧化硅层,可以减少氧化硅与基底接触面的界面态,减少钝化层130与基底100之间的接触电阻。
在一些实施例中,太阳能电池还包括减反射层,减反射层为与钝化层130与背电极141之间,背电极141贯穿减反射层、钝化层130与基底100表面电接触。减反射层的折射率较高,减少电池背面的反射损伤,减反射层的材料可以为氮化硅或者氮氧化硅的任意一种或者多种。
在一些实施例中,电极接触部105可以为细栅与主栅之间的接触点或者主栅与基底的接触点,在进行激光开槽工艺中,电极接触部105所在的钝化层不进行激光开槽,所在的区域用于后续形成电池的主栅,激光开槽形成的槽线用于形成电池的细栅。即第一区103所在的基底100区域定义为非主栅区域,部分第二区104所在的基底100区域定义为主栅区域。沿第一方向Y上,第一区103的长度与第二区104的长度的比值为1/10~1,优选地,第一区103的长度与第二区104的长度的比值为1/5~1,第一区103的长度与第二区104的长度的比值具体可以为1/5、1/2、2/3或者1。第一区103和第二区104的长度比值可以视为非主栅区域与主栅区域的长度比值,此比值范围用于保证避免钝化层130表面激光开槽的面积过大,影响钝化层130的膜完整性以及钝化效果;同时避免主栅区域开槽的面积过小,细栅收集载流子的能力较弱,影响电池的电池效率。
在一些实施例中,第一图案110位于第一区103的钝化层130内,即第一图案110位于非主栅区域,第一图案110的第一实虚比为沿第一实线111与第一虚线112的排布方向,第一实线111的长度与第一虚线112的长度的比值,第一实线111实际为激光光斑打到钝化层130表面形成的槽线,第一虚线112实际为激光光斑未处理的钝化层130表面的虚线。第二图案120位于第二区104的钝化层130内,即第二图案120位于主栅区域,第二图案120的第二实虚比为沿第二实线121与第二虚线122的排布方向,第二实线121的长度与第二虚线122的长度的比值。同理,第二实线121实际为激光光斑打到钝化层130表面形成的槽线,第二虚线122实际为激光光斑未处理的钝化层130表面的虚线。其中,第一实线111与第一虚线112的排布方向和第二实线121与第二虚线122的排布方向相同,均平行于第二方向X。
在一些实施例中,第一实线111或者第二实线121中的至少一者的激光光斑之间为相切的状态,单位时间内,激光光斑形成的开槽线的数量较多,提高太阳能电池的生产效率,且形成背电极的铝浆的延展腐蚀性适中时,可以完全渗透钝化层130,在烧结过程中形成填充满第一实线111或者第二实线121的背电极,避免形成铝空洞影响太阳能电池的光电转换效率。在另一些实施例中,第一实线111或者第二实线121中的至少一者的激光光斑之间为相交或者相离的状态。
在一些实施例中,沿第一方向Y上,第一区103内包括多个间隔排布的第一图案110,第二区104内包括多个间隔排布的第二图案120。沿第一方向Y上,相邻的第一图案110的第一实线111之间的间距大于等于相邻的第二图案120的第二实线121之间的间距。单位长度内,第一图案110的第一实线111的比例较小,降低钝化层130的膜层损伤面积,提升钝化层130的钝化效果;第二图案120的第二实线121的比例较大,增加背电极141与基底100表面的接触面积,提高背电极141收集载流子的能力,从而有利于提升电池的光电转换效率。
在一些实施例中,沿第一方向Y上,相邻的第一图案110的第一实线111间隔排布。在另一些实施例中,相邻的第一图案110的第一实线111错位排布,收集载流子的区域之间的重叠面积较小,收集载流子比较均匀,有利于提升电池的电池效率;增大了开槽密度,有效实现载流子的三维流动,同时使PERC电池片具有更高的机械载荷性能和光电转化效率。
同理,沿第一方向Y上,相邻的第二图案120的第二实线121间隔排布。在另一些实施例中,相邻的第二图案120的第二实线121错位排布,收集载流子比较均匀,提升电池的光电转换效率;增大了开槽密度,有效实现载流子的三维流动,同时使PERC电池片具有更高的机械载荷性能和光电转化效率。
在一些实施例中,第一实虚比与第二实虚比的比值为1/10~1,优选地,第一实虚比与第二实虚比的比值为1/3~4/5,第一实虚比与第二实虚比的比值具体可以为1/3、4/9、1/2或者4/5。第一实虚比与第二实虚比的比值用于保证第一虚线112以及第二实线121所占的比例较大,用于降低钝化层130的损伤层较小,同时载流子收集的区域较大,提升电池效率。进一步地,第一实虚比的比值为1/2~9/10,优选地,第一实虚比的比值为9/16~4/5,第一实虚比的比值具体可以为9/16、7/9、17/18或者4/5。第二实虚比的比值为1~2,优选地,第二实虚比的比值为13/10~9/5,第二实虚比的比值具体可以为13/9、27/18、29/18或者4/5。第一实线111的范围为0.2~1.2mm,第一实线111的长度具体可以为0.2mm、0.4mm、0.79mm或者1.18mm,第一实线111的范围可以保证激光开槽区域的面积较小,对钝化层130的破坏较小,少子(少数载流子)的寿命就越高,开路电压也就越高,但第一实线111的长度设置同样需要避免激光开槽区域的面积较小导致铝浆无法完全渗透开槽区域,形成铝空洞,铝空洞区域背电极141与基底100无法形成良好的欧姆接触,影响串联电阻以及填充因子。
在一些实施例中,第二实线121与电极接触部105的侧边相连通,可以视为细栅与主栅的侧面相接触,减少电流的传输路径,降低电学损失,从而提高电池效率。第一图案110也可以位于第二区104内或者部分电极接触部105位于第一区103内,沿第二方向X上,第一实线111、第二实线121与电极接触部105的侧边齐平,且第一实线111、第二实线121与电极接触部105的侧边接触,进一步降低电学损失,从而提高电池效率。
在一些实施例中,背电极141为太阳能电池的细栅(副栅),用于收集并汇总太阳能电池的电流。背电极141可以由烧穿型浆料烧结而成。由于第一图案110和第二图案120的实虚比不同,即主栅区域与非主栅区域的实虚比不同,可以避免太阳能电池的正面和背面同时烧结时,主栅区域出现铝空洞以及铝珠问题。太阳能电池还包括主栅143,主栅143沿第一方向Y延伸,第一图案110的第一实线111沿第二方向X延伸。第一方向Y和第二方向X相垂直,细栅收集载流子的方向与主栅收集载流子的方向不同,有利于主栅汇总电流,且可以提高太阳能电池的横向传输能力。背电极141的材料可以为铝、银、金、镍、钼或铜的一种或多种。
在一些实施例中,太阳能电池还包括有MARK点,其用于后期印刷对位。具体的,基底背面共设有4个MARK点;其靠近基底的四个角设置,并以基底中心为中心相关呈对称。在另一些实施例中,基底背面共设有3个MARK点,均处于激光开槽区的外围,三个激光MARK点连线构成三角形,三角形中心和基底中心相重合。
在一些实施例中,太阳能电池还包括:发射极131,发射极131为与太阳能电池的正面101,发射极131与P型基底100形成PN结。第四钝化层132,第四钝化层132位于发射极131远离基底100的表面,第四钝化层132视为前钝化层;多个间隔设置的电极142,且电极142贯穿第四钝化层132且与发射极131接触。
在一些实施例中,第四钝化层132可以为单层结构或叠层结构,第四钝化层132的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。电极142可以由烧穿型浆料烧结而成。电极142与发射极131的接触可以为局域接触或完全接触。电极142的材料可以为铝、银、镍、金、钼或铜的一种或多种。电极142为上电极或正面电极。在一些情况下,电极142是指细栅线或指状栅线,以区别于主栅线或者汇流条。
图6为本申请一实施例所提供的太阳能电池的载荷位移箱线图。其中,实验组为本申请实施例所提供的太阳能电池,且第一实虚比为0.4:0.6,第二实虚比为1.2:0.8;对比组的太阳能电池为仅进行一次激光开槽的太阳能电池,通过以下步骤制备:
提供P型基底,在基底的正面形成N型发射极以及正面钝化层,在基底的背面形成背面钝化层;以实虚比1.2:0.8背膜激光工艺进行激光开槽,印刷正面电极和背面电极。经过烧结后形成对比组的太阳能电池。
参考图6以及表1,与对比组相比,本申请实施例所提供的太阳能电池的电池效率有一定的增益(0.11%),提升了太阳能电池的光电转换效率。
表1(相关量测电池效率数据的差值)
表1示出实验组与对比组的相关量测电池效率数据的差值,并未示出对比组以及实验组的具体量测电池效率数据。以上表1中各个参数含义:Ncell为电池效率(%);Uoc为开路电压(mV);Isc为短路电流(A);Rs为串联电阻(mΩ);Rsh为并联电阻(mΩ);FF为填充因子(%);IRev2为漏电流(A)。
本申请实施例提供的技术方案中,通过两次激光图案形成背面开槽的槽线。设置第一图案110的第一实虚比小于第二图案120的第二实虚比,即第一图案110的实虚比较小,使得第一图案110的开孔率较小,从而降低基底100以及钝化层130表面的损伤,同时提升电池开路电压,短路电流,从而提高发电效率。设置第一区103(与主栅正对的区域)形成的激光槽的实虚比大于第二区104(与主栅不正对的区域)形成的激光槽的实虚比,如此,后续在激光槽中形成背电极141时,位于主栅附近的背电极141的面积较大,有利于提高主栅收集载流子的能力,而与主栅不正对的区域的激光槽的实虚比较小,对背面钝化层130的损伤较小,而且可以避免连续开槽工艺在进行烧结时出现铝珠和铝刺问题以及开槽区域过小导致的铝空洞问题。
此外,沿第一方向Y,第一图案110的第一实线111位于电极接触部105的两侧,即位于电极接触部105的短边两侧,沿第二方向X,第二图案120的第二实线121位于电极接触部105的两侧,电极接触部105作为主栅与基底100的接触点或者细栅与主栅的接触点,降低太阳能电池背面载流子的最远传输距离,提高背面传输效率,有效提升太阳能电池的转换效率;第一图案110和第二图案120增大了开槽密度,有效实现载流子的三维流动,同时使PERC电池片具有更高的机械载荷性能和光电转化效率。
图7为本申请一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图。
相应地,参考图7,本申请实施例另一方面还提供一种光伏组件,光伏组件用于将接收的光能转化为电能以及传输给外部负载。光伏组件包括:至少一个电池串,电池串由多个上述(例如,图1~图5)任一项太阳能电池10连接而成;封装胶膜21,用于覆盖电池串的表面;盖板22,用于覆盖封装胶膜21背离电池串的表面。
封装胶膜21可以为EVA或POE等有机封装胶膜,封装胶膜21覆盖在电池串的表面以密封保护电池串。在一些实施例中,封装胶膜21包括分别覆盖在电池串表面的两侧的上层封装胶膜和下层封装胶膜。盖板22可以为玻璃盖板或塑料盖板等用于保护电池串的盖板,盖板22覆盖在封装胶膜21背离电池串的表面。在一些实施例中,盖板22上设置有陷光结构以增加入射光的利用率。光伏组件具有较高的电流收集能力和较低的载流子复合率,可实现较高的光电转换效率。在一些实施例中,盖板22包括位于电池串两侧的上盖板和下盖板。
相应地,本申请实施例另一方面提供一种太阳能电池的制备方法,可用于制备上述实施例所提供的太阳能电池。图8为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成钝化层的步骤对应的剖面结构示意图;图9为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成第一图案的步骤对应的结构示意图;图10为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成第一图案的步骤对应的剖面结构示意图;图11为本申请一实施例所提供的太阳能电池的制备方法中形成第二图案的步骤对应的剖面结构示意图。
参考图8,提供基底100,基底100具有相对的正面101以及背面102,基底的正面101和背面102具有绒面结构。
在一些实施例中,可以采用溶液制绒法制备绒面结构,绒面结构可以增加光在太阳电池片表面的折射次数,利于太阳电池片对光的吸收,以达到电池片对太阳能价值的最大利用率。具体地,基底100为单晶硅,可以采用碱溶液和醇溶液的混合溶液对基底100表面进行制绒工艺;基底100为多晶硅,可以采用酸溶液对基底100表面进行制绒工艺。在另一些实施例中,可以采用激光制绒工艺、反应离子刻蚀(Reactiveionetching,RIE)制绒工艺制备绒面结构。基底100内具有掺杂元素,掺杂元素类型为N型或者P型。具体可以通过离子注入工艺或者激光掺杂工艺将掺杂元素注入至基底100内。本申请实施例以P型基底作为示例。
继续参考图8,在基底100的正面101形成发射极131,同时对基底100的背面进行抛光处理,形成抛光面。形成钝化层130以及第四钝化层132,钝化层130位于基底100的背面102,钝化层130可以视为后钝化层;第四钝化层132位于发射极131远离基底100的表面,第四钝化层132视为前钝化层。
在一些实施例中,钝化层130表面包括第一区103以及第二区104,第一区103与第二区104沿第一方向Y间隔排布,第二区104的钝化层130表面具有电极接触部105。沿第一方向Y上,第一区103的长度与第二区104的长度的比值为1/10~1。
参考图9以及图10,对基底100的背面102进行第一次激光开槽,即背面激光开槽工艺,形成第一图案110。该激光开槽借助于激光开槽线进行,使得在钝化层130的膜层处形成多个开槽区域。开槽线由多个按照特定排列布置的并排的激光光斑构成(参见图2)。可以理解,有利地,可以通过改变激光光斑的排列能够调整开槽区域的开槽面积。
在一些实施例中,第一图案110具有第一实虚比,第一图案110位于第一区103的钝化层130表面,第一图案110包括第一实线111与第一虚线112,第一实虚比的比值为1/2~9/10。沿第一方向Y,第一图案110的第一实线111位于电极接触部105的两侧,降低太阳能电池背面载流子的最远传输距离,提高背面传输效率,有效提升太阳能电池的转换效率。
在一些实施例中,第一次激光开槽的激光参数包括:激光功率为10w~40w、雕刻速度为10000~50000mm/s、电流为5~8A、频率为300000~900000Hz;刻蚀实线与虚线的时间(实+虚)为30~60微秒、刻蚀实线的时间(实)为15~40微秒、光斑直径为15-50微米。
参考图1以及图11,对基底100的背面102进行第二次激光开槽,形成第二图案120。第二图案120具有第二实虚比,第二图案120位于第二区104的钝化层130表面,第二图案120包括第二实线121与第二虚线122,第二实虚比的比值为1~2。沿第二方向X,第二图案120的第二实线121位于电极接触部105的两侧,且第一实虚比小于第二实虚比。
在一些实施例中,沿第一方向Y上,第一区103内包括多个间隔排布的第一图案110,第二区104内包括多个间隔排布的第二图案120。沿第一方向Y上,相邻的第一图案110的第一实线111之间的间距大于等于相邻的第二图案120的第二实线121之间的间距。沿第一方向Y上,相邻的第一图案110的第一实线111间隔排布,相邻的第二图案120的第二实线121间隔排布。在另一些实施例中,相邻的第一图案110的第一实线111错位排布,相邻的第二图案120的第二实线121错位排布。
在一些实施例中,第二实线121与电极接触部105的侧边相连通。第一图案110也可以位于第二区104内或者部分电极接触部105位于第一区103内,沿第二方向X上,第一实线111、第二实线121与电极接触部105的侧边齐平,且第一实线111、第二实线121与电极接触部105的侧边接触。
在一些实施例中,第二次激光开槽的激光参数包括:激光功率为10w~40w、雕刻速度为10000~50000mm/s、电流为5~8A、频率为300000~900000Hz;刻蚀实线与虚线的时间(实+虚)为60~100微秒、刻蚀实线的时间(实)为30~70微秒、光斑直径为15-50微米。
参考图4和图5,形成背电极141以及电极142,背电极141位于第一实线111以及第二实线121内,背电极141贯穿钝化层130与基底100表面电接触,电极142贯穿第四钝化层132且与发射极131接触。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本申请实施例的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请实施例的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请实施例的精神和范围内,均可作各自更动与修改,因此本申请实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
基底,所述基底具有相对的正面以及背面;
钝化层,所述钝化层位于所述基底背面,所述钝化层表面包括第一区以及第二区,所述第一区与第二区沿第一方向间隔排布,所述第二区的钝化层表面具有电极接触部;
具有第一实虚比的第一图案,所述第一图案位于所述第一区的钝化层表面,沿所述第一方向,所述第一图案的第一实线位于所述电极接触部的两侧,所述第一实线为沿第二方向延伸的槽线;所述第一实虚比的比值为1/2~9/10;所述第一实线的长度范围为1.18mm~1.2mm;
具有第二实虚比的第二图案,所述第二图案位于所述第二区的钝化层表面,沿第二方向,所述第二图案的第二实线位于所述电极接触部的两侧,所述第一实虚比小于第二实虚比,所述第二实线为沿所述第二方向延伸的槽线,所述第二实线与所述电极接触部的侧边相连通;
所述第二实虚比的比值为13/10~9/5;所述第二实线的长度大于所述第一实线的长度;
所述电极接触部位于所述第一区,沿所述第二方向,所述第一实线、所述第二实线与电极接触部的侧边齐平;
背电极,所述背电极位于所述第一实线以及第二实线内,所述背电极贯穿所述钝化层与所述基底表面电接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一实虚比与第二实虚比的比值为1/3~4/5。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述背电极为所述太阳能电池的细栅,还包括主栅,所述主栅沿所述第一方向延伸,所述第一图案的第一实线沿所述第二方向延伸。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一方向上,所述第一区的长度与所述第二区的长度的比值为1/10~1。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一方向上,相邻的所述第一图案的第一实线之间的间距大于等于相邻的第二图案的第二实线之间的间距。
6.一种光伏组件,其特征在于,包括:
电池串,由多个如权利要求1~5任一项所述的太阳能电池连接而成;
封装胶膜,用于覆盖所述电池串的表面;
盖板,用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
CN202210838831.0A 2022-07-18 2022-07-18 太阳能电池及光伏组件 Active CN115000198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210838831.0A CN115000198B (zh) 2022-07-18 2022-07-18 太阳能电池及光伏组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210838831.0A CN115000198B (zh) 2022-07-18 2022-07-18 太阳能电池及光伏组件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115000198A CN115000198A (zh) 2022-09-02
CN115000198B true CN115000198B (zh) 2023-05-05

Family

ID=83022029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210838831.0A Active CN115000198B (zh) 2022-07-18 2022-07-18 太阳能电池及光伏组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115000198B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115377230A (zh) * 2022-09-26 2022-11-22 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及光伏组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3190982U (ja) * 2013-12-04 2014-06-05 元晶太陽能科技股▲ふん▼有限公司Tsec Corporation 改良した背面構造を有する太陽電池
JP2017045907A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 京セラ株式会社 太陽電池素子およびその製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009253096A (ja) * 2008-04-08 2009-10-29 Sharp Corp 太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法ならびに太陽電池モジュール
TWI496299B (zh) * 2013-10-30 2015-08-11 Inventec Solar Energy Corp 電極結構與使用電極結構的太陽能電池
CN204516779U (zh) * 2015-04-03 2015-07-29 江苏顺风光电科技有限公司 一种采用激光制备背钝化太阳电池的背面接触结构
CN106057925B (zh) * 2016-07-31 2017-07-04 湖南工程学院 一种正面电极侧绕背接触p型晶硅太阳电池的制造方法
CN106298987A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 一种mwt太阳能电池组件
CN106653912B (zh) * 2017-01-22 2023-10-24 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 一种无栅线全背接触太阳能电池组件
CN106847944A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 广东爱康太阳能科技有限公司 P型perc双面太阳能电池的背面电极和电池
CN208970516U (zh) * 2018-08-11 2019-06-11 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种降低单晶perc电池翘曲度的背激光开槽图案
CN209357734U (zh) * 2019-03-26 2019-09-06 浙江晶科能源有限公司 一种perc电池及光伏组件
CN210897295U (zh) * 2019-12-11 2020-06-30 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 太阳能电池片及具有该电池片的光伏组件
CN111146297A (zh) * 2019-12-24 2020-05-12 广东爱旭科技有限公司 一种高效太阳电池的电极分步印刷方法
CN110957387A (zh) * 2019-12-24 2020-04-03 广东爱旭科技有限公司 一种适用于分步印刷的高效太阳电池的电极结构
CN214176047U (zh) * 2020-12-16 2021-09-10 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 一种具有激光开槽结构的电池板
CN215600378U (zh) * 2021-05-28 2022-01-21 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种perc双面电池的背激光图形
CN215731738U (zh) * 2021-07-06 2022-02-01 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种单晶perc太阳能电池背面激光开槽结构
CN115241298B (zh) * 2022-02-25 2023-10-31 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3190982U (ja) * 2013-12-04 2014-06-05 元晶太陽能科技股▲ふん▼有限公司Tsec Corporation 改良した背面構造を有する太陽電池
JP2017045907A (ja) * 2015-08-28 2017-03-02 京セラ株式会社 太陽電池素子およびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高效PERC单晶硅太阳电池局部背表面场的工艺研究;王丽婷;黄国平;黄惜惜;贾佳;周肃;李菁楠;;太阳能(第07期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115000198A (zh) 2022-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4235805A1 (en) Solar cell, method for preparing the same, and photovoltaic module
JP7168800B1 (ja) 太陽電池及び光起電力モジュール
JP7245380B1 (ja) 太陽電池、光起電力モジュールおよび太陽電池の製造方法
US11799040B2 (en) Solar cell and photovoltaic module
US20240222539A1 (en) Solar cell structure and manufacturing method thereof
CN217306521U (zh) 一种太阳能电池及一种光伏组件
KR101612133B1 (ko) Mwt형 태양전지 및 그 제조방법
CN116404071A (zh) 一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN116722051A (zh) 太阳能电池及制备方法、光伏组件
CN115241299A (zh) 一种太阳能电池以及光伏组件
CN115000198B (zh) 太阳能电池及光伏组件
CN116666460A (zh) 太阳能电池及制备方法、光伏组件
CN102403370A (zh) 共面式光伏电池及其制造方法
CN118053924A (zh) 太阳能电池及其制备方法、叠层电池和光伏组件
CN117712193A (zh) 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN220543926U (zh) 太阳能电池和光伏组件
CN116682872A (zh) 太阳能电池及光伏组件
CN116705870A (zh) 太阳能电池及光伏组件
EP4290587A1 (en) Solar cell and photovoltaic module
RU2757544C1 (ru) Двухсторонний гетеропереходный фотоэлектрический преобразователь на основе кремния
TW202310440A (zh) 太陽能電池
CN218769554U (zh) 一种太阳能电池以及光伏组件
JP7248856B1 (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュール
CN117727822B (zh) 太阳能电池、太阳能电池的制造方法及光伏组件
CN218585995U (zh) 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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant