CN115148857A - 一种TOPCon电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种TOPCon电池及其制作方法，涉及光伏领域，包括获得预处理硅片；预处理硅片的正面形成有掺杂层，背面形成有隧穿氧化层；在预处理电池片的背面形成多层层叠的掺杂非晶硅层；在远离预处理硅片的方向上，各层掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大；对处理后硅片进行高温退火，使各层掺杂非晶硅层转换为掺杂多晶硅层；去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域，在处理后电池片的背面形成凸起；预选掺杂多晶硅层包括未与处理后电池片直接接触的各个掺杂多晶硅层；在对应凸起的区域形成背面电极，并在正面形成正面电极，得到TOPCon电池。通过改变掺杂多晶硅层金属化区域和非金属化区域的掺杂浓度和厚度，提升电池的效率。
Description
技术领域
本申请涉及光伏领域，特别是涉及一种TOPCon电池及其制作方法。
背景技术
TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池在电池背面制备有一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅层，二者共同形成了钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的表面钝化。
多晶硅层的掺杂浓度和厚度对长波的光具有很强的寄生吸收的现象，所以长波长、好的光谱吸收需要多晶硅层的厚度尽量薄、掺杂浓度尽量低，多晶硅层的厚度达到20nm就可以达到很好的钝化效果。但是，由于导电浆料的腐蚀能力比较难控制，只能匹配到厚度在100nm左右多晶硅层，太薄的话极易造成电极浆料烧穿多晶硅层破坏隧穿氧化层，造成复合的急剧增加。并且，目前多晶硅层的掺杂浓度也较高，达到3×1020左右。较厚的和较高掺杂浓度的多晶硅层影响光学长波的吸收，导致电池的效率有限。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种TOPCon电池及其制作方法，以提升电池的效率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种TOPCon电池制作方法，包括：
获得预处理硅片；所述预处理硅片的正面形成有掺杂层，背面形成有隧穿氧化层；
在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大；
对所述处理后硅片进行高温退火，使各层所述掺杂非晶硅层转换为掺杂多晶硅层；
去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域，在所述处理后电池片的背面形成凸起；所述预选掺杂多晶硅层包括未与所述处理后电池片直接接触的各个所述掺杂多晶硅层；
在对应所述凸起的区域形成背面电极，并在所述处理后电池片的正面形成正面电极，得到TOPCon电池。
可选的，去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域之前，还包括：
对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源，以增加所述掺杂多晶硅层最外侧表面的掺杂浓度。
可选的，对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源包括：
采用扩散方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源；其中，扩散过程和高温退火过程同步进行。
可选的，对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源包括：
采用离子注入的方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源；并再次对所述处理后硅片进行高温退火。
可选的，获得预处理硅片之前，还包括：
对硅片进行制绒处理。
可选的，各层所述掺杂非晶硅层中，与所述处理后电池片直接接触的所述掺杂多晶硅层的厚度最薄。
可选的，在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大包括：
在所述预处理电池片的背面形成第一掺杂非晶硅层；所述第一掺杂非晶硅层的厚度在20～50nm之间，掺杂浓度在1×1020～2×1020/cm3之间；
在所述第一掺杂非晶硅层远离所述预处理电池片的表面形成第二掺杂非晶硅层；所述第二掺杂非晶硅层的厚度在50～100nm之间，掺杂浓度在2×1020～3×1020/cm3之间。
可选的，还包括：
在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层。
可选的，在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层包括：
采用等离子体增强化学气相沉积法，在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层。
本申请还提供一种TOPCon电池，所述TOPCon电池采用上述任一种所述的TOPCon电池制作方法制得。
本申请所提供的一种TOPCon电池制作方法，包括：获得预处理硅片；所述预处理硅片的正面形成有掺杂层，背面形成有隧穿氧化层；在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大；对所述处理后硅片进行高温退火，使各层所述掺杂非晶硅层转换为掺杂多晶硅层；去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域，在所述处理后电池片的背面形成凸起；所述预选掺杂多晶硅层包括未与所述处理后电池片直接接触的各个所述掺杂多晶硅层；在对应所述凸起的区域形成背面电极，并在所述处理后电池片的正面形成正面电极，得到TOPCon电池。
可见，本申请通过在预处理硅片背面形成多层掺杂非晶硅层，在远离预处理硅片的方向上掺杂浓度逐渐增大，然后将各层掺杂非晶硅层转化为掺杂多晶硅层，也即各层掺杂多晶硅层的掺杂浓度在远离预处理硅片的方向上逐渐增大。去除除了与预处理硅片直接接触的掺杂多晶硅层以外的其余掺杂多晶硅层中未与背面电极对应的区域，即与预处理硅片直接接触的掺杂多晶硅层不做处理，其余的掺杂多晶硅层中即仅保留金属化区域，也即与背面电极对应的区域掺杂多晶硅层的厚度比较厚，其余部分的厚度比较薄，在保证达到良好钝化效果的同时，又可以避免被浆料烧穿破坏隧穿氧化层。并且，由于与背面电极接触的掺杂多晶硅层的掺杂浓度高，与背面电极的接触效果好。因此，本申请通过改变金属化区域和非金属化区域掺杂多晶硅的厚度，实现光吸收和金属化的效率增益最大化，增加掺杂多晶硅钝化选择性的效果，提升太阳能电池的效率。
此外，本申请还提供一种具有上述优点的TOPCon电池。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本申请实施例所提供的一种TOPCon电池制作方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的另一种TOPCon电池制作方法的流程图；
图3为本申请实施例所提供的一种TOPCon电池的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，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，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，为了保证TOPCon电池背面电极与掺杂多晶硅的良好接触以及避免隧穿氧化层被烧穿，掺杂多晶硅层的掺杂浓度比较高、厚度比较厚，对长波的光具有很强的寄生吸收，导致电池的效率比较低。
有鉴于此，本申请提供了一种TOPCon电池制作方法，请参考图1，包括：
步骤S101：获得预处理硅片；所述预处理硅片的正面形成有掺杂层，背面形成有隧穿氧化层。
预处理硅片的正面为太阳光线入射的表面，背面与正面相背。
预处理硅片的类型既可以为N型硅片，也可以为P型硅片，均在本申请的保护范围内。为了提升太阳能电池的效率，优选为N型硅片。
预处理硅片的制作过程包括：
步骤S1011：对硅片的正面进行扩散处理，形成掺杂层。
需要指出的是，在正面形成掺杂层时，正面还会形成介质层(例如硼硅玻璃BSG、磷硅玻璃PSG)，在背面以及侧面也形成绕度介质层。在扩散后，还需要去除正面的介质层，以及背面和侧面的绕度介质层，阻隔漏电流。其中，当预处理硅片为N型硅片时，掺杂硼；当预处理硅片为P型硅片时，掺杂磷。
步骤S1012：在硅片的背面形成隧穿氧化层。
隧穿氧化层的形成方式有多种，本申请中不做具体限定。例如，采用等离子体增强化学气相沉积工艺在笑气中生长隧穿氧化层；或者，使用硝酸溶液进行氧化生成隧穿氧化层，等等。
隧穿氧化层厚度可以为1.5～2nm。
可选的，在本申请的一个实施例中，获得预处理硅片之前，还可以包括：
对硅片进行制绒处理，以增加光线的陷光效果，提升太阳能电池的效率。
本申请中对制绒方式不做限定，视情况而定。例如可以采用碱性溶液进行制绒，形成金字塔绒面；或者采用酸性溶液进行制绒，形成虫蠕状绒面。
步骤S102：在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大。
掺杂非晶硅层的层数在两层及以上，本申请不做具体限定。掺杂非晶硅层的形成方式可以采用等离子体增强化学气相沉积法，原位掺杂形成；或者采用非原位掺杂的方式形成掺杂非晶硅层。
本申请中对各层掺杂非晶硅层的厚度不做限定，可自行设置。例如，各层掺杂非晶硅层的厚度可以相等；或者，各层所述掺杂非晶硅层中，与所述处理后电池片直接接触的所述掺杂多晶硅层的厚度最薄，其余掺杂多晶硅层的厚度大于与处理后电池片直接接触的所述掺杂多晶硅层的厚度。
在远离预处理硅片的方向上，各层掺杂非晶硅层依次称为第一掺杂非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、第三掺杂非晶硅层、…，对应的高温退火后形成，第一掺杂多晶硅层、第二掺杂多晶硅层、第三掺杂多晶硅层、…，即第一掺杂非晶硅层的厚度最薄，在得到的TOPCon电池背面非金属化区域只有第一掺杂多晶硅层，其厚度最薄，可以在保证良好钝化效果的同时，减少对长波的吸收。
作为一种可实施方式，掺杂非晶硅层的数量为两层时，在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大包括：
在所述预处理电池片的背面形成第一掺杂非晶硅层；所述第一掺杂非晶硅层的厚度在20～50nm之间，掺杂浓度在1×1020～2×1020/cm3之间；
在所述第一掺杂非晶硅层远离所述预处理电池片的表面形成第二掺杂非晶硅层；所述第二掺杂非晶硅层的厚度在50～100nm之间，掺杂浓度在2×1020～3×1020/cm3之间。
步骤S103：对所述处理后硅片进行高温退火，使各层所述掺杂非晶硅层转换为掺杂多晶硅层。
各层掺杂多晶硅层在远离预处理硅片的方向上掺杂浓度逐渐增大。
步骤S104：去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域，在所述处理后电池片的背面形成凸起；所述预选掺杂多晶硅层包括未与所述处理后电池片直接接触的各个所述掺杂多晶硅层。
可以采用激光刻蚀的方式去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域。第一掺杂多晶硅层不被去除，从第二掺杂非晶硅层至最后一层掺杂多晶硅层，仅保留与背面金属电极对应放入区域。
需要说明的是，在本步骤之后，制作电极之前，还需要在正面制作一层氧化硅钝化层，然后在正面再生长一层氧化铝钝化层，其中，氧化硅钝化层可以采用湿法制作，氧化铝钝化层可以采用原子层沉积法形成，氧化铝钝化层厚度在1～5nm之间。
步骤S105：在对应所述凸起的区域形成背面电极，并在所述处理后电池片的正面形成正面电极，得到TOPCon电池。
对准凸起区域印刷银浆并进行烘干；在正面印刷银铝浆并进行烘干，然后进行烧结，形成正面电极和背面电极。
本申请通过在预处理硅片背面形成多层掺杂非晶硅层，在远离预处理硅片的方向上掺杂浓度逐渐增大，然后将各层掺杂非晶硅层转化为掺杂多晶硅层，也即各层掺杂多晶硅层的掺杂浓度在远离预处理硅片的方向上逐渐增大。去除除了与预处理硅片直接接触的掺杂多晶硅层以外的其余掺杂多晶硅层中未与背面电极对应的区域，即与预处理硅片直接接触的掺杂多晶硅层不做处理，其余的掺杂多晶硅层中即仅保留金属化区域，也即与背面电极对应的区域掺杂多晶硅层的厚度比较厚，其余部分的厚度比较薄，在保证达到良好钝化效果的同时，又可以避免被浆料烧穿破坏隧穿氧化层。并且，由于与背面电极接触的掺杂多晶硅层的掺杂浓度高，与背面电极的接触效果好。因此，本申请通过改变金属化区域和非金属化区域掺杂多晶硅的厚度，实现光吸收和金属化的效率增益最大化，增加掺杂多晶硅钝化选择性的效果，提升太阳能电池的效率。
请参考图2，本申请提供的另一种TOPCon电池制作方法，包括：
步骤S201：获得预处理硅片；所述预处理硅片的正面形成有掺杂层，背面形成有隧穿氧化层。
步骤S202：在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大。
步骤S203：对所述处理后硅片进行高温退火，使各层所述掺杂非晶硅层转换为掺杂多晶硅层。
步骤S204：对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源，以增加所述掺杂多晶硅层最外侧表面的掺杂浓度。
作为一种可实施方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源包括：采用扩散方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源；其中，扩散过程和高温退火过程同步进行。
扩散需要高温，因此采用扩散方式补掺杂源时，步骤S203和步骤S204可以同时进行，缩短工艺时间，提升制作效率。
作为另一种可实施方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源包括：
采用离子注入的方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源；并再次对所述处理后硅片进行高温退火。
步骤S205：去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域，在所述处理后电池片的背面形成凸起；所述预选掺杂多晶硅层包括未与所述处理后电池片直接接触的各个所述掺杂多晶硅层。
步骤S206：在对应所述凸起的区域形成背面电极，并在所述处理后电池片的正面形成正面电极，得到TOPCon电池。
本实施例中通过对掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源，使得最外表面的掺杂浓度更高，从而提高与背面电极的接触能力。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，TOPCon电池制作方法还包括：
在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层。
减反钝化层可以采用等离子体增强化学气相沉积法形成，或者其他方式，本申请不做限定。
减反钝化层为氮化硅层，可以减少光线的反射，增加太阳能电池光线吸收率，从而提升太阳能电池的效率。
下面以N型硅片为例，对本申请中的电池制作方法进行进一步阐述。
步骤1、对N型硅片表面制绒，N型硅片的电阻率为1Ω·cm，厚度为150um。
步骤2、将步骤1处理后的N型硅片放入扩散炉中对制绒面进行硼扩散，形成正面的P+掺杂层及硼硅玻璃层，硼源采用三氯化硼，扩散温度为1000℃，时间为210分钟，硼扩散后的方阻值为125Ω/sqr。
步骤3、将步骤2处理后的N型硅片用清洗刻蚀机去除背面和侧面饶扩及正面的硼硅玻璃层。
步骤4、将步骤3处理后的N型硅片，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在背面生长一层1.6nm厚度的隧穿氧化层。采用PECVD法生长轻掺杂的Poly非晶硅层，厚度为40nm，再继续生长重掺杂的poly非晶硅80nm。然后860℃的温度下100分钟的补磷和退火，退火后薄层电阻为400Ω/sqr。然后用激光去除非金属化图形区域的重掺杂的poly非晶硅。
步骤5、清洗步骤4处理后的N型硅片，去除正面的poly绕扩，并制作一层1nm的氧化层。
步骤6、采用原子层沉积法在步骤5处理后的N型硅片的正面沉积氧化铝层，并采用PECVD法在正面和背面沉积氮化硅层，其中氧化铝层厚度3nm，氮化硅层厚度80nm，折射率2.07。
步骤7、将步骤6处理的N型硅片正面和背面，分别进行印刷银铝浆和银浆后进行烧结光注入，得到背面多晶硅SE(selective emitter，选择性发射极)结构的新型Topcon电池。
本申请的新型Topcon电池，背面金属化区域由于poly层厚度加厚，J0metal达到50fA/cm2以下，接触电阻率在0.3mΩ·cm左右，非金属化区域的J0e达到1-2fA/cm2以下，同时900～1100nm的长波长光吸收的减少电流增益0.2mA/cm2以上；同时对浆料的可选择性大大提高，降低了采购成本；电池效率提升0.2％以上。
本申请还提供一种TOPCon电池，所述TOPCon电池采用上述任一实施例所述的TOPCon电池制作方法制得。
TOPCon电池的结构示意图请参考图3，包括硅片1，位于硅片1正面的掺杂层2、氧化硅钝化层3、氧化铝钝化层4、氮化硅减反钝化层5、正面电极6，位于硅片1背面的隧穿氧化层7、具有凸起的掺杂多晶硅结构8、氮化硅减反钝化层5、背面电极9，其中具有凸起的掺杂多晶硅结构8包括两层及以上的掺杂多晶硅层81，且在远离硅片1的方向上掺杂浓度逐渐增大。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的TOPCon电池及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种TOPCon电池制作方法，其特征在于，包括：
获得预处理硅片；所述预处理硅片的正面形成有掺杂层，背面形成有隧穿氧化层；
在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大；
对所述处理后硅片进行高温退火，使各层所述掺杂非晶硅层转换为掺杂多晶硅层；
去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域，在所述处理后电池片的背面形成凸起；所述预选掺杂多晶硅层包括未与所述处理后电池片直接接触的各个所述掺杂多晶硅层；
在对应所述凸起的区域形成背面电极，并在所述处理后电池片的正面形成正面电极，得到TOPCon电池。
2.如权利要求1所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，去除预选掺杂多晶硅层未与背面电极对应的区域之前，还包括：
对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源，以增加所述掺杂多晶硅层最外侧表面的掺杂浓度。
3.如权利要求2所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源包括：
采用扩散方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源；其中，扩散过程和高温退火过程同步进行。
4.如权利要求2所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，对所述掺杂多晶硅层的最外侧表面补掺杂源包括：
采用离子注入的方式，对最外侧所述掺杂多晶硅层补掺杂源；并再次对所述处理后硅片进行高温退火。
5.如权利要求1所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，获得预处理硅片之前，还包括：
对硅片进行制绒处理。
6.如权利要求1所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，各层所述掺杂非晶硅层中，与所述处理后电池片直接接触的所述掺杂多晶硅层的厚度最薄。
7.如权利要求6所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，在所述预处理电池片的背面依次形成多层层叠的掺杂非晶硅层，得到处理后硅片；在远离所述预处理硅片的方向上，各层所述掺杂非晶硅层的掺杂浓度逐渐增大包括：
在所述预处理电池片的背面形成第一掺杂非晶硅层；所述第一掺杂非晶硅层的厚度在20～50nm之间，掺杂浓度在1×1020～2×1020/cm3之间；
在所述第一掺杂非晶硅层远离所述预处理电池片的表面形成第二掺杂非晶硅层；所述第二掺杂非晶硅层的厚度在50～100nm之间，掺杂浓度在2×1020～3×1020/cm3之间。
8.如权利要求1至7任一项所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，还包括：
在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层。
9.如权利要求8所述的TOPCon电池制作方法，其特征在于，在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层包括：
采用等离子体增强化学气相沉积法，在所述处理后硅片的正面和背面分别形成减反钝化层。
10.一种TOPCon电池，其特征在于，所述TOPCon电池采用如权利要求1至9任一项所述的TOPCon电池制作方法制得。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115719780A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-02-28 | 滁州捷泰新能源科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制作方法 |
| CN116169208A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-05-26 | 华能新能源股份有限公司 | 一种TOPCon太阳能电池切片及其制备方法 |
| CN116487452A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池和太阳能电池的制备方法 |
| CN116722053A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-08 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
| US12100771B1 (en) | 2023-04-21 | 2024-09-24 | Jinko Solar (Haining) Co., Ltd. | Solar cell, method for preparing solar cell, and photovoltaic module |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106449800A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 常州天合光能有限公司 | 选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构及其制备方法 |
| CN112164728A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-01 | 天合光能股份有限公司 | 图形化的钝化接触太阳能电池及其制造方法 |
| CN112736159A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-30 | 三江学院 | 一种选择性多晶硅厚度与掺杂浓度电池结构的制备方法 |
| CN112820793A (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-18 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN113035969A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-25 | 江苏杰太光电技术有限公司 | 一种TOPCon电池梯度掺杂非晶硅钝化结构及制备方法 |
| CN114335250A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种钝化接触结构的制备方法及应用方法 |
| CN114335236A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 泰州中来光电科技有限公司 | 钝化接触电池及其制备方法和钝化接触结构及其制备装置 |
| CN114597285A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-07 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池和光伏组件 |
-
2022
- 2022-07-14 CN CN202210826710.4A patent/CN115148857A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106449800A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 常州天合光能有限公司 | 选择性多晶硅薄膜的钝化接触结构及其制备方法 |
| CN112820793A (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-18 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN114335236A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 泰州中来光电科技有限公司 | 钝化接触电池及其制备方法和钝化接触结构及其制备装置 |
| CN112164728A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-01 | 天合光能股份有限公司 | 图形化的钝化接触太阳能电池及其制造方法 |
| CN112736159A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-30 | 三江学院 | 一种选择性多晶硅厚度与掺杂浓度电池结构的制备方法 |
| CN113035969A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-25 | 江苏杰太光电技术有限公司 | 一种TOPCon电池梯度掺杂非晶硅钝化结构及制备方法 |
| CN114335250A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种钝化接触结构的制备方法及应用方法 |
| CN114597285A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-06-07 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池和光伏组件 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115719780A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-02-28 | 滁州捷泰新能源科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制作方法 |
| CN115719780B (zh) * | 2022-12-05 | 2024-01-12 | 滁州捷泰新能源科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制作方法 |
| US12100771B1 (en) | 2023-04-21 | 2024-09-24 | Jinko Solar (Haining) Co., Ltd. | Solar cell, method for preparing solar cell, and photovoltaic module |
| CN116169208A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-05-26 | 华能新能源股份有限公司 | 一种TOPCon太阳能电池切片及其制备方法 |
| CN116487452A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池和太阳能电池的制备方法 |
| CN116487452B (zh) * | 2023-06-21 | 2023-10-27 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池和太阳能电池的制备方法 |
| CN116722053A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-08 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
| CN116722053B (zh) * | 2023-08-09 | 2023-10-27 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
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