CN115274867A - 光伏电池与光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光伏电池与光伏组件，光伏电池包括基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底的第一表面依次设置有发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极，所述基底的第二表面包括隧穿层、第一场钝化层、第二场钝化层和阻挡层，所述隧穿层覆盖于所述基底的第二表面；所述第一场钝化层设置于所述隧穿层背离所述基底的一侧；所述第二场钝化层设置于所述第一钝化层背离所述隧穿层的一侧；所述阻挡层设置于所述第二场钝化层朝向所述隧穿层的一侧，所述阻挡层为钝化材料与防水材料交替逐层叠加形成的纳米复合结构。本申请可以提供一种复合低、钝化能力强并且可靠性高的光伏电池。
Description
技术领域
本申请涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种光伏电池与光伏组件。
背景技术
随着太阳能光伏电池的发展，人们对高效的晶体硅电池的需求越来越急迫。而由于光伏技术的不断发展，光伏电池的制造技术成本在不断下降，市场竞争更加激烈，高质量低成本的光伏电池是提高竞争力的主要因素。
对于晶硅太阳能而言，通过在基底的表面设置钝化结构可以降低金属接触区域的复合，现有的光伏电池钝化结构主要包括隧穿层和场钝化层，这种钝化结构存在以下缺点：当场钝化层的掺杂浓度太高时，掺杂原子可能严重穿透隧穿层，扩散到基底表面，造成严重的复合；当场钝化层的掺杂浓度太低时，会造成场钝化能力不足；钝化结构中未考虑膜层的耐水性问题，影响钝化结构在潮湿环境下的可靠性。
发明内容
本申请提供了一种光伏电池与光伏组件，以提供一种复合低、钝化能力强并且可靠性高的光伏电池。
本申请的第一方面提供了一种光伏电池，其包括：
基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底的第一表面依次设置有发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极，所述基底的第二表面包括：
隧穿层，覆盖于所述基底的第二表面；
第一场钝化层，设置于所述隧穿层背离所述基底的一侧；
第二场钝化层，设置于所述第一钝化层背离所述隧穿层的一侧；
阻挡层，设置于所述第二场钝化层朝向所述隧穿层的一侧，所述阻挡层为钝化材料与防水材料交替逐层叠加形成的纳米复合结构。
可选地，所述防水材料为非极性原子排列组成的金属氧化物或铁电材料。
可选地，所述防水材料为TiO2、Nb2O5、HfO2、ZrO2、Ta2O5、(Pb(Zr,Ti)O3)或(PbMg1/3Nb2/3O3)。
可选地，所述钝化材料为Al2O3、SiNx或SiCx。
可选地，所述阻挡层为Al2O3和ZrO2交替逐层叠加形成的纳米复合结构。
可选地，每一层所述钝化材料与每一层所述防水材料的厚度为0.1nm～2nm。
可选地，所述阻挡层的厚度为1nm～50nm。
可选地，所述第一场钝化层含有第一掺杂元素，所述第二场钝化层含有第二掺杂元素，所述第二掺杂元素向所述隧穿层的扩散速度小于所述第一掺杂元素向所述隧穿层的扩散速度。
可选地，所述光伏电池包括多个第二场钝化层，各所述第二场钝化层沿着远离所述隧穿层的方向依次排列，并且各所述第二场钝化层朝向所述隧穿层的一侧均设有所述阻挡层。
可选地，所述隧穿层带有电荷，所述隧穿层的电荷极性与基底中多子的电荷极性相反。
本申请的第二方面提供了一种光伏组件，其包括：
电池串，所述电池串由多个本申请提供的任意一种光伏电池连接而成；
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。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请提供的光伏电池包括基底，基底包括相对设置的第一表面和第二表面，基底的第一表面依次设置有发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极，基底的第二表面包括隧穿层、第一场钝化层、第二场钝化层和阻挡层，隧穿层覆盖于基底的第二表面；第一场钝化层设置于隧穿层背离基底的一侧；第二场钝化层设置于第一钝化层背离隧穿层的一侧，通过第一场钝化层和第二场钝化层共同起到场钝化作用，提高整体的场钝化效果，确保钝化接触膜层具有可靠的场钝化能力；阻挡层设置于第二场钝化层朝向隧穿层的一侧，也就是说，第一场钝化层与第二场钝化层之间通过阻挡层隔开，使得第二场钝化层中的掺杂原子难以向隧穿层扩散，从而可以使第二场钝化层具有较高的掺杂浓度，提高第二场钝化层的场钝化能力；阻挡层为钝化材料与防水材料交替逐层叠加形成的纳米复合结构，使阻挡层既能够起到良好的钝化作用，又能够具有较高的耐水汽能力，起到隔水的作用，提高光伏电池在潮湿环境中的可靠性。
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为本申请实施例提供的光伏电池的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的光伏电池的局部结构示意图；
图3为图2中阻挡层的放大结构示意图。
附图标记：
1-基底；
11-发射极；
12-第一钝化膜；
13-减反膜；
14-第一电极；
15-钝化接触膜层；
16-第二钝化膜；
17-第二电极；
2-隧穿层；
3-第一场钝化层；
4-第二场钝化层；
5-阻挡层；
50-钝化材料；
52-防水材料。
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
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”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”。
如图1-图3所示，本申请实施例提供了一种光伏电池，其包括基底1，基底1包括单晶硅片或多晶硅片，基底1中的掺杂离子类型包括N型或P型；基底1包括相对设置的第一表面和第二表面，基底1的第一表面依次设置有发射极11、第一、减反膜13以及第一电极14；基底1第二表面包括依次设置的钝化接触膜层15、第二钝化膜16和第二电极17；所述发射极11的掺杂类型与基底1的掺杂类型相反，所述基底1和发射极11构成PN结；第一钝化膜12和第二钝化膜16为氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅或碳氮氧化硅等氢钝化膜层。
其中，钝化接触膜层15为多层结构，钝化接触膜层15主要包括隧穿层和场钝化层；隧穿层的成分为氧化硅(SiOx)，其作用是传输多数载流子，同时对基底1的表面进行化学钝化，减少界面态；场钝化层的成分为掺杂多晶硅(Doped poly-Si)，其作用是产生能带弯曲，实现载流子的选择性传输，减少复合损坏。
掺杂多晶硅的制备方式主要包括以下两种方式：(1)非原位掺杂，即首先制备本征的poly-Si或者本征a-Si，然后通过高温扩散的方式将外部原子掺杂到本征的poly-Si或者本征a-Si中，经过高温扩散后，本征poly-Si能够直接形成Doped poly-Si，本征a-Si能够转变成Doped poly-Si；(2)原位掺杂，即首先制备同步掺杂的Doped poly-Si或者Doped a-Si，然后通过高温处理的方式实现晶化，形成Doped poly-Si。
由于现有结构中，场钝化层为单层结构，如果场钝化层的掺杂浓度过高，在掺杂及激活过程中，掺杂原子可能严重穿透隧穿层，扩散到基底表面，造成严重的复合；当场钝化层的掺杂浓度太低时，又会造成场钝化能力不足；而且钝化接触膜层中未考虑膜层的耐水性问题，影响钝化结构在潮湿环境下的可靠性。
如图2和图3所示，本申请实施例提供了一种钝化接触膜层15，其包括隧穿层2、第一场钝化层3、第二场钝化层4和阻挡层5。隧穿层2覆盖于基底1的第二表面；第一场钝化层3设置于隧穿层2背离基底1的一侧；第二场钝化层4设置于第一钝化层背离隧穿层2的一侧，通过第一场钝化层3和第二场钝化层4共同起到场钝化作用，提高整体的场钝化效果，确保钝化接触膜层15具有可靠的场钝化能力；阻挡层5设置于第二场钝化层4朝向隧穿层2的一侧，也就是说，第一场钝化层3与第二场钝化层4之间通过阻挡层5隔开，使得第二场钝化层4中的掺杂原子难以向隧穿层2扩散，从而可以使第二场钝化层4具有较高的掺杂浓度，提高第二场钝化层4的场钝化能力；阻挡层5为钝化材料50(钝化材料50形成的纳米尺寸的膜层)与防水材料52(防水材料52形成的纳米尺寸的膜层)交替逐层叠加形成的纳米复合结构，使阻挡层5既能够起到良好的钝化作用，又能够具有较高的耐水汽能力，起到隔水的作用，提高光伏电池在潮湿环境中的可靠性。
其中，纳米复合结构是指纳米尺寸的膜层逐层叠加形成的复合膜层，具体来说，钝化材料50形成纳米尺寸的钝化膜层，防水材料52形成纳米尺寸的防水膜层，然后将纳米尺寸的钝化膜层和纳米尺寸的防水膜层交替逐层叠加至预定的厚度，从而形成本申请实施例提供的纳米复合结构。
进一步地，钝化材料50可以采用任意具备常规钝化层作用的钝化材料，例如Al2O3、SiNx或SiCx等。本实施例以Al2O3为例进行详细说明，Al2O3的特点为界面钝化、高绝缘性、有良好的隔绝气体作用，具有较好的界面嵌合作用和钝化作用，可以阻隔气体，但其对水汽的敏感性高，容易在潮湿环境下水解失效，失去纳米结构；本申请通过将防水材料52与钝化材料50交替逐层叠加形成纳米复合结构，通过防水材料阻隔水汽，从而增强阻挡层3的耐水汽能力，而且当防水材料52和钝化材料50复合后，由于原子亚层的产生，有利于提升防水材料52内的扩散势垒，强化阻止水汽扩散的作用，提高光伏电池在潮湿环境中的可靠性。
进一步地，防水材料52为非极性原子排列组成的金属氧化物或铁电材料。例如，防水材料52可以为TiO2、Nb2O5、HfO2、ZrO2或Ta2O5等金属氧化物，也可以为(Pb(Zr,Ti)O3)或(PbMg1/3Nb2/3O3)等铁电材料。
具体地，以金属氧化物为例进行详细说明，防水材料52为本身水稳定性好的金属氧化物层；该金属氧化物层的防水性强，本身化学性质稳定，不发生水解反应；该金属氧化物层结构致密，该层为表面致密的非晶态层(这是由于晶界面通常是扩散路径)，例如，将该金属氧化物层置于电场中进行测试，其在0MV/cm～1.8MV/cm的电场下，表现出小于1.2*10- 7Acm-2的漏电电流，以确保防水材料52的缺陷和孔洞极少。
可选地，阻挡层5为AlOx和TiOx交替逐层叠加形成的纳米复合结构，也就是说，阻挡层5为AlOx、TiOx、AlOx、TiOx……不断叠加至预定厚度为止。
在一种优选地实施方式中，阻挡层5为Al2O3和ZrO2交替逐层叠加形成的纳米复合结构，也就是说，阻挡层5为Al2O3、ZrO2、Al2O3、ZrO2、Al2O3、ZrO2……不断叠加至预定厚度为止，采用这种结构的阻挡层5可以将水汽穿透速率(low water-vapor transmissionrates)控制在3.2*10-4g/m2day以下。
进一步地，每一层钝化材料50与每一层防水材料52的厚度为0.1nm～2nm，典型但非限制性地，每一层钝化材料50与每一层防水材料52的厚度可以为0.1nm、0.2nm、0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm、1.0nm、1.1nm、1.2nm、1.3nm、1.4nm、1.5nm、1.6nm、1.7nm、1.8nm、1.9nm或2.0nm等，既能够形成连续可靠的膜层，又便于形成多层复合的纳米结构。当钝化材料50或者防水材料52的厚度小于0.1nm时，膜层的厚度过薄而难以保证其连续性，影响膜层性能的可靠性；当钝化材料50或者防水材料52的厚度大于2nm时，单层膜层的厚度过厚，导致阻挡层5内包含的膜层的数量较少，影响阻挡层5性能的可靠性。
进一步地，阻挡层5的厚度为1nm～50nm，例如，阻挡层5的厚度可以为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm等，既能够使阻挡层5具有良好的钝化和防水效果，又能够合理控制光伏电池的生产成本。当阻挡层5的厚度小于1nm时，阻挡层5的厚度过薄，导致阻挡层5的钝化效果和防水效果不佳；当阻挡层5的厚度大于50nm时，阻挡层5的厚度过厚，导致原材料消耗过多，增加光伏电池的生产成本，并且生产时间增加，导致生产效率降低。
其中，第一场钝化层3和第二场钝化层4采用同一种材料，也可以采用不同的材料，例如，第一场钝化层3与第二场钝化层4均为掺杂Poly-Si层，或者第一场钝化层3为本征Poly-Si层、第二场钝化层4为掺杂Poly-Si层，或者第一场钝化层3为本征Poly-Si层、第二场钝化层4为掺杂a-Si层等；第一场钝化层3和第二场钝化层4的厚度可以相同，也可以不同。本申请实施例中第一场钝化层3与第二场钝化层4的一些可选结构列举如下：
(1)第一场钝化层3为厚度为20nm的掺杂Poly-Si层，第一场钝化层3层朝向水汽阻挡层3的表面掺杂浓度为1E+19/cm3～1E+20/cm3；第二场钝化层4为厚度为80nm的掺杂Poly-Si层，第二场钝化层4远离水汽阻挡层3的表面，掺杂浓度为1E+20/cm3～1E+22/cm3。
(2)第一场钝化层3为厚度为10nm的本征Poly-Si层；第二场钝化层4为厚度为90nm的掺杂Poly-Si层，第二场钝化层4远离水汽阻挡层3的表面，掺杂浓度为1E+20/cm3～1E+22/cm3。
(3)第一场钝化层3为厚度为5nm的本征Poly-Si层；第二场钝化层4为厚度为20nm的掺杂a-Si层，平均掺杂浓度为1E+19/cm3。
进一步地，第二场钝化层4的场钝化效果大于第一场钝化层3的场钝化效果，具体来说，以直接覆盖在基底1的表面来比较两者的场钝化效果，第二场钝化层4的场钝化效果>第一场钝化层3的场钝化效果，由于第二场钝化层4中的掺杂元素难以扩散至基底1的表面，通过选用场钝化效果高的第二场钝化层4，可以明显提高钝化接触膜层的整体场钝化效果。
进一步地，第一场钝化层3含有第一掺杂元素，第二场钝化层4含有第二掺杂元素，第二掺杂元素向隧穿层2的扩散速度小于第一掺杂元素向隧穿层2的扩散速度，以降低第二场钝化层4中的掺杂元素向隧穿层2的扩散能力。
进一步地，本申请实施例提供的光伏电池可以包括多个第二场钝化层4，各第二场钝化层4沿着远离隧穿层2的方向依次排列，并且各第二场钝化层4朝向隧穿层2的一侧均设有阻挡层5，也就是说，本申请实施例提供的钝化接触膜层可以设置成在隧穿层2、第一场钝化层3、阻挡层5和第二场钝化层4的结构表面，进行阻挡层3和第二场钝化层4的依次叠加结构，例如，隧穿层2、第一场钝化层3、阻挡层3、第二场钝化层4、阻挡层3、第二场钝化层4……阻挡层3和第二场钝化层4，直至适当的厚度。
进一步地，隧穿层2带有电荷，隧穿层2的电荷极性与基底1中多子的电荷极性相反。由于现有结构中未考虑隧穿层2其本身电荷对基底1的影响，导致界面钝化效果还有较大提升空间，本实施例根据基底1的导电类型设置带不同类型电荷的隧穿层2，可以提高基底1和钝化接触膜层15之间的界面钝化效果。具体来说，基底1的表面掺杂类型是N型的话，优选带固定正电荷的隧穿层2；基底1的表面掺杂类型是P型的话，优选带固定负电荷的隧穿层2。例如，在N型的基底1的表面，选择带固定正电荷的SiNx作为隧穿层2，可以提高基底1和钝化接触膜层15的界面钝化效果。
本申请实施例还提供了一种光伏组件，其包括电池串、封装胶膜和盖板。电池串由多个本申请实施例提供的任意一种光伏电池连接而成；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。
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 (11)
1.一种光伏电池，其特征在于，所述光伏电池包括：
基底，所述基底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基底的第一表面依次设置有发射极、第一钝化膜、减反膜以及第一电极，所述基底的第二表面包括：
隧穿层，覆盖于所述基底的第二表面；
第一场钝化层，设置于所述隧穿层背离所述基底的一侧；
第二场钝化层，设置于所述第一钝化层背离所述隧穿层的一侧；
阻挡层，设置于所述第二场钝化层朝向所述隧穿层的一侧，所述阻挡层为钝化材料与防水材料交替逐层叠加形成的纳米复合结构。
2.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述防水材料为非极性原子排列组成的金属氧化物或铁电材料。
3.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述防水材料为TiO2、Nb2O5、HfO2、ZrO2、Ta2O5、(Pb(Zr,Ti)O3)或(PbMg1/3Nb2/3O3)。
4.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述钝化材料为Al2O3、SiNx或SiCx。
5.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述阻挡层为Al2O3和ZrO2交替逐层叠加形成的纳米复合结构。
6.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，每一层所述钝化材料与每一层所述防水材料的厚度为0.1nm～2nm。
7.根据权利要求1所述的光伏电池，其特征在于，所述阻挡层的厚度为1nm～50nm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的光伏电池，其特征在于，所述第一场钝化层含有第一掺杂元素，所述第二场钝化层含有第二掺杂元素，所述第二掺杂元素向所述隧穿层的扩散速度小于所述第一掺杂元素向所述隧穿层的扩散速度。
9.根据权利要求1-7任一项所述的光伏电池，其特征在于，所述光伏电池包括多个第二场钝化层，各所述第二场钝化层沿着远离所述隧穿层的方向依次排列，并且各所述第二场钝化层朝向所述隧穿层的一侧均设有所述阻挡层。
10.根据权利要求1-7任一项所述的光伏电池，其特征在于，所述隧穿层带有电荷，所述隧穿层的电荷极性与基底中多子的电荷极性相反。
11.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括：
电池串，所述电池串由多个权利要求1-10任一项所述的光伏电池连接而成；
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。
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117038748A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080290368A1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Day4 Energy, Inc. | Photovoltaic cell with shallow emitter |
| US20160380133A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | International Business Machines Corporation | Thin film photovoltaic cell with back contacts |
| CN107043924A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-08-15 | Ap系统股份有限公司 | 用于沉积钝化膜的设备和用于沉积钝化膜的方法 |
| JP2017152604A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子および太陽電池モジュール |
| CN109216491A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-15 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN109301005A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-01 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池的异质发射极结构和太阳能电池 |
| US20190131472A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Industrial Technology Research Institute | Solar cell |
| CN109841693A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-04 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种钝化接触结构及太阳能电池 |
| CN109920934A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-21 | 江苏斯迪克新材料科技股份有限公司 | 柔性oled显示用高阻隔高导热封装结构及其制备方法 |
| CN209029399U (zh) * | 2018-10-10 | 2019-06-25 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池 |
| CN110416063A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-11-05 | 惠科股份有限公司 | 一种薄膜晶体管的制作方法及显示面板 |
| CN110473926A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-19 | 浙江正泰太阳能科技有限公司 | 一种钝化接触太阳能电池及其制备方法 |
| JP6793274B1 (ja) * | 2020-05-29 | 2020-12-02 | 晶科▲緑▼能（上海）管理有限公司 | 太陽電池モジュール、太陽電池及びその製造方法 |
| CN112289873A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池 |
| CN112349798A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
-
2021
- 2021-04-29 CN CN202110474677.9A patent/CN115274867B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080290368A1 (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Day4 Energy, Inc. | Photovoltaic cell with shallow emitter |
| US20160380133A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | International Business Machines Corporation | Thin film photovoltaic cell with back contacts |
| CN107043924A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-08-15 | Ap系统股份有限公司 | 用于沉积钝化膜的设备和用于沉积钝化膜的方法 |
| JP2017152604A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子および太陽電池モジュール |
| US20190131472A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Industrial Technology Research Institute | Solar cell |
| CN109301005A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-01 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池的异质发射极结构和太阳能电池 |
| CN109216491A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-15 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN209029399U (zh) * | 2018-10-10 | 2019-06-25 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳能电池 |
| CN109841693A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-06-04 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种钝化接触结构及太阳能电池 |
| CN109920934A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-21 | 江苏斯迪克新材料科技股份有限公司 | 柔性oled显示用高阻隔高导热封装结构及其制备方法 |
| CN110416063A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-11-05 | 惠科股份有限公司 | 一种薄膜晶体管的制作方法及显示面板 |
| CN110473926A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-19 | 浙江正泰太阳能科技有限公司 | 一种钝化接触太阳能电池及其制备方法 |
| JP6793274B1 (ja) * | 2020-05-29 | 2020-12-02 | 晶科▲緑▼能（上海）管理有限公司 | 太陽電池モジュール、太陽電池及びその製造方法 |
| CN112349798A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及其制造方法 |
| CN112289873A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117038748A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
| CN117038748B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-02-06 | 晶科能源(海宁)有限公司 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115274867B (zh) | 2024-01-30 |
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