CN115588698A - 背接触太阳能电池及其制备方法、光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了背接触太阳能电池及其制备方法、光伏组件,涉及光伏技术领域。背接触太阳能电池包括:硅基底,位于硅基底第一表面上的第一半导体层、第二半导体层、第一绝缘层;第二半导体层的第一部分与第一半导体层交替设置并具有间隙,第二半导体层的第二部分与第一部分连续,且沿着垂直于第一表面的第二方向延伸到第一半导体层远离硅基底的一侧上;第一绝缘层至少位于间隙中,且第一绝缘层靠近第一导电半导体层端部。第一导电半导体层和第二导电半导体层之间,除了具有第二本征半导体层起到钝化和绝缘作用之外,第一绝缘层对第一导电半导体层和第二导电半导体层起到良好的绝缘补强作用,降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域,特别是涉及背接触太阳能电池及其制备方法、光伏组件。
背景技术
背接触异质结太阳能电池(HBC)将栅线与pn结制作在电池背面,有利的减少了栅线遮挡以及非晶硅的光学吸收,增加了电池入光效果,使得电池具有高的短路电流。同时,由于拥有非晶硅作为第一本征半导体层减少了界面处载流子复合,使得电池拥有高的开路电压。因此,背接触异质结太阳能电池拥有较高的光电转化效率,具有广阔的应用前景。
然而,背接触异质结太阳能电池不同类型的导电半导体层之间容易存在漏电的问题,影响了光电转换效率的提升,以及使用的可靠性。
发明内容
本发明提供一种背接触太阳能电池及其制备方法、光伏组件,旨在解决背接触异质结太阳能电池不同类型的导电半导体层之间容易存在漏电的问题。
本发明的第一方面,提供一种背接触太阳能电池,包括:硅基底,所述硅基底包括第一表面,所述背接触太阳电池还包括位于所述硅基底第一表面上的第一半导体层、第二半导体层、第一绝缘层;
所述第二半导体层的第一部分与所述第一半导体层沿着平行于所述第一表面的第一方向交替设置并具有间隙,所述第二半导体层的第二部分与所述第一部分连续,且沿着垂直于所述第一表面的第二方向延伸到所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上;
所述第一半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第一本征半导体层和第一导电半导体层,所述第二半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第二本征半导体层和第二导电半导体层;所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层的导电类型相反;
所述第一绝缘层至少位于所述间隙中,且所述第一绝缘层靠近第一导电半导体层端部。
本发明中,导电类型相反的第一导电半导体层和第二导电半导体层之间,除了具有第二本征半导体层起到钝化和绝缘作用之外,第一导电半导体层和第二导电半导体层沿着平行于第一表面的第一方向的间隙中,还具有第一绝缘层,第一绝缘层对钝化作用,以及对第一导电半导体层和第二导电半导体层起到良好的绝缘补强作用,就是说,本发明中,导电类型相反的第一导电半导体层和第二导电半导体层之间具有至少两道钝化和绝缘屏障,进而大大改善了钝化和绝缘效果,从很大程度上降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。
可选的,所述第一绝缘层在所述间隙中沿着所述第二方向延伸到所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上。
可选的,所述方法还包括:沿着所述第二方向,位于所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧的第二绝缘层;所述第一绝缘层沿着所述第二方向延伸到所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上。
可选的,所述第一绝缘层的一端在所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸、所述第一绝缘层的另一端在所述间隙中沿所述第一方向延伸。
可选的,所述第一绝缘层的一端在所述间隙中沿所述第二方向延伸、所述第一绝缘层的另一端在所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸。
可选的,所述第一绝缘层的一端在所述间隙中沿所述第二方向延伸、所述第一绝缘层的另一端在所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸;
所述第二绝缘层的一端在所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸、所述第二绝缘层的另一端在所述间隙中沿所述第一方向延伸。
可选的,所述第一绝缘层仅位于所述间隙中,所述第一绝缘层的一端在所述第一表面上沿所述第一方向延伸、所述第一绝缘层的另一端沿所述第二方向延伸;
所述背接触太阳能电池还包括:沿着所述第二方向,位于所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧的第二绝缘层;所述第二部分沿着所述第二方向延伸到所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上。
可选的,所述第一绝缘层仅位于所述间隙中,所述第一绝缘层在所述第一表面上沿所述第二方向延伸;
所述背接触太阳能电池还包括:沿着所述第二方向,位于所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧的第二绝缘层;所述第二部分沿着所述第二方向延伸到所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上。
可选的,所述第二绝缘层的材料选自:本征非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种。
可选的,所述第一绝缘层的材料选自:本征非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种。
可选的,在所述第二方向上,所述第一绝缘层的厚度,大于所述第二本征半导体层的厚度。
可选的,所述第一表面上与所述第一部分中除了所述间隙之外的位置对应的区域,具有绒面结构。
可选的,所述第一绝缘层为单层或叠层结构;
和/或,所述第二绝缘层为单层或叠层结构。
本发明的第二方面,提供一种背接触太阳能电池的制备方法,包括:
在硅基底的第一表面上设置第一半导体层;所述第一半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第一本征半导体层和第一导电半导体层;
去除部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出;
至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出;
在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层上的第二半导体层的第二部分;所述第二半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第二本征半导体层和第二导电半导体层;所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层的导电类型相反。
可选的,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层,将第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层,和第一半导体层上的全部第一绝缘层去除,仅保留所述第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置的第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,以及所述第一半导体层全部露出。
可选的,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层,将第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层,和第一半导体层上的部分第一绝缘层去除,保留所述第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置的第一绝缘层和所述第一半导体层上的部分第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,以及所述第一半导体层部分露出。
可选的,设置第一半导体层之后,所述方法还包括:在所述第一半导体层上设置第二绝缘层;所述去除部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出,包括:依次去除部分第二绝缘层和部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出。
可选的,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第二绝缘层上整面设置第一绝缘层,将所述第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层去除,使得所述第一区域的其余位置再次露出;
所述在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层上的第二半导体层的第二部分,包括:在再次露出的其余位置,以及剩余的第一绝缘层上整面设置第二半导体层;
依次将位于第一半导体层上的部分第二半导体层、部分第一绝缘层、部分第二绝缘层去除,使得所述第一半导体层露出;剩余的第二半导体层中,位于再次露出的其余位置的部分为第一部分,剩下部分为第二部分;
所述方法还包括:在剩余的第二半导体层上,以及露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层;
依次将剩余的第一绝缘层上的部分透明导电层、剩余的第二部分局部位置、部分第一绝缘层去除,使得所述第二绝缘层露出;
在露出的第一半导体层对应的透明导电层上设置第一电极,在所述第一部分对应的透明导电层上设置第二电极。
可选的,所述形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层的第二半导体层的第二部分,包括:形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖剩余的第一绝缘层和延伸到部分露出的第一半导体层的第二半导体层的第二部分;
所述方法还包括:将第二部分中位于露出的第一半导体层上的区域去除,仅保留位于第一绝缘层上的区域,使得第一半导体层再次露出;
在剩余的第二半导体层上,以及再次露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层;
依次将第一绝缘层上的部分透明导电层、剩余的第二部分局部位置去除,使得所述第一绝缘层露出;
在再次露出的第一半导体层对应的透明导电层上设置第一电极,在所述第一部分对应的透明导电层上设置第二电极。
可选的,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:依次在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层、整面设置掩膜层,依次将所述第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层、部分掩膜层去除,使得所述第一区域的其余位置再次露出;所述第一绝缘层的材料选自本征非晶硅;
在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分之前,所述方法还包括:
以剩余的掩膜层为掩膜,对再次露出的所述其余位置制绒;或者,以剩余的掩膜层为掩膜,对再次露出的所述其余位置和所述硅基底上与所述第一表面相对的第二表面制绒;
去除剩余的掩膜层。
可选的,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层,将所述第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层去除,使得所述第一区域的其余位置再次露出;所述第一绝缘层的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种;
在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分之前,所述方法还包括:
以剩余的第一绝缘层为掩膜,对再次露出的所述其余位置制绒;或者,以剩余的掩膜层为掩膜,对再次露出的所述其余位置和所述硅基底上与所述第一表面相对的第二表面制绒。
可选的,所述去除部分第一半导体层,包括:采用第一激光去除部分第一半导体层;所述第一激光的波长为532nm。
本发明的第三方面,提供一种光伏组件,包括若干个如任一前述的太阳能电池。
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背接触太阳能电池的结构示意图;
图2示出了本发明实施例中的第二种背接触太阳能电池的结构示意图;
图3示出了本发明实施例中的第三种背接触太阳能电池的结构示意图;
图4示出了本发明实施例中的第四种背接触太阳能电池的结构示意图;
图5示出了本发明实施例中的第五种背接触太阳能电池的结构示意图;
图6示出了本发明实施例中的第六种背接触太阳能电池的结构示意图;
图7示出了本发明实施例中的第七种背接触太阳能电池的结构示意图;
图8示出了本发明实施例中的一种太阳能电池的制备方法的步骤流程图;
图9示出了本发明实施例中的第一种背接触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二种背接触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三种背接触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四种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图13示出了本发明实施例中的第五种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图14示出了本发明实施例中的第六种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图15示出了本发明实施例中的第七种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图16示出了本发明实施例中的第八种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图17示出了本发明实施例中的第九种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图18示出了本发明实施例中的第十种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图19示出了本发明实施例中的第十一种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图20示出了本发明实施例中的第十二种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图21示出了本发明实施例中的第十三种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图22示出了本发明实施例中的第十四种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图23示出了本发明实施例中的第十五种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图24示出了本发明实施例中的第十六种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图25示出了本发明实施例中的第十七种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图26示出了本发明实施例中的第十八种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图27示出了本发明实施例中的第十九种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图28示出了本发明实施例中的第二十种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图29示出了本发明实施例中的第二十一种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图30示出了本发明实施例中的第二十二种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图31示出了本发明实施例中的第二十三种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图32示出了本发明实施例中的第二十四种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图33示出了本发明实施例中的第二十五种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图34示出了本发明实施例中的第二十六种背接触太阳能电池的局部结构示意图;
图35示出了本发明实施例中的第二十七种背接触太阳能电池的局部结构示意图。
附图标记说明:
1-硅基底,21-第一本征半导体层,22-第一导电半导体层,3-第二绝缘层,4-牺牲层,5-第一绝缘层,6-掩膜层,71-第二本征半导体层,72-第二导电半导体层,8-正面膜层,9透明导电层,10-第一电极,11-第二电极。
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背接触太阳能电池的结构示意图。图2示出了本发明实施例中的第二种背接触太阳能电池的结构示意图。图3示出了本发明实施例中的第三种背接触太阳能电池的结构示意图。图4示出了本发明实施例中的第四种背接触太阳能电池的结构示意图。图5示出了本发明实施例中的第五种背接触太阳能电池的结构示意图。图6示出了本发明实施例中的第六种背接触太阳能电池的结构示意图。图7示出了本发明实施例中的第七种背接触太阳能电池的结构示意图。图8示出了本发明实施例中的一种太阳能电池的制备方法的步骤流程图。图9示出了本发明实施例中的第一种背接触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二种背接触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三种背接触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四种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图13示出了本发明实施例中的第五种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图14示出了本发明实施例中的第六种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图15示出了本发明实施例中的第七种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图16示出了本发明实施例中的第八种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图17示出了本发明实施例中的第九种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图18示出了本发明实施例中的第十种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图19示出了本发明实施例中的第十一种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图20示出了本发明实施例中的第十二种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图21示出了本发明实施例中的第十三种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图22示出了本发明实施例中的第十四种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图23示出了本发明实施例中的第十五种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图24示出了本发明实施例中的第十六种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图25示出了本发明实施例中的第十七种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图26示出了本发明实施例中的第十八种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图27示出了本发明实施例中的第十九种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图28示出了本发明实施例中的第二十种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图29示出了本发明实施例中的第二十一种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图30示出了本发明实施例中的第二十二种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图31示出了本发明实施例中的第二十三种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图32示出了本发明实施例中的第二十四种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图33示出了本发明实施例中的第二十五种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图34示出了本发明实施例中的第二十六种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图35示出了本发明实施例中的第二十七种背接触太阳能电池的局部结构示意图。图1至图7,图9至图35主要表征各个结构的相对位置关系。
参照图1至图7所示,背接触太阳能电池包括硅基底1,硅基底1包括第一表面,硅基底1主要接收光照的表面可以为第二表面,该第一表面与该第二表面相对分布,该第一表面也就是硅基底1的背光面。背接触太阳电池还包括位于硅基底1第一表面上的第一半导体层、第二半导体层、第一绝缘层5。
第二半导体层的第一部分与第一半导体层沿着平行于第一表面的第一方向L1交替设置并具有间隙,第二半导体层的第二部分与第一部分连续,且沿着垂直于第一表面的第二方向L2延伸到第一半导体层远离硅基底1的一侧上,就是第二半导体层的第二部分比第一半导体层更远离硅基底1。如,图1至图7中,第二半导体层的第一部分是与硅基底1的第一表面直接接触的部分,第二部分是除了第一部分之外的部分。
第一半导体层包括沿着远离硅基底1层叠设置的第一本征半导体层21和第一导电半导体层22,就是说,第一本征半导体层21位于第一导电半导体层22和硅基底1之间。第二半导体层包括沿着远离硅基底1层叠设置的第二本征半导体层71和第二导电半导体层72,就是说,第二本征半导体层71比第二导电半导体层72更靠近硅基底1。前述的第二方向L2与第一本征半导体层21和第一导电半导体层22的层叠方向平行,或者,前述的第二方向L2与第二本征半导体层71和第二导电半导体层72的层叠方向平行。前述的第一方向L1与第一本征半导体层21和第一导电半导体层22的层叠方向垂直,或者,前述的第一方向L1与第二本征半导体层71和第二导电半导体层72的层叠方向垂直。第一导电半导体层22和第二导电半导体层72的导电类型相反,即一个为n型导电半导体层,另一个即为p型导电半导体层。例如图1所示,第一导电半导体层22为n型导电半导体层,第二导电半导体层72为p型导电半导体层。
第一绝缘层5至少位于上述间隙中,且第一绝缘层5靠近第一导电半导体层22端部。
具体的,发明人发现,现有技术中背接触异质结太阳能电池不同类型的导电半导体层之间容易存在漏电的问题的主要原因在于:导电类型相反的第一导电半导体层22和第二导电半导体层72之间,仅通过第二本征半导体层71起到钝化和绝缘作用。但是考虑到导电效果及钝化效果,第二本征半导体层71的厚度较薄,绝缘效果不佳,导致不同类型的导电半导体层之间容易存在漏电的问题。
在本发明中,针对上述问题,导电类型相反的第一导电半导体层22和第二导电半导体层72之间,除了具有第二本征半导体层71起到钝化和绝缘作用之外,第一导电半导体层22和第二导电半导体层72沿着平行于第一表面的第一方向L1的间隙中,还具有第一绝缘层5,第一绝缘层5对钝化作用,以及对第一导电半导体层22和第二导电半导体层72起到良好的绝缘补强作用,就是说,本发明中,导电类型相反的第一导电半导体层22和第二导电半导体层72之间具有至少两道钝化和绝缘屏障,进而大大改善了钝化和绝缘效果,从很大程度上降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。同时,该第一绝缘层5独立于第二本征半导体层71存在,可以主要关注其绝缘效果,进而其厚度可以相对较厚,进一步提升绝缘效果。
可选的,参照图1至图4所示,第一绝缘层5在前述间隙中沿着第二方向L2延伸到第一半导体层远离硅基底1的一侧上,第一绝缘层5的表面积较大,覆盖的区域更多,进一步提升了钝化作用,而且,第一绝缘层5对于第二半导体层的第二部分中的第二导电半导体层72,以及第二部分所覆盖的第一半导体层中的第一导电半导体层22之间也具有良好的绝缘作用,进一步降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。
可选的,参照图1至图3、图5至图7所示,背接触太阳能电池还包括:沿着第二方向L2,位于第一半导体层远离硅基底1的一侧的第二绝缘层3,第一绝缘层5沿着第二方向L2延伸到第二绝缘层3远离硅基底1的一侧上,就是第一绝缘层5比第二绝缘层3更远离硅基底1。第二绝缘层3也对第二半导体层的第二部分中的第二导电半导体层72,以及第二部分所覆盖的第一半导体层中的第一导电半导体层22之间也具有良好的绝缘作用,绝缘层更多,进一步降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。
可选的,参照图1、图2所示,第一绝缘层5的一端在第一半导体层远离硅基底1的一侧上沿第一方向L1延伸、第一绝缘层5的另一端在前述间隙中沿第一方向L1延伸,如图所示,第一绝缘层5可以包括一个Z字型的形状,该第一绝缘层5的形状简单,易于加工。图1和图2的主要区别在于,图1中,第一表面的部分区域具有绒面结构,与第一表面相对的第二表面没有绒面结构。图2中第一表面的没有绒面结构,与第一表面相对的第二表面具有绒面结构。
可选的,参照图3所示,第一绝缘层5的一端在前述间隙中沿第二方向L2延伸、第一绝缘层5的另一端在第一半导体层远离硅基底1的一侧上沿第一方向L1延伸,如图3所示,第一绝缘层5可以包括一个反的L字型的形状,该第一绝缘层5的形状简单,易于加工。
可选的,参照图4所示,第一绝缘层5的一端在前述间隙中沿第二方向L2延伸、第一绝缘层5的另一端在第二绝缘层3远离硅基底1的一侧上沿第一方向L1延伸,第一绝缘层5可以包括一个反的L字型的形状,该第一绝缘层5的形状简单,易于加工。第二绝缘层3的一端在第一半导体层远离硅基底1的一侧上沿第一方向L1延伸、第二绝缘层3的另一端在前述间隙中沿第一方向L1延伸,第二绝缘层3可以为一个Z字型的形状,第二绝缘层3对第二半导体层的第二部分中的第二导电半导体层72,以及第二部分所覆盖的第一半导体层中的第一导电半导体层22之间具有良好的绝缘作用,绝缘层更多,进一步降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。同时,该第二绝缘层3的形状简单,易于加工。参照图4所示,第二绝缘层3的另一端和第一绝缘层5的另一端沿第一方向L1可以平齐分布,结构简单,易于实现。
可选的,参照图5所示,第一绝缘层5仅位于前述间隙中,第一绝缘层5的一端在第一表面上沿第一方向L1延伸、第一绝缘层5的另一端沿第二方向L2延伸。第一绝缘层5可以包括一个反的L字型或L字型的形状,该第一绝缘层5的形状简单,易于加工。背接触太阳能电池还包括:沿着第二方向L2,位于第一半导体层远离硅基底1的一侧的第二绝缘层3,第二半导体层的第二部分沿着第二方向L2延伸到第二绝缘层3远离硅基底1的一侧上。第二绝缘层3对第二半导体层的第二部分中的第二导电半导体层72,以及第二部分所覆盖的第一半导体层中的第一导电半导体层22之间具有良好的绝缘作用,绝缘层更多,进一步降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。同时,该第二绝缘层3的形状简单,易于加工。
可选的,参照图6所示,第一绝缘层5仅位于前述间隙中,第一绝缘层5在第一表面上沿第二方向L2延伸,如,第一绝缘层包括I字型或矩形等,该第一绝缘层5的形状简单,易于加工。背接触太阳能电池还包括:沿着第二方向L2,位于第一半导体层远离硅基底1的一侧的第二绝缘层3,第二半导体层的第二部分沿着第二方向L2延伸到第二绝缘层3远离硅基底1的一侧上。第二绝缘层3对第二半导体层的第二部分中的第二导电半导体层72,以及第二部分所覆盖的第一半导体层中的第一导电半导体层22之间具有良好的绝缘作用,绝缘层更多,进一步降低了不同类型的导电半导体层之间漏电的概率,提升了光电转换效率,提升了使用的可靠性。同时,该第二绝缘层3的形状简单,易于加工。
可选的,第二绝缘层3的材料选自:本征非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种,上述材料绝缘效果好,且易于获得。
可选的,第一绝缘层5的材料选自:本征非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种,上述材料绝缘效果好,且易于获得。
可选的,在第二方向L2上,第一绝缘层5的厚度,大于第二本征半导体层71的厚度,第二本征半导体层71的厚度较小导电效果较好,且钝化效果较好,第一绝缘层5的厚度较大绝缘效果较好。
可选的,参照图1、图7所示,第一表面上与第二半导体层的第一部分中除了间隙之外的位置对应的区域,具有绒面结构,可以提升减反和吸光效果。
可选的,参照图2至图7所示,硅基底1上与第一表面相对的第二表面上具有绒面结构,可以提升减反和吸光效果。
可选的,第一绝缘层5为单层或叠层结构,第一绝缘层5的结构形式灵活多样。和/或,第二绝缘层3为单层或叠层结构,第二绝缘层3的结构形式灵活多样。例如,参照图1至图7所示,第一绝缘层5、第二绝缘层3均为单层结构。
本发明还提供一种太阳能电池的制备方法,参照图8所示,该方法可以包括如下步骤:
步骤101,在硅基底的第一表面上设置第一半导体层;所述第一半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第一本征半导体层和第一导电半导体层。
如,参照图9所示,在硅基底1的第一表面上设置第一半导体层。该第一半导体层包括沿着远离硅基底1层叠设置的第一本征半导体层21和第一导电半导体层22。设置第一半导体层的方式可以为沉积等,如PEVCD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等离子体增强化学的气相沉积法)设置第一半导体层。对于设置第一半导体层的方式,不作具体限定。
可选的,在上述步骤101之前,该方法还可以包括:对硅基底进行碱抛光及清洗,去掉切割损伤层,并对硅基底的外表面进行清洗。该切割损伤层的厚度大致为1微米至10微米。
步骤102,去除部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出。
具体去除的是在第一表面上投影与前述间隙,以及第二半导体层的第一部分的投影重合的部分第一半导体层。去除方式可以为湿法去除、激光去除等,对于去除方式不作具体限定。如,采用激光与化学蚀刻相结合的方式,去除部分第一半导体层。
如,参照图12所示,去除部分第一半导体层,使得第一表面的第一区域露出。
可选的,步骤102可以包括:采用第一激光去除部分第一半导体层,该第一激光的波长为532nm,即采用绿光纳秒激光去除部分第一半导体层。
步骤103,至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出。
就是至少在露出的第一区域上紧邻第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层5,使得第一区域的其余位置再次露出,即,露出的第一区域上,仅是紧邻第一导电半导体层端部位置形成有第一绝缘层5,第一区域的其余位置没有形成第一绝缘层5。如,参照图17所示,在露出的第一区域上紧邻第一导电半导体层端部位置,以及剩余的第一半导体层上形成第一绝缘层5。
形成第一绝缘层5的方式可以是沉积,如PEVCD等。对于形成第一绝缘层5的方式不作具体限定。
步骤104,在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层上的第二半导体层的第二部分;所述第二半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第二本征半导体层和第二导电半导体层;所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层的导电类型相反。
在第一区域上再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与该第一部分连续且沿着远离硅基底的方向覆盖第一绝缘层5和延伸到部分第一半导体层上的第二半导体层的第二部分,第二半导体层包括沿着远离硅基底1层叠设置的第二本征半导体层71和第二导电半导体层72,第一导电半导体层22和第二导电半导体层72的导电类型相反。
如,参照图18、图19所示,在第一区域上再次露出的其余位置上,以及剩余的第一绝缘层5上,依次整面形成第二本征半导体层71和第二导电半导体层72。整面的第二半导体层中位于第一区域上再次露出的其余位置上的部分为第一部分,其余部分为第二部分。
形成第二半导体层的方式可以为沉积等,例如,采用PECVD方式形成第二半导体层。对于形成第二半导体层的方式不作具体限定。
可选的,前述步骤103可以包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层5,将第一区域上远离第一导电半导体层22端部位置的部分第一绝缘层5,和第一半导体层上的全部第一绝缘层5去除,仅保留第一区域上靠近第一导电半导体层22端部位置的第一绝缘层5,使得第一区域的其余位置再次露出,以及第一半导体层全部露出。此种情况下,参照图5、图6所示,后续设置了第二半导体层之后,沿着第二方向L2,位于第一半导体层远离硅基底1的一侧需要设置第二绝缘层3,对第二半导体层的第二部分和第一半导体层之间起到良好的绝缘作用。
可选的,前述步骤103可以包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层5,将第一区域上远离第一导电半导体层22端部位置的部分第一绝缘层5,和第一半导体层上的部分第一绝缘层5去除,保留第一区域上靠近第一导电半导体层22端部位置的第一绝缘层5和第一半导体层上的部分第一绝缘层5,使得第一区域的其余位置再次露出,以及第一半导体层部分露出,第一绝缘层5连续。此种情况下,参照图1、图2、图3、图4所示,后续设置了第二半导体层之后,沿着第二方向L2,位于第一半导体层远离硅基底1的一侧是否设置第二绝缘层3,不作具体限定,因为,此处依然具有第一绝缘层5,第一绝缘层5会对第二半导体层的第二部分和第一半导体层之间起到良好的绝缘作用。参照图1、图2、图3、图4所示,在还具有第二绝缘层3的情况下,一方面增加了钝化效果,另一方面,绝缘层的层数更多,对第二半导体层的第二部分和第一半导体层之间的绝缘作用更优。
可选的,在前述第一区域的其余位置再次露出,以及第一半导体层部分露出的基础上,参照图18、图19所示,前述步骤104可以包括:在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与第一部分连续且沿着远离硅基底1的方向覆盖剩余的第一绝缘层5和延伸到部分露出的第一半导体层的第二半导体层的第二部分。参照图20所示,该方法还包括:将第二部分中位于露出的第一半导体层上的区域去除,仅保留位于第一绝缘层5上的区域,使得第一半导体层再次露出。参照图23所示,在剩余的第二半导体层上,以及再次露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层(Transparent Conductive Oxide,TCO)9,参照图24所示,依次将第一绝缘层5上的部分透明导电层9、剩余的第二部分局部位置去除,使得第一绝缘层5露出,或者,依次将第一绝缘层5上的部分透明导电层9、剩余的第二部分局部位置、第一绝缘层去除,使得第二绝缘层3露出。如参照图1所示,在再次露出的第一半导体层对应的透明导电层9上设置第一电极10,在所述第一部分对应的透明导电层9上设置第二电极11。
可选的,可以采用激光,或者化学蚀刻,或者激光与化学蚀刻结合的方式,去除部分第二半导体层。例如,采用紫外(355nm)纳秒激光蚀刻方式或激光与化学蚀刻相结合的方式除去部分第二半导体层。
透明导电层9的材料可以是FTO、AZO、ITO、AZO、IWO、ICO、IMO、IOH等金属氧化物。第一电极10和第二电极11可以采用丝网印刷或者激光转印、电镀、蒸镀等方式制作。对于第一电极10和第二电极11的制作方式不作具体限定。第一电极10用于收集并传导由第一半导体层产生的载流子,第二电极11用于收集并传导由第二半导体层产生的载流子。
需要说明的是,去除部分透明导电层9的方式可以为下述方式中的任一种:(1)激光正向刻蚀部分透明导电层9;(2)油墨→湿法刻蚀部分透明导电层9→去油墨;(3)喷墨→湿法刻蚀部分透明导电层9→去石蜡;(4)油墨→激光反向刻蚀油墨→湿法刻蚀部分透明导电层9→去油墨;(5)光刻胶→湿法刻蚀部分透明导电层9→去光刻胶;(6)刻蚀浆料→水洗/弱碱洗。
可选的,参照图22所示,在剩余的第二半导体层上,以及露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层9之前,该方法还可以包括:在硅基底上与第一表面相对的第二表面上设置正面膜层8,正面膜层8可以包括:正面钝化层、正面减反层等,正面钝化层可以是本征非晶硅等,正面钝化层可以位于正面减反层和硅基底1之间。正面减反层可以是氧化硅、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅、金属氧化物、金属氟化物等,例如,正面减反层可以是80nm厚的SiNx。化学式SiNx中的x取值大于0,对于具体的取值不作限定。
可选的,参照图9所示,前述步骤101之后,该方法还可以包括:在第一半导体层上设置第二绝缘层3,前述步骤102可以包括:依次去除部分第二绝缘层3和部分第一半导体层,使得第一表面的第一区域露出。设置第二绝缘层3的方式可以是沉积等,例如,采用PECVD方式,设置第二绝缘层3。
需要说明的是,在第一半导体层和第二绝缘层3的设置方式相同的情况下,两者可以一次性设置,以节省工时,简化工艺。例如,第一半导体层和第二绝缘层3均可以采用PECVD方式一次性设置。
可选的,在前述步骤102之前,该方法还可以包括:在第一半导体层或者,第二绝缘层3上设置牺牲层4,在去除部分第一半导体层,或者,去除部分第一半导体层和第二绝缘层3的过程中,牺牲层4可以起到保护第一半导体层的作用。牺牲层4的材料可以为本征非晶硅等,对于其材料不作具体限定。参照图12所示,在去除部分第一半导体层,或者,去除部分第一半导体层和第二绝缘层3之后,可以去除该牺牲层4。牺牲层4可以采用激光,或者湿法刻蚀等方式去除,对于牺牲层4的具体去除方式不作限定。
可选的,参照图13所示,前述步骤103可以包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第二绝缘层3上整面设置第一绝缘层5,参照图14、图15或图16所示,将第一区域上远离第一导电半导体层22端部位置的部分第一绝缘层5去除,使得第一区域的其余位置再次露出。参照图18、图19所示,前述步骤104可以包括:在再次露出的其余位置,以及剩余的第一绝缘层5上整面设置第二半导体层。参照图20、图21所示,依次将位于第一半导体层上的部分第二半导体层、部分第一绝缘层5、部分第二绝缘层3去除,使得第一半导体层露出。参照图21所示,剩余的第二半导体层中,位于再次露出的其余位置的部分为第一部分,剩下部分为第二部分。参照图23所示,该方法还包括:在剩余的第二半导体层上,以及露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层9,参照图24所示,依次将剩余的第一绝缘层5上的部分透明导电层9、剩余的第二部分局部位置、部分第一绝缘层5去除,使得第二绝缘层3露出,参照图1所示,在露出的第一半导体层对应的透明导电层9上设置第一电极10,在第一部分对应的透明导电层9上设置第二电极11。
可选的,参照图13所示,前述步骤103可以包括:依次在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层5、整面设置掩膜层6,参照图14和图15所示,依次将第一区域上远离第一导电半导体层22端部位置的部分第一绝缘层5、部分掩膜层6去除,使得第一区域的其余位置再次露出,第一绝缘层5的材料选自本征非晶硅。参照图16所示,步骤104之前,该方法还包括:以剩余的掩膜层6为掩膜,对再次露出的其余位置制绒,进而增加陷光效果。或者,以剩余的掩膜层6为掩膜,对再次露出的其余位置和硅基底1上与所述第一表面相对的第二表面制绒。参照图17所示,去除剩余的掩膜层6。具体的,第一绝缘层5的材料选自本征非晶硅,第一绝缘层5不耐碱刻蚀,因为在碱制绒过程中会损伤第一绝缘层5,因此,可以制作掩膜层6,该掩膜层6可以为耐碱的材料,如该掩膜层6的材料可以选择:氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳化硅中的至少一种。
可选的,前述步骤103可以包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层5,将第一区域上远离第一导电半导体层22端部位置的部分第一绝缘层5去除,使得第一区域的其余位置再次露出,第一绝缘层5的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种,第一绝缘层5可以耐碱刻蚀,因此可以不用再单独制作掩膜层。步骤104之前,该方法还包括:以剩余的第一绝缘层5为掩膜,对再次露出的其余位置制绒,进而增加陷光效果。或者,以剩余的第一绝缘层5为掩膜,对再次露出的其余位置和硅基底1与所述第一表面相对的第二表面制绒。
本发明还提供一种光伏组件,该光伏组件包括若干个任一前述的太阳能电池。
需要说明的是,背接触太阳能电池的制备方法、背接触太阳能电池、光伏组件三者之间可以相互参照,为了避免重复,此处不再赘述。同时,光伏组件、背接触太阳能电池的制备方法、与任一前述的背接触太阳能电池具有相同或相似的有益效果,为了避免重复,此处不再赘述。
下面结合具体的实施例进一步解释说明本申请:
实施例1
硅基底1可以为N型硅基底,硅基底1的两侧有1微米至10微米的切割损伤层,首先对硅基底1进行碱抛光及清洗,去掉损伤层的同时获得洁净表面。
如图9所示,为硅基底1进行碱抛光及清洗后,利用PECVD法,对硅基底1的第一表面上沉积本征非晶硅层作为第一本征半导体层21、n型非晶硅层作为第一导电半导体层22、SiNx层作为第二绝缘层3、牺牲层4,牺牲层4的材料为本征非晶硅。
如图10、图11、图12所示,采用绿光(532nm)纳秒激光蚀刻方式或激光与化学蚀刻相结合的方式,依次除去第一表面上部分牺牲层4、部分第二绝缘层3、部分第一导电半导体层22、部分第一本征半导体层21,使得第一表面的第一区域露出,然后去除剩余的牺牲层4。
如图13所示,利用PECVD法,在硅基底1露出的第一区域上依次沉积本征非晶硅层作为第一绝缘层5、SiNx作为制绒的掩膜层6。掩膜层6也可以是氧化硅,SiNx,氮氧化硅的一种或者多种。掩膜层6的层数至少为一层,掩膜层6的厚度为50纳米至350nm。
如图14、图15所示,采用绿光(532nm)纳秒激光刻蚀掉第一区域上的部分掩膜层6,或者使用绿光(532nm)纳秒激光刻蚀掉第一区域上的部分掩膜层6以及其下方的第一绝缘层5。
如图16所示,以剩余的掩膜层6为掩膜,对硅基底1进行制绒,在硅基底1第一表面的第一区域局部形成绒面结构,或者,在硅基底1第一表面的第一区域局部,以及硅基底1上与第一表面相对的第二表面上形成绒面结构。硅基底1的第一区域的损伤层可以通过制绒去除,并且同时形成了位于硅基底1的背光面的绒面结构,增大了面积。参照图17所示,去除剩余的掩膜层6。
如图18、图19所示,利用PECVD方法,在硅基底1的第一表面的第一区域上制绒后的部分,以及剩余的第一绝缘层5上沉积第二本征非晶硅作为第二本征半导体层71、沉积p型非晶硅层为第二导电半导体层72。
如图20、图21所示,采用紫外(355nm)纳秒激光蚀刻方式或激光与化学蚀刻相结合的方式,依次除去第一表面上第一导电半导体层22上的部分上的部分第二导电半导体层72、部分第二本征半导体层71、部分第一绝缘层5、部分第二绝缘层3,使得第一半导体层裸露。
如图22所示,在硅基底1上与第一表面相对的第二表面上沉积正面膜层8,具体可以是,依次在硅基底1的第二表面上沉积本征非晶硅层作为正面钝化层、n型导电非晶硅层(此n型可以有、也可以没有)、正面减反层。正面减反层可以是氧化硅,SiNx、氮氧化硅、金属氧化物、金属氟化物等,如80nm厚的SiNx。
如图23所示,利用PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积)在硅基底1露出的第一半导体层和第二半导体层上进行透明导电层9沉积,透明导电层9材料可以是FTO、AZO、ITO、AZO、IWO、ICO、IMO、IOH等金属氧化物。
如图24所示,依次将剩余的第一绝缘层5上的部分透明导电层9、剩余的第二部分局部位置、部分第一绝缘层5去除,使得第二绝缘层3露出。在去除部分透明导电层9时,可以采用以下几种方法中的任一种:(1)激光正向刻蚀透明导电层9;(2)油墨→湿法刻蚀透明导电层9→去油墨;(3)喷墨→湿法刻蚀透明导电层9→去石蜡;(4)油墨→激光反向刻蚀油墨→湿法刻蚀透明导电层9→去油墨;(5)光刻胶→湿法刻蚀透明导电层9→去光刻胶;(6)刻蚀浆料→水洗/弱碱洗。
如图1所示,用丝网印刷或者激光转印以及电镀等方式进行金属电极制作。制得的太阳能电池如图1所示。
实施例2
硅基底1可以为N型硅基底,硅基底1的两侧有1微米至10微米的切割损伤层,首先对硅基底1进行碱抛光及清洗,去掉损伤层的同时获得洁净表面。
如图25所示,为硅基底1进行碱抛光及清洗后,在硅基底1的第一表面设置掩膜层6,对硅基底1上与第一表面相对的第二表面制绒,然后去除掩膜层6。
如图26所示,利用PECVD法,对硅基底1的第一表面上沉积本征非晶硅层作为第一本征半导体层21、n型非晶硅层作为第一导电半导体层22、SiNx层作为第二绝缘层3、牺牲层4,牺牲层4的材料为本征非晶硅。
如图27所示,采用绿光(532nm)纳秒激光蚀刻方式或激光与化学蚀刻相结合的方式,依次除去第一表面上部分牺牲层4、部分第二绝缘层3、部分第一导电半导体层22、部分第一本征半导体层21,使得第一表面的第一区域露出,然后去除剩余的牺牲层4。
如图28所示,利用PECVD法,在硅基底1露出的第一区域上沉积第一绝缘层5,第一绝缘层5的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种。
如图29所示,采用绿光(532nm)纳秒激光刻蚀掉第一区域上的第一绝缘层5。并以剩余的第一绝缘层5为掩膜,对硅基底1进行制绒,在硅基底1第一表面的第一区域局部形成绒面结构。硅基底1的第一区域的损伤层可以通过制绒去除,并且同时形成了位于硅基底1的背光面的绒面结构,增大了面积。
如图30所示,利用PECVD方法,在硅基底1的第一表面的第一区域上制绒后的部分,以及剩余的第一绝缘层5上沉积第二本征非晶硅作为第二本征半导体层71、沉积p型非晶硅层为第二导电半导体层72。
如图31所示,采用紫外(355nm)纳秒激光蚀刻方式或激光与化学蚀刻相结合的方式,依次除去第一表面上第一导电半导体层22上的部分上的部分第二导电半导体层72、部分第二本征半导体层71、部分第一绝缘层5、部分第二绝缘层3,使得第一半导体层裸露。在硅基底1上与第一表面相对的第二表面上沉积正面膜层8。利用PVD在硅基底1露出的第一半导体层和第二半导体层上进行透明导电层9沉积。依次将剩余的第一绝缘层5上的部分透明导电层9、剩余的第二部分局部位置、部分第一绝缘层5去除,使得第二绝缘层3露出。如图7所示,用丝网印刷或者激光转印以及电镀等方式进行金属电极制作。制得的太阳能电池如图7所示。
实施例1和实施例2的主要区别在于,实施例2中,剩余的第一绝缘层5可以作为制绒的掩膜,无需单独设置掩膜。
实施例3
硅基底1可以为N型硅基底,硅基底1的两侧有1微米至10微米的切割损伤层,首先对硅基底1进行碱抛光及清洗,去掉损伤层的同时获得洁净表面。
与实施例2相同,如图25所示,为硅基底1进行碱抛光及清洗后,在硅基底1的第一表面设置掩膜层6,对硅基底1上与第一表面相对的第二表面制绒,然后去除掩膜层6。
与实施例2相同,如图26所示,利用PECVD法,对硅基底1的第一表面上沉积本征非晶硅层作为第一本征半导体层21、n型非晶硅层作为第一导电半导体层22、SiNx层作为第二绝缘层3、牺牲层4,牺牲层4的材料为本征非晶硅。
与实施例2相同,如图27所示,采用绿光(532nm)纳秒激光蚀刻方式或激光与化学蚀刻相结合的方式,依次除去第一表面上部分牺牲层4、部分第二绝缘层3、部分第一导电半导体层22、部分第一本征半导体层21,使得第一表面的第一区域露出,然后去除剩余的牺牲层4。
参照图32所示,利用PECVD法,在硅基底1露出的第一区域上依次沉积本征非晶硅层作为第一绝缘层5、SiNx作为制绒的掩膜层6。掩膜层6也可以是氧化硅,SiNx,氮氧化硅的一种或者多种。采用激光依次去除部分掩膜层6和部分第一绝缘层5,接着先弱碱洗硅基底1的表面以去除激光损伤,然后酸洗去掉剩余的掩膜层6。
实施例3的剩余步骤与实施例1对应相同。如图2所示,用丝网印刷或者激光转印以及电镀等方式进行金属电极制作。制得的太阳能电池如图2所示。
实施例3和实施例1的主要区别在于,第一区域没有碱制绒,而是用弱碱洗硅基底1的表面以去除激光损伤。
实施例4
参照图33所示,实施例4与实施例3的主要区别在于,利用PECVD法,在硅基底1露出的第一区域上,以及剩余的第二绝缘层上依次沉积本征非晶硅层作为第一绝缘层5、SiNx作为掩膜层6,以及本征非晶硅作为牺牲层4。参照图34所示,用激光打掉了最外层的部分牺牲层4,使得掩膜层6露出,接着,参照图35所示,酸洗掉露出的部分掩膜层6,使得第一绝缘层5露出,以剩余的掩膜层6为掩膜,碱洗掉剩余的牺牲层4,以及露出的第一绝缘层5,再酸洗掉剩余的掩膜层6。其余步骤可以和实施例3对应相同,制得的太阳能电池如图2所示。
实施例5
参照图35所示,实施例5与实施例3的主要区别在于,利用PECVD法,在硅基底1露出的第一区域上,以及剩余的第二绝缘层上仅沉积了第一绝缘层5,第一绝缘层5的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种。用激光打掉部分第一绝缘层5之后,用弱碱清洗露出的第一区域。其余步骤可以和实施例3对应相同,制得的太阳能电池如图2所示。
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。
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 (23)
1.一种背接触太阳能电池,其特征在于,包括:硅基底,所述硅基底包括第一表面,所述背接触太阳电池还包括位于所述硅基底第一表面上的第一半导体层、第二半导体层、第一绝缘层;
所述第二半导体层的第一部分与所述第一半导体层沿着平行于所述第一表面的第一方向交替设置并具有间隙,所述第二半导体层的第二部分与所述第一部分连续,且沿着垂直于所述第一表面的第二方向延伸到所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上;
所述第一半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第一本征半导体层和第一导电半导体层,所述第二半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第二本征半导体层和第二导电半导体层;所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层的导电类型相反;
所述第一绝缘层至少位于所述间隙中,且所述第一绝缘层靠近第一导电半导体层端部。
2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层在所述间隙中沿着所述第二方向延伸到所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上。
3.根据权利要求2所述的背接触太阳能电池,其特征在于,还包括:沿着所述第二方向,位于所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧的第二绝缘层;所述第一绝缘层沿着所述第二方向延伸到所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上。
4.根据权利要求2或3所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层的一端在所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸、所述第一绝缘层的另一端在所述间隙中沿所述第一方向延伸。
5.根据权利要求2或3所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层的一端在所述间隙中沿所述第二方向延伸、所述第一绝缘层的另一端在所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸。
6.根据权利要求3所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层的一端在所述间隙中沿所述第二方向延伸、所述第一绝缘层的另一端在所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸;
所述第二绝缘层的一端在所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧上沿所述第一方向延伸、所述第二绝缘层的另一端在所述间隙中沿所述第一方向延伸。
7.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层仅位于所述间隙中,所述第一绝缘层的一端在所述第一表面上沿所述第一方向延伸、所述第一绝缘层的另一端沿所述第二方向延伸;
所述背接触太阳能电池还包括:沿着所述第二方向,位于所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧的第二绝缘层;所述第二部分沿着所述第二方向延伸到所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上。
8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层仅位于所述间隙中,所述第一绝缘层在所述第一表面上沿所述第二方向延伸;
所述背接触太阳能电池还包括:沿着所述第二方向,位于所述第一半导体层远离所述硅基底的一侧的第二绝缘层;所述第二部分沿着所述第二方向延伸到所述第二绝缘层远离所述硅基底的一侧上。
9.根据权利要求3、6、7、8中任一所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第二绝缘层的材料选自:本征非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种。
10.根据权利要求1至3、6、7、8中任一所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层的材料选自:本征非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种。
11.根据权利要求1至3、6、7、8中任一所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在所述第二方向上,所述第一绝缘层的厚度,大于所述第二本征半导体层的厚度。
12.根据权利要求1至3、6、7、8中任一所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一表面上与所述第一部分中除了所述间隙之外的位置对应的区域,具有绒面结构。
13.根据权利要求3、6、7、8中任一所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一绝缘层为单层或叠层结构;
和/或,所述第二绝缘层为单层或叠层结构。
14.一种背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:
在硅基底的第一表面上设置第一半导体层;所述第一半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第一本征半导体层和第一导电半导体层;
去除部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出;
至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出;
在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层上的第二半导体层的第二部分;所述第二半导体层包括沿着远离所述硅基底层叠设置的第二本征半导体层和第二导电半导体层;所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层的导电类型相反。
15.根据权利要求14所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层,将第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层,和第一半导体层上的全部第一绝缘层去除,仅保留所述第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置的第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,以及所述第一半导体层全部露出。
16.根据权利要求14所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层,将第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层,和第一半导体层上的部分第一绝缘层去除,保留所述第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置的第一绝缘层和所述第一半导体层上的部分第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,以及所述第一半导体层部分露出。
17.根据权利要求14所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,设置第一半导体层之后,所述方法还包括:在所述第一半导体层上设置第二绝缘层;所述去除部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出,包括:依次去除部分第二绝缘层和部分第一半导体层,使得所述第一表面的第一区域露出。
18.根据权利要求17所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第二绝缘层上整面设置第一绝缘层,将所述第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层去除,使得所述第一区域的其余位置再次露出;
所述在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分,并形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层上的第二半导体层的第二部分,包括:在再次露出的其余位置,以及剩余的第一绝缘层上整面设置第二半导体层;
依次将位于第一半导体层上的部分第二半导体层、部分第一绝缘层、部分第二绝缘层去除,使得所述第一半导体层露出;剩余的第二半导体层中,位于再次露出的其余位置的部分为第一部分,剩下部分为第二部分;
所述方法还包括:在剩余的第二半导体层上,以及露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层;
依次将剩余的第一绝缘层上的部分透明导电层、剩余的第二部分局部位置、部分第一绝缘层去除,使得所述第二绝缘层露出;
在露出的第一半导体层对应的透明导电层上设置第一电极,在所述第一部分对应的透明导电层上设置第二电极。
19.根据权利要求16所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖第一绝缘层和延伸到部分第一半导体层的第二半导体层的第二部分,包括:形成与所述第一部分连续且沿着远离所述硅基底的方向覆盖剩余的第一绝缘层和延伸到部分露出的第一半导体层的第二半导体层的第二部分;
所述方法还包括:将第二部分中位于露出的第一半导体层上的区域去除,仅保留位于第一绝缘层上的区域,使得第一半导体层再次露出;
在剩余的第二半导体层上,以及再次露出的第一半导体层上设置整层的透明导电层;
依次将第一绝缘层上的部分透明导电层、剩余的第二部分局部位置去除,使得所述第一绝缘层露出;
在再次露出的第一半导体层对应的透明导电层上设置第一电极,在所述第一部分对应的透明导电层上设置第二电极。
20.根据权利要求14所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:依次在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层、整面设置掩膜层,依次将所述第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层、部分掩膜层去除,使得所述第一区域的其余位置再次露出;所述第一绝缘层的材料选自本征非晶硅;
在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分之前,所述方法还包括:
以剩余的掩膜层为掩膜,对再次露出的所述其余位置制绒;或者,以剩余的掩膜层为掩膜,对再次露出的所述其余位置和所述硅基底上与所述第一表面相对的第二表面制绒;
去除剩余的掩膜层。
21.根据权利要求14所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述至少在露出的第一区域上靠近第一导电半导体层端部位置形成第一绝缘层,使得所述第一区域的其余位置再次露出,包括:在露出的第一区域上,以及剩余的第一半导体层上整面设置第一绝缘层,将所述第一区域上远离第一导电半导体层端部位置的部分第一绝缘层去除,使得所述第一区域的其余位置再次露出;所述第一绝缘层的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅中的至少一种;
在再次露出的其余位置上形成第二半导体层的第一部分之前,所述方法还包括:
以剩余的第一绝缘层为掩膜,对再次露出的所述其余位置制绒;或者,以剩余的掩膜层为掩膜,对再次露出的所述其余位置和所述硅基底上与所述第一表面相对的第二表面制绒。
22.根据权利要求14所述的背接触太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述去除部分第一半导体层,包括:采用第一激光去除部分第一半导体层;所述第一激光的波长为532nm。
23.一种光伏组件,其特征在于,包括若干个如权利要求1至13中任一所述的太阳能电池。
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