CN115799358A - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
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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,基底的第一表面具有多个沿第一方向间隔设置的第一区、位于相邻的第一区之间的第二区以及第三区;第一区的表面具有两个或多个第一子结构;第二区的表面具有两个或多个第二子结构,第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸;第三区的表面具有两个或多个第三子结构;隧穿介质层,隧穿介质层位于第一纹理结构的表面;多个沿第一方向间隔排布的掺杂导电层,掺杂导电层与第一区正对,且位于隧穿介质层表面;多个第一电极,每一第一电极设置与掺杂导电层电连接。本申请提供的太阳能电池及光伏组件至少可以提升光电转换效率。
Description
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。
为了减少太阳能电池的电学损失以及光学损失,一般需要对太阳能电池的背面进行抛光工艺。背面抛光工艺主要是利用湿化学法对背面硼掺杂金字塔绒面结构进行抛光处理,增加光的内反射,降低载流子表面复合速率,提升电池光电转换效率。在背面抛光工艺中,晶硅电池背面抛光面形貌有利于长波段光的背反射和后续形成在背面膜层的均匀性,对太阳能电池的效率提升具有重要作用。背面抛光工艺可以优化太阳能电池性能,但影响该类型太阳能电池性能的因素仍然较多,因此,开发高效的钝化接触太阳能电池具有重要的意义。
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,所述基底的第一表面具有多个沿第一方向间隔设置的第一区、位于相邻的所述第一区之间的第二区以及第三区;所述第一区的表面具有第一纹理结构,所述第一纹理结构包括两个或多个第一子结构;所述第二区的表面具有第二纹理结构,所述第二纹理结构包括两个或多个第二子结构,所述第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于所述第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸;所述第三区的表面具有第三纹理结构,所述第三纹理结构包括两个或多个第三子结构;隧穿介质层,所述隧穿介质层位于所述第一纹理结构的表面;多个沿所述第一方向间隔排布的掺杂导电层,所述掺杂导电层与所述第一区正对,且位于所述隧穿介质层表面;多个沿所述第一方向间隔排布的第一电极,所述第一电极沿所述第二方向延伸,每一所述第一电极设置于所述掺杂导电层远离所述基底的一侧,并与所述掺杂导电层电连接。
另外,所述第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于所述第三子结构的顶部表面的平均一维尺寸。
另外,所述第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于或等于所述第三子结构的顶部表面的平均一维尺寸。
另外,在同一单位面积内,所述第一子结构的数量大于所述第二子结构的数量。
另外,所述第一子结构的顶面与底面之间的高度大于所述第二子结构的顶面与底面之间的高度。
另外,所述第一子结构的顶面与底面之间的高度大于所述第三子结构的顶面与底面之间的高度。
另外,最外侧的第一子结构与相邻的所述第一子结构的排布方式为至少部分堆叠或者邻接非堆叠排布。
另外,所述第一子结构、所述第二子结构和/或所述第三子结构的顶部表面为多边形平面。另外,所述第一子结构、所述第二子结构和/或所述第三子结构的表面具有微纹理结构,所述微纹理结构包括至少一个凸起结构;沿垂直于所述基底表面的方向,所述凸起结构的顶面与底面之间的高度小于或等于2μm。
另外,所述凸起结构的底面的平均一维尺寸范围为5μm~60μm;所述凸起结构的顶面的平均一维尺寸范围为0.01μm~5μm。
另外,所述隧穿介质层还位于所述第二纹理结构的表面;还包括:与所述第二区正对的导电传输层,所述导电传输层位于所述隧穿介质层的表面,每一所述导电传输层位于相邻的所述掺杂导电层之间,并与所述掺杂导电层侧面接触。
另外,所述导电传输层内的掺杂元素类型与所述掺杂导电层内掺杂元素类型相同;所述导电传输层的掺杂浓度大于所述掺杂导电层的掺杂浓度。
另外,所述第一区的掺杂浓度小于所述第二区的掺杂浓度且小于所述第三区的掺杂浓度。
另外,沿所述第一方向,所述导电传输层包括间隔设置的主体部以及位于相邻的所述主体部之间的连接部,所述主体部与所述掺杂导电层侧面接触,所述主体部的掺杂浓度小于等于所述连接部的掺杂浓度。
另外,所述第二区包括第一部以及第二部,所述第一部与所述主体部正对,所述第二部与所述连接部一一对应,所述第一部的掺杂浓度小于等于所述第二部的掺杂浓度。
另外,沿垂直于所述第一表面的方向,所述第一部的厚度小于等于所述第二部的厚度。
另外,沿垂直于所述第一表面的方向,所述连接部的剖面形状包括三角形、矩形、梯形或者椭圆形。
另外,所述基底的材料与所述掺杂导电层的材料或所述导电传输层的材料的至少一者相同。
另外,还包括:钝化层,所述钝化层位于所述掺杂导电层、所述导电传输层以及所述第三纹理结构的表面。
另外,还包括:多个沿所述第二方向间隔设置的第二电极,所述第二电极沿所述第一方向延伸,并电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述第一电极,相邻的所述第二电极之间至少具有一个所述导电传输层;导电连接层,所述导电连接层位于所述导电传输层与所述第二电极之间,所述导电连接层相对的侧面分别与所述导电传输层的侧面以及所述第二电极的表面接触。
另外,所述基底还包括第四区,所述第四区与所述导电连接层正对,所述第四区的掺杂总量大于等于所述第一区的掺杂浓度且小于等于所述第三区的掺杂浓度。
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,所述电池串由多个如上述实施例任一项所述太阳能电池连接而成;封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
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,基底的第一表面具有第一区、第二区以及第三区,第一区具有第一纹理结构,第二区具有第二纹理结构,第三区具有第三纹理结构,第一纹理结构的第一子结构的顶面平均一维尺寸小于第二纹理结构的第二子结构的顶面平均一维尺寸,且在第一纹理结构表面形成局部隧穿介质层以及掺杂导电层。如此,通过改变电极正对区域的纹理结构以及电极非正对区域的纹理结构的形貌,实现第一纹理结构的塔基更小,利用隧穿介质层以及掺杂导电层形成局部重掺杂区域,可以降低电极正对区域的接触电阻以及非正对区域的复合速率。第二纹理结构的塔基更大的设计提升太阳能电池背面的光学内反射效果和背面钝化效果,提高短路电流和开路电压,整体提高电池效率。而且,由于第一子结构的顶面平均一维尺寸小于第二子结构的顶面平均一维尺寸,两者在光学识别上具有差别,由此可以通过差别实现电极的自对准,避免电极发生偏移,进而可以避免后续焊带的偏移,提升电池性能。
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为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种剖面结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的太阳能电池的另一种剖面结构示意图;
图4为本申请一实施例提供的太阳能电池中基底的一种剖面结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的太阳能电池中基底的另一种剖面结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的太阳能电池的第一纹理结构的一种剖面结构示意图;
图7为本申请一实施例提供的太阳能电池的第一纹理结构的另一种剖面结构示意图;
图8为本申请一实施例提供的太阳能电池的第二纹理结构的一种剖面结构示意图;
图9为本申请一实施例提供的太阳能电池的第二纹理结构的另一种剖面结构示意图;
图10为本申请一实施例提供的太阳能电池的第三纹理结构的一种剖面结构示意图;
图11为本申请一实施例提供的太阳能电池的第三纹理结构的另一种剖面结构示意图;
图12为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的一种局部剖面结构示意图;
图13为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的一种结构示意图;
图14为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的一种局部剖面结构示意图;
图15为本申请一实施例提供的太阳能电池的基底第一表面的一种扫描电镜图;
图16为本申请一实施例提供的太阳能电池的基底第一表面的另一种扫描电镜图;
图17为本申请一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,目前的太阳能电池的光电转换效率欠佳。
分析发生,导致目前的太阳能电池的光电转换效率欠佳的原因之一在于:现有的工艺在对太阳能电池制绒后一般对太阳能电池的背面的绒面结构做抛光处理,提升电池对长波段光的背反射以及电池后续背膜的均匀性,有利于降低背面的载流子复合以及提高光的利用率。然而背面抛光后,后续形成的掺杂导电层与背面金属电极之间难以匹配,不可以形成良好的欧姆接触,掺杂导电层的接触电阻率较大,电极与掺杂导电层之间的接触电阻较大,影响太阳能电池效率提升。此外,背面抛光后,整体反射面积有限(不超过硅片面积),整体光的内反射量有限;如果在背面进行高效电池结构设计(例如需要在第一区域覆盖某一膜层,第二区域覆盖另一膜层),在某一区域有对准要求时(例如电极对准在第一区域),光学识别上容易出现偏差,难以对准。
本申请实施例提供一种太阳能电池,基底的第一表面具有第一区、第二区以及第三区,第一区具有第一纹理结构,第二区具有第二纹理结构,第三区具有第三纹理结构,第一纹理结构的第一子结构的顶面平均一维尺寸小于第二纹理结构的第二子结构的顶面平均一维尺寸,且在第一纹理结构表面形成局部隧穿介质层以及掺杂导电层。如此,通过改变电极正对区域的纹理结构以及电极非正对区域的纹理结构的形貌,实现第一纹理结构的塔基更小,利用隧穿介质层以及掺杂导电层形成局部重掺杂区域,可以降低电极正对区域的接触电阻以及非正对区域的复合速率。第二纹理结构的塔基更大的设计提升太阳能电池背面的光学内反射效果和背面钝化效果,提高短路电流和开路电压,整体提高电池效率。而且,由于第一子结构的顶面平均一维尺寸小于第二子结构的顶面平均一维尺寸,两者在光学识别上具有差别,由此可以通过差别实现电极的自对准,避免电极发生偏移,进而可以避免后续焊带的偏移,提升电池性能。
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为本申请一实施例提供的太阳能电池的一种剖面结构示意图;图3为本申请一实施例提供的太阳能电池的另一种剖面结构示意图;图4为本申请一实施例提供的太阳能电池中基底的一种剖面结构示意图;
图5为本申请一实施例提供的太阳能电池中基底的另一种剖面结构示意图;图6为本申请一实施例提供的太阳能电池的第一纹理结构的一种剖面结构示意图;图7为本申请一实施例提供的太阳能电池的第一纹理结构的另一种剖面结构示意图;图8为本申请一实施例提供的太阳能电池的第二纹理结构的一种剖面结构示意图;图9为本申请一实施例提供的太阳能电池的第二纹理结构的另一种剖面结构示意图;图10为本申请一实施例提供的太阳能电池的第三纹理结构的一种剖面结构示意图;图11为本申请一实施例提供的太阳能电池的第三纹理结构的另一种剖面结构示意图;图12为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的一种局部剖面结构示意图;图13为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的一种结构示意图;图14为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的一种局部剖面结构示意图;图15为本申请一实施例提供的太阳能电池的基底第一表面的一种扫描电镜图;图16为本申请一实施例提供的太阳能电池的基底第一表面的另一种扫描电镜图。其中,图2为图1沿A1-A2的剖面图,图3为为图1沿B1-B2的剖面图。
参考图1~图16,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的第一表面101具有多个沿第一方向X间隔设置的第一区110、位于相邻的第一区110之间的第二区120以及第三区130;第一区110的表面具有第一纹理结构,第一纹理结构包括两个或多个第一子结构111;第二区120的表面具有第二纹理结构,第二纹理结构包括两个或多个第二子结构121,第一子结构111的顶部表面的平均一维尺寸L1小于第二子结构121的顶部表面的平均一维尺寸L2;第三区130的表面具有第三纹理结构,第三纹理结构包括两个或多个第三子结构131;隧穿介质层103,隧穿介质层103位于第一纹理结构的表面;多个沿第一方向X间隔排布的掺杂导电层104,掺杂导电层104与第一区110正对,且位于隧穿介质层103表面;多个沿第一方向X间隔排布的第一电极141,第一电极141沿第二方向Y延伸,每一第一电极141设置于掺杂导电层104远离基底100的一侧,并与掺杂导电层104电连接。
在一些实施例中,太阳能电池为隧穿氧化层钝化接触电池(Tunnel OxidePassivated Contact,TOPCon),可以包括双面隧穿氧化层钝化接触电池或单面隧穿氧化层钝化接触电池。示例性地,太阳能电池为单面隧穿氧化层钝化接触电池,例如,太阳能电池的背面设置隧穿氧化层钝化接触结构。
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,本申请中基底100为单晶硅基底。
在一些实施例中,基底100的正面为受光面,吸收入射光,基底100的背面为背光面,所述背光面与受光面相对设置。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。
在一些实施例中,基底100包括相对的第一表面101(例如,背光面)与第二表面102(例如,受光面)。基底100的第二表面102内具有发射极107,发射极107具有与基底100不同的掺杂元素类型。且发射极107表面可以具有绒面结构,以使基底100的第二表面102对入射光线的反射率较小,从而对光线的吸收利用率较大。
此外,第一方向X与第二方向Y可以互相垂直,也可以存在小于90度的夹角,例如,60度、45度、30度等,第一方向X与第二方向Y不为同一方向即可。本实施例为了便于说明和理解,以第一方向X与第二方向Y互相垂直为例进行说明,在具体的应用中,可以根据实际需要和应用场景,对第一方向X和第二方向Y之间的夹角设置进行调整,本实施例对此不做限制。
在一些实施例中,第一区110的位置与第一电极141在基底的正投影的位置对应,且第一区110的面积大于等于第一电极141的面积,以保证第一电极141可以与第一区110的对准,第一区110上的掺杂导电层104可以为重掺杂区,即由于离子的扩散,第一区110的基底100的掺杂浓度可能大于第二区120的基底的掺杂浓度。如此,第一电极141正对的区域为重掺杂区,降低第一电极141与掺杂导电层104之间的接触电阻,掺杂离子可以作为载流子,从而增加载流子的数量以及载流子的迁移率,有利于提高太阳能电池的光电转换效率。第二区120所在基底100为轻掺杂区,降低基底表面的复合速率,提升电池光电转换效率。
但可以理解的是,第一区110的基底100的宽度设置也不宜过大,第一区110的基底100的宽度过大可能影响第二区120以及第三区130的基底100表面的膜的完整性以及均匀性,减小光的内反射,从而不利于提升载流子表面复合速率以及太阳能电池的光电转换效率。进一步地,第一区110的基底100的宽度为20μm~50μm。具体可以为20.3μm、33μm、35μm、45μm或者49μm。
在一些实施例中,第二区120的形貌较第一区110的形貌较为平整,第一区110的粗糙度大于第二区120的粗糙度。这里的粗糙度的不同是由于第一纹理结构的高度大于第二纹理结构的高度,粗糙度指的是在一个取样长度中,相对于平均线的Z向偏差量的绝对值的算术平均值。粗糙度可以通过该比较法、光切法、干涉法以及针描法测量。
在一些实施例中,第一区110的顶面高于第二区120的顶面。通过对第一区110的顶面与第二区120顶面的高度差的设计使第一区110作为第一电极141对准的基础,且高度差的侧壁可以增加背面的反射面,从而提升太阳能电池背面的光学内反射效果。其中,第一区110的顶面指的是第一纹理结构的底面或者第一纹理结构与基底100相接触的表面,第二区120的顶面指的是第二纹理结构的底面或者第二纹理结构与基底100相接触的表面。
在一些实施例中,第一区110的顶面与第二区120的顶面的高度差h范围为1μm~20μm,进一步地,高度差h范围为1μm~10μm、1μm~15μm、5μm~20μm或者5μm~15μm。如此,高度差h范围,一方面可以作为光学识别第一区110以及第二区120和第一电极141对准的基础,且高度差的侧壁可以增加背面的反射面,从而提升太阳能电池背面的光学内反射效果;但高度差较大,一方面使电池整体的厚度整体增加,不利于提升太阳能电池的集成度;或者第一区110的抛光度过大,太阳能电池的基底100的厚度太薄,有可能使载流子发生隧穿效应,从背面迁移到正面。
在一些实施例中,第二区120包括两个第一子区124以及位于第一子区124之间的第二子区125,第一子区124的延伸方向与第一方向X相交,第二子区125的延伸方向与第一方向X平行,第一子区124位于第一区110与第二子区125之间。即第二区120可以视为以第一区110的表面作为基准面,朝向基底100的第二表面凹陷的凹槽或者沟槽,包括内壁面(第一子区124)以及底部(第二子区125),如此,增加的第一子区124增加了基底100的表面积,形成在基底100表面的隧穿介质层或者钝化膜的面积更大,钝化膜的钝化效果更好。进一步地,第一子区124的延伸方向与第一方向X之间的夹角a为锐角或者钝角。即第一子区124的表面相对第二子区125的表面为斜面,斜面或者凹槽可以促使形成在第二区120上隧穿介质层103或钝化层105的致密性较好,提升钝化效果,且斜面增加光的内反射,提升电池效率。
第三区130的形貌介于第一区110的形貌与第二区120的形貌之间,其中包括:第三区130的平整度介于第一区110的平整度与第二区120的平整度之间;第三区130的顶面高于第二区120的顶面同时小于第一区110的顶面。第三区130的顶面与第一区110的顶面的高度差H范围为1μm~20μm,进一步地,高度差H范围为1μm~13μm、1μm~18μm、8μm~20μm或者5μm~18μm。同理,第三区130也包括第三子区以及位于第三子区之间的第四子区,且第三子区延伸方向与第一方向X之间构成锐角或者钝角。
在一些实施例中,第一纹理结构为绒面结构,绒面结构的斜面可以增加入射光的内反射,从而使入射光在绒面结构中多次反射最终被基底所吸收,提升光电转换效率。第一纹理结构可以为任意与平整面不同的形貌结构,例如由多个凹槽组成的纹理结构、由多个凸起组成的结构或者凹槽与凸起共同组成的纹理结构。
在一些实施例中,沿垂直于第一表面101的方向,第一子结构111远离第一表面101的顶面与靠近第一表面101的底面的高度h1(参考图6)大于等于2μm。第一子结构111的高度较高,一方面,在固定的底面积(第一子结构111与基底100的第一表面101相接触的面)下,高度的增加可以增加斜面面积,第一电极141与掺杂导电层104之间的接触面积同样增加;斜面面积的增加同样可以增加入射光的内反射率,降低光学损失,提升光电转换效率。
在一些实施例中,第一子结构111指的是具有多边形顶面的顶部表面的平台凸起结构,也可以视为金字塔结构的顶部被削掉部分厚度,从而形成的多边形顶面的平台凸起结构。可以理解的是,金字塔结构的顶部削掉的方向与基底表面相平行或者不平行均可以形成第一子结构111。平台凸起结构与常规设计中的金字塔结构或者背面为抛光面形貌相比,顶面的面积较金字塔结构的顶部的面积较大,利于后续形成的膜层的沉积,提升钝化效果;平台凸起结构较抛光面形貌,通过斜面增加光的内反射率,且降低基底与电极的接触电阻,提升电池效率。平台凸起结构的侧面与基底表面形成夹角,入射光可以从任一个平台凸起结构反射到另一个平台凸起结构,从而由平台凸起结构形成的绒面的减反效果较好,即减少光的反射率,提高短路电流Isc,从而提高电池的光电转换效率;平台凸起结构的顶面为多边形平面,易于后续膜层的沉积,从而使后续形成的膜层的缺陷较少,从而提高太阳能电池的钝化效果。在另一些实施例中,第一子结构111包括类平台凸起结构或者其它具有斜面以及顶面的凸起结构。其中,多边形平面可以为四边形平面、五边形平面或者任意形状的平面,且多边形平面可以为规则形状的平面或者不规则形状的平面。
在一些实施例中,第一子结构111的顶面平均一维尺寸L1指的是,在第一区110的范围内,随意指定某一区域,检测这一区域内各个第一子结构111的顶面一维尺寸,最终取平均值。由此可以知道的是,第一子结构111的顶面平均一维尺寸L1指的是一个区域平均值的范围,并不是第一区110内所有第一子结构111的顶面一维尺寸的所有范围,且第一区内所有第一子结构的顶面一维尺寸的所有范围一般大于平均值的范围。为示例说明,图3和图4中各第一子结构111的形貌相同,一维尺寸等于平均一维尺寸L1。
值得说明的是,一维尺寸指的是,如图15和图16所示,第一子结构的顶面图形中两个对角之间的距离。在另一些实施例中,一维尺寸也可以为顶面图形两个侧边之间的距离。
在一些实施例中,第一子结构111的顶面平均一维尺寸L1范围为0.5μm~20μm,优选地,L1范围为5μm~20μm、0.5μm~15μm、1μm~18μm或者10μm~20μm。例如,L1可以为1μm、3.8μm、7.3μm、10.6μm或者15μm。
在一些实施例中,最外侧的第一子结构111与相邻的第一子结构111的排布方式为至少部分堆叠或者邻接非堆叠排布。单位面积内,第一子结构111的数量较多,第一区110的粗糙度也会越大,第一电极141与掺杂导电层104之间的接触电阻以及接触应力较小,提升光电转换效率。
在一些实施例中,第一子结构111的表面具有微纹理结构,微纹理结构包括至少一个凸起结构;沿垂直于基底100表面的方向,凸起结构的顶面与底面之间的高度小于或等于2μm。微纹理结构为第四纹理结构,凸起结构为第四子结构112。
如图7所示,在一些实施例中,第一纹理结构的表面具有第四纹理结构,第四纹理结构包括至少一个第四子结构112,第四子结构112位于第一子结构111表面。第四子结构112的形貌可以为金字塔结构、类金字塔结构、平台凸起结构或者其他具有斜面的凸起结构。第四子结构112可以由激光技术在第一纹理结构表面制备而得,增加了第一纹理结构的复合中心以及粗糙度,从而使位于其上的掺杂导电层104与第一电极141之间的接触面更多,降低第一电极141与掺杂导电层104之间的接触电阻以提升电池效率。
在一些实施例中,一个第一子结构111的表面堆叠至少两个第四子结构112,增加第一区110的复合中心,进一步增加第一区110的粗糙度,以提升电池效率。进一步地,第一子结构111的顶面平均一维尺寸L1大于第四子结构的顶面平均一维尺寸L4。
在一些实施例中,第四子结构112的顶面与底面之间的高度h4小于或等于2μm;第四子结构112的顶面平均一维尺寸L4范围为0.01μm~5μm,优选地,L4为0.01μm~3μm、0.1μm~5μm、0.1μm~4μm或者0.01μm~3μm。例如,L4为0.02μm、0.13μm、0.59μm、1.3μm或者5μm。
在一些实施例中,第二子结构121的设置构思与第一子结构111的设置构思相同或相似,即第二子结构121为具有多边形平面的顶部表面的平台凸起结构。在另一些实施例中,第二子结构还包括类平台凸起结构或者其它具有斜面以及顶面的凸起结构。
在一些实施例中,第二子结构121的顶面平均一维尺寸L2范围为5μm~50μm,优选地,L2范围为20μm~50μm、5μm~40μm、10μm~40μm或者30μm~50μm。例如,L2可以为6μm、13.8μm、27.6μm、30.9μm或者45μm。其中,第二子结构121的顶面平均一维尺寸L2的定义与第一子结构111的顶面平均一维尺寸L1的定义相同或相似,在这里不过多赘述。
在一些实施例中,在同一单位面积内,第一子结构111的数量大于第二子结构121的数量。第一子结构111的数量越多,基底100表面的复合中心越多,掺杂导电层104与第一电极141之间的接触面的应力越小,从而具有较小的电学损失;第二子结构121的数量较小,抛光面的面积较大,与入射光直接接触的复合中心较少,减小光学损失。平整面越大,同时利于后续形成在第二纹理结构的隧穿介质层103以及导电传输层127的膜层的致密性较好,提供的钝化效果以及传输效果同样较好。
第二子结构121的表面具有微纹理结构,微纹理结构包括至少一个凸起结构。微纹理结构为第五纹理结构,凸起结构为第五子结构122。
在一些实施例中,第二子结构121的表面具有第五纹理结构,第五纹理结构包括至少一个第五子结构122,第五子结构122位于第二子结构121表面。第五子结构122的形貌可以为金字塔结构、类金字塔结构、平台凸起结构或者其他具有斜面的凸起结构。第五子结构122可以由激光技术在第二纹理结构表面制备而得,增加了第二纹理结构的复合中心以及粗糙度,增加第二区120的内反射率,以提升电池效率。
在一些实施例中,第五子结构122的顶面与底面之间的高度小于或等于2μm;第五子结构122的顶面平均一维尺寸范围为0.01μm~5μm,优选地,第五子结构122的顶面平均一维尺寸为0.01μm~3μm、0.1μm~5μm、0.1μm~4μm或者0.01μm~3μm。例如,第五子结构122的顶面平均一维尺寸为0.02μm、0.13μm、0.59μm、1.3μm或者5μm。
在一些实施例中,一个第二子结构121的表面堆叠至少两个第五子结构122,增加第二区120的内反射率。进一步地,第二子结构121的顶面平均一维尺寸L2大于第五子结构122的顶面平均一维尺寸。
在一些实施例中,沿垂直于第一表面101的方向,第一子结构111远离基底100的顶面与底面之间的高度h1(参考图6),大于,第二子结构121远离基底100的顶面与底面之间的高度h2(参考图8)。即第一区110的第一纹理结构的粗糙度大于第二区120的第二纹理结构的粗糙度。值得说明的是,第一子结构111与基底100接触的底面的平均一维尺寸等于第二子结构121与基底100接触的底面的平均一维尺寸,第一子结构111与第二子结构121可以由同一初始纹理结构制备而来,第一子结构111的抛光程度弱于第二子结构121的抛光程度。
在一些实施例中,第三子结构131的设置构思与第一子结构111的设置构思相同或相似,即第三子结构131为具有多边形平面的顶部表面的平台凸起结构。在另一些实施例中,第三子结构还包括类平台凸起结构或者其它具有斜面以及顶面的凸起结构。
在一些实施例中,第三子结构131的顶面平均一维尺寸L3范围为5μm~60μm,优选地,L3范围为20μm~60μm、5μm~55μm、10μm~50μm或者30μm~60μm。例如,L3可以为8μm、17.6μm、30.5μm、44.2μm或者50μm。其中,第三子结构131的顶面平均一维尺寸L3的定义与第一子结构111的顶面平均一维尺寸L1的定义相同或相似,在这里不过多赘述。
第三子结构131的表面具有微纹理结构,微纹理结构包括至少一个凸起结构。微纹理结构为第六纹理结构,凸起结构为第六子结构132。
在一些实施例中,第三子结构131的表面具有第六纹理结构,第六纹理结构包括至少一个第六子结构132,第六子结构132位于第三子结构131表面。第六子结构132的形貌可以为金字塔结构、类金字塔结构、平台凸起结构或者其他具有斜面的凸起结构。第六子结构132可以由激光技术在第二纹理结构表面制备而得,增加了第二纹理结构的复合中心以及粗糙度,增加第二区120的内反射率,以提升电池效率。
在一些实施例中,一个第三子结构131的表面堆叠至少两个第六子结构132,增加第三区130的内反射率。第三子结构131的顶面平均一维尺寸L3大于第六子结构132的顶面平均一维尺寸L6(参考图16)。第六子结构132的顶面与底面之间的高度小于或等于2μm;第六子结构132的顶面平均一维尺寸范围为0.01μm~5μm,优选地,第六子结构132的顶面平均一维尺寸范围为0.01μm~3μm、0.1μm~5μm、0.1μm~4μm或者0.01μm~3μm。例如,第六子结构132的顶面平均一维尺寸可以为0.02μm、0.13μm、0.59μm、1.3μm或者5μm。
在一些实施例中,沿垂直于第一表面101的方向,第一子结构111远离基底100的顶面与底面之间的高度h1,大于,第三子结构131远离基底100的顶面与底面之间的高度h3。即第一区110的第一纹理结构的粗糙度大于第三区120的第二纹理结构的粗糙度。值得说明的是,第一子结构111与基底100接触的底面的平均一维尺寸等于第三子结构131与基底100接触的底面的平均一维尺寸,第一子结构111与第三子结构131可以由同一初始纹理结构制备而来,第一子结构111的抛光程度弱于第三子结构131的抛光程度。
在一些实施例中,第一子结构111、第二子结构121以及第三子结构131均由同一初始纹理结构制备而来,第一子结构111的抛光程度、第三子结构131的抛光程度以及第二子结构121的抛光程度依次递增。
在一些实施例中,第一子结构111的顶部表面的平均一维尺寸小于第三子结构131的顶部表面的平均一维尺寸。形成在第一电极141正对区域的金字塔结构的塔基较小,表面复合中心较多;第三子结构131的金字塔塔基较大,形成在其上的钝化层的钝化效果较好。同理,在同一单位面积内,第一子结构111的数量大于第三子结构131的数量。
在一些实施例中,第二子结构121的顶部表面的平均一维尺寸小于或等于第三子结构131的顶部表面的平均一维尺寸,提升形成在第二子结构121的隧穿介质层103的钝化效果,增加第三区的内反射率,减小光学损失。同理,在同一单位面积内,第三子结构131的数量小于或等于第二子结构121的数量。
本申请实施例中,第一区110、第二区120以及第三区130的纹理结构的形貌不同可以包括如图15所示的第一子结构、第二子结构以及第三子结构的形貌不同,例如第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸、第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸以及第三子结构的顶部表面的平均一维尺寸呈现递增的趋势或者同一单位面积内,第一子结构的数量、第二子结构的数量以及第三子结构的数量递减的趋势;或者,如图16所示,第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸或者同一单位面积内,第一子结构的数量大于第二子结构的数量的同时,第三子结构表面具有第六子结构。
在一些实施例中,第一区110的掺杂浓度小于第二区120的掺杂浓度且小于第三区130的掺杂浓度,一方面可以避免位于第一电极141下方的掺杂元素浓度过大时,可能导致基底的禁带宽度收缩,导致太阳能电池的开路电压降低,有可能导致电场衰退的现象;第二方面,可以避免掺杂导电层104的掺杂浓度过大时导致的高掺杂效应(例如隧穿效应产生复合电流)。但设置掺杂浓度较高的第二区120以及第三区130,可以提高非第一电极141正对区域的载流子的传输效率,从而提升太阳能电池的开路电压,有利于提升太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中,参考图12,第一区110的第一掺杂层161的掺杂深度为30nm~300nm,优选地,第一掺杂层161的掺杂深度为50nm~280nm,具体可以为59nm、103nm、159nm、213nm或者280nm。第一掺杂层161的掺杂浓度为5E19~1E21cm-3,可选地,第一掺杂层161的掺杂浓度为8E19~9E20cm-3,具体可以为9E19cm-3、1.2E20cm-3、4.5E20cm-3、7.8E20cm-3或者9E20cm-3。
在一些实施例中,第二区120的第二掺杂层162的掺杂深度为50nm~500nm,优选地,第二掺杂层162的掺杂深度为70nm~450nm,具体可以为73nm、180nm、261nm、379nm或者450nm。第二掺杂层162的掺杂浓度为1E20~3E21cm-3,可选地,第二掺杂层162的掺杂浓度为2E20~2.5E21cm-3,具体可以为2E20cm-3、5E20cm-3、8E20cm-3、1.6E21cm-3或者2.5E21cm-3。
在一些实施例中,第三区130的第三掺杂层163的掺杂深度为200nm~1500nm,优选地,第三掺杂层163的掺杂深度为250nm~1300nm,具体可以为260nm、580nm、931nm、1060nm或者1290nm。第三掺杂层163的掺杂浓度为5E17~1E20cm-3,可选地,第三掺杂层163的掺杂浓度为6E17~1E20cm-3,具体可以为6E17cm-3、4E18cm-3、1E19cm-3、8.3E19cm-3或者1E20cm-3。
在一些实施例中,隧穿介质层103与掺杂导电层104可以用于构成基底100表面的钝化接触结构,通过形成隧穿介质层103与掺杂导电层104可以降低载流子在基底100表面的复合,从而增加太阳能电池的开路电压,提升太阳能电池的光电转换效率。具体地,隧穿介质层103可以降低基底100第一表面的缺陷态浓度,从而减少基底100第一表面的复合中心,从而降低载流子的复合速率。
掺杂导电层104用于形成场钝化层,使少数载流子逃离界面,从而降低少数载流子浓度,使得基底100界面处的载流子复合速率较低,从而使太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子较大,改善太阳能电池的光电转换性能。在一些实施例中,掺杂导电层104与基底100具有相同导电类型的掺杂元素。
在一些实施例中,隧穿介质层103还位于第二纹理结构的表面;还包括:与第二区120正对的导电传输层127,导电传输层127位于隧穿介质层103的表面,每一导电传输层127位于相邻的掺杂导电层104之间,并与掺杂导电层104侧面接触。在每两条第一电极141之间均设置导电传输层127,可以提高相邻的第一电极141之间的横向传输能力,从而提高每一第一电极141对电流的收集能力。
在一些实施例中,隧穿介质层103的材料可以包括但不限于氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、本征非晶硅和本征多晶硅等具有隧穿作用的电介质材料。具体地,隧穿介质层103可以由包括硅氧化物(SiOx)的硅氧化物层形成,硅氧化物具有良好的钝化特性,且载流子可以很容易的隧穿硅氧化物层。
在一些实施例中,一列导电传输层127中的每一导电传输层127与相邻的一列导电传输层127中的每一导电传输层127一一对应,且相对应的两个导电传输层127沿第二方向Y间隔排布。例如,第一列导电传输层127中的每一导电传输层127与第二列导电传输层127中的相对应的导电传输层127在第二方向Y上对齐分布,每一列导电传输层127为规则排布。使得导电传输层127的数量较多,从而形成较多的横向传输通道来对基底100中的载流子进行横向传输。此外,由于每一列导电传输层127为规则排布,如此,在实际制备导电传输层127的工艺中,可以简化形成导电传输层127的工艺。
在另一些实施例中,一列导电传输层127与相邻的一列导电传输层127沿第一方向X错位排布,即第一列导电传输层127中的每一导电传输层127与第二列导电传输层127中的每一导电传输层127在第二方向Y上均不正对,即第一列导电传输层127中的每一导电传输层127与第二列导电传输层127中的每一导电传输层127在第一方向X上交错开。设置多个导电传输层127交错式的排布,一方面使得导电传输层127的数量不至于过多,从而可以避免导电传输层127对入射光线吸收较多。另一方面,还可以实现在设置的导电传输层127的数量较少的同时,使得导电传输层127在基底100第一表面均匀分布,从而可以增强基底100中不同位置的载流子的横向传输能力。
在一些实施例中,沿第一方向X,靠近基底100边缘的导电传输层127的密度大于远离基底100边缘的导电传输层127的密度,例如,靠近基底100边缘的导电传输层127第一方向X上的间距小于远离基底100边缘的导电传输层127在第一方向X的间距。如此,近基底100边缘的导电传输层127的密度相较于远离基底100边缘的更大,即近基底100边缘所对应的基底100中的载流子的横向传输能力更强,使得近基底100边缘的第一电极141中的载流子浓度较大,以此对最外侧的第二电极151收集载流子的数量进行补偿,提高最外侧的第二电极151对电流汇集的能力。
在一些实施例中,导电传输层127的顶面低于或齐平于掺杂导电层104的顶面。设置导电传输层127的顶面不高于掺杂导电层104的顶面,可以防止由于导电传输层127的顶面凸出于掺杂导电层104顶面,使得导电传输层127的侧面对入射光线吸收的问题,从而可以降低导电传输层127对入射光线的寄生吸收能力。在垂直于基底100表面的方向上,导电传输层127的高度可以是掺杂导电层104高度的0.5~1.2倍。
在一些实施例中,导电传输层127内的掺杂元素类型与掺杂导电层104内掺杂元素类型相同;导电传输层127的掺杂浓度大于掺杂导电层104的掺杂浓度。掺杂导电层104与导电传输层127之间形成高低结,在基底100与导电传输层127之间构成第一内建电场,导电传输层127与掺杂导电层104之间构成第二内建电场,且第一内建电场与第二内建电场的电压朝向相同,可以形成双重电压差,趋于基底100内的多数载流子容易漂移至高掺杂的导电传输层127,进而漂移至掺杂导电层104,最后被第一电极141收集,有利于提升电池的输出电流。同时由于内建电场的存在可以阻挡高掺杂的多数载流子往低掺杂的基底100漂移。
在一些实施例中,导电传输层127的材料与掺杂导电层127的材料相同。通过设置导电传输层127与掺杂导电层104的材料相同,一方面可以减少整个生产过程中的材料种类,以便于管理。另一方面,设置导电传输层127与掺杂导电层104材料相同,使得导电传输层127与掺杂导电层104之间的接触良好,使得载流子在掺杂导电层104与导电传输层127接触界面处具有较好的传输效果,减小传输损耗。此外,还可以使得载流子在导电传输层127以及掺杂导电层104中的传输速率相近或者相同,从而可以提高载流子从导电传输层127向掺杂导电层104传输的传输效率。值得注意的是,这里的材料相同指的是,导电传输层127中具有与掺杂导电层104中相同的掺杂离子类型以及掺杂离子浓度。
具体地,在一些实施例中,掺杂导电层104的材料至少为掺杂非晶硅、掺杂多晶硅或者掺杂微晶硅材料中的一者。相应地,导电传输层127的材料也可以是掺杂非晶硅、掺杂多晶硅或者掺杂微晶硅材料中的一者。
在一些实施例中,参考图10,沿第二方向Y,导电传输层127包括间隔设置的主体部以及位于相邻的主体部之间的连接部,主体部与掺杂导电层104侧面接触,主体部的掺杂浓度小于等于连接部的掺杂浓度。由于导电传输层127作为载流子的横向传输通道,因此,邻近于导电传输层127的掺杂导电层104中的载流子浓度较高,从而使得第一电极141中,与邻近于导电传输层127的掺杂导电层104电连接的部分(主体部)具有较高的载流子浓度,且因此可以提高第一电极141的电流的汇集能力,同时,连接部处的掺杂浓度较小,对光的吸收较小,即避免导电传输层127对入射光线吸收较多的问题,进而提高太阳能电池整体的光电转换性能。
在一些实施例中,连接部的总面积与导电传输层127的面积的比值为1:11~2:3,可选地,连接部的总面积与导电传输层127的面积的比值为1/3~2/3,具体可以为0.4、0.48、0.56或者0.62。主体部的面积占比较多可以增强第一电极141的电流的收集能力,同时减少对光的吸收,提升电池效率;连接部的占比较多时,提升载流子的横向传输能力。
在一些实施例中,连接部的顶面具有陷光结构。陷光结构可以增强导电传输层127顶面对入射光线的反射能力,从而使得照射至导电传输层127顶面的入射光线可以被反射出去,防止被导电传输层127吸收。这一部分被反射的入射光线还可以继续被反射回来,例如可以被反射至未覆盖掺杂导电层104以及导电传输层127的区域,从而被基底100吸收利用,如此,可以增强基底100对入射光线的吸收利用率。
在一些实施例中,沿垂直于第一表面的方向,连接部的剖面形状包括三角形、矩形、梯形或者椭圆形,且连接部的顶面低于主体部的顶面,从而使掺杂导电层104对照射至导电传输层127顶面的入射光线起到一定的遮挡作用。另一方面,还使得入射光线可以在连接部的侧壁形成多次反射,从而降低导电掺杂层110顶面对入射光线的寄生吸收。可以理解的是,在另一些实施例中,连接部的剖面形状也可以为其它形状,仅需满足具有连接部的顶面朝向基底100凹陷这一特征即可。
在一些实施例中,第二区120的第二掺杂层162包括第一部以及第二部,第一部与主体部正对,第二部与连接部一一对应,第一部的掺杂浓度小于等于第二部的掺杂浓度。第一部的掺杂总量小于等于第二部的掺杂总量;第一部的掺杂总量小于等于第二部的掺杂总量包括:第一部的掺杂浓度小于等于第二部的掺杂浓度或沿垂直于第一表面的方向,第一部的掺杂深度小于等于第二部的掺杂深度;或者,第一部的掺杂浓度小于等于第二部的掺杂浓度以及第一部的掺杂深度小于等于第二部的掺杂深度。连接部位于相邻的主体部之间,主体部直接与掺杂导电层104侧面接触,导电传输层127用于提升电池的传输能力,与主体部正对的第一部的低掺可以避免高掺杂效应(例如隧穿效应产生复合电流);与连接部正对的第二部的高掺可以提高载流子的传输速率。
在一些实施例中,太阳能电池还包括:多个沿第一方向X间隔设置的第二电极151,第二电极151沿第二方向Y延伸,并电连接沿第二方向Y间隔排布的多个第一电极141,用于收集第一电极141中的电流进行汇集,并导出太阳能电池。可以理解的是,第二电极151不仅与第一电极141电接触,还与部分掺杂导电层104电接触,如此,使得掺杂导电层104中的载流子可以被直接传输至第二电极151中,而无需经过第一电极141,可以提高第二电极151对电流的汇集能力。
在一些实施例中,相邻的第二电极151之间至少具有一个导电传输层127,也就是说,第二电极151与导电传输层127间隔设置,如此,可以通过导电传输层127对第二电极151进行限位,使得在制备第二电极151的工艺过程中,不进行额外的定位处理即可以确定第二电极151的位置,便于对第二电极151的印刷,简化工艺流程。太阳能电池还包括:导电连接层128,导电连接层128位于导电传输层127与第二电极151之间,导电连接层128相对的侧面分别与导电传输层127的侧面以及第二电极151的表面接触,使得第二电极151可以通过掺杂导电层104收集基底100的电流,而无需经过第一电极141。
在一些实施例中,基底还包括第四掺杂层164,第四掺杂层164与导电连接层128正对,第四掺杂层164的掺杂浓度大于等于第一掺杂层161的掺杂浓度且小于等于第三掺杂层163的掺杂浓度。第四掺杂层164的掺杂浓度大于等于第一掺杂层161的掺杂浓度且小于等于第三掺杂层163的掺杂浓度的技术效果与第一掺杂层161的掺杂浓度小于第二掺杂层162的掺杂浓度且小于第三掺杂层163的掺杂浓度的技术效果类似,在这里不过多赘述。
在一些实施例中,当第一表面101为背光面,钝化层105可以视为后钝化层。钝化层105可以为单层结构或叠层结构,钝化层105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。太阳能电池还包括:位于钝化层105表面的减反射层106,减反射层106的材料包括氮化硅或者氮氧化硅。利用氮化硅或者氮氧化硅的高折射率减小入射光的反射。
第一电极141为太阳能电池的栅线,用于收集并汇总太阳能电池的电流。第一电极141可以由烧穿型浆料烧结而成。第一电极141的材料可以为铝、银、金、镍、钼或铜的一种或多种。在一些情况下,第一电极141是指细栅线或指状栅线,以区别于主栅线或者汇流条。
在一些实施例中,太阳能电池还包括:发射极107,发射极107位于基底100的第二表面102,发射极107具有与基底100不同的掺杂元素类型;第一钝化层108,第一钝化层108位于发射极107远离基底100的表面,当第二表面102为受光面,第一钝化层108视为前钝化层;多个间隔设置的电极142,且电极142贯穿第一钝化层108且与发射极107接触。
在一些实施例中,第一钝化层108可以为单层结构或叠层结构,第一钝化层108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由烧穿型浆料烧结而成。电极142与发射极107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。在一些实施例中,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。第一电极141为正电极或负电极的一者,电极142为正电极或负电极的另一者。
在一些实施例中,发射极107远离基底100的表面还可以具有减反层,减反层起到对入射光线进行减反射的作用。在一些实施例中,减反层可以为氮化硅层,氮化硅层可以包括氮化硅材料。在另一些实施例中,减反层也可以设置为多层结构,例如可以为氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅中的一种或多种材料构成的叠层结构。
在另一些实施例中,基底100的第二表面102也可以具有与基底100第一表面101相类似的结构,例如基底100的第二表面可以具有沿远离基底100第二表面依次堆叠设置的第二隧穿介质层以及第二掺杂导电层,其中,第二掺杂导电层中的掺杂离子类型与掺杂导电层102中的掺杂离子类型不同。
本申请实施例提供一种太阳能电池,基底的第一表面具有第一区、第二区以及第三区,第一区具有第一纹理结构,第二区具有第二纹理结构,第三区具有第三纹理结构,第一纹理结构的第一子结构的顶面平均一维尺寸小于第二纹理结构的第二子结构的顶面平均一维尺寸,且在第一纹理结构表面形成局部隧穿介质层以及掺杂导电层。如此,通过改变电极正对区域的纹理结构以及电极非正对区域的纹理结构的形貌,实现第一纹理结构的塔基更小,利用隧穿介质层以及掺杂导电层形成局部重掺杂区域,可以降低电极正对区域的接触电阻以及非正对区域的复合速率。第二纹理结构的塔基更大的设计提升太阳能电池背面的光学内反射效果和背面钝化效果,提高短路电流和开路电压,整体提高电池效率。而且,由于第一子结构的顶面平均一维尺寸小于第二子结构的顶面平均一维尺寸,两者在光学识别上具有差别,由此可以通过差别实现电极的自对准,避免电极发生偏移,进而可以避免后续焊带的偏移,提升电池性能。
图17为本申请另一实施例提供的一种光伏组件的一种结构示意图。
本申请实施例还提供一种光伏组件,参考图17,光伏组件包括电池串,电池串由多个上述实施例提供的太阳能电池20连接而成;封装层21,封装层21用于覆盖电池串的表面;盖板22,盖板22用于覆盖封装层21远离电池串的表面。太阳能电池20以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串,多个电池串以串联和/或并联的方式进行电连接。
具体地,在一些实施例中,多个电池串之间可以通过导电带电连接。封装层21包括第一封装层211以及第二封装层212,第一封装层211覆盖太阳能电池20的正面或者背面的其中一者,第二封装层覆盖太阳能电池20的正面或者背面的另一者,具体地,第一封装层211或第二封装层212的至少一者可以为聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral,简称PVB)胶膜、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜等有机封装胶膜。在一些实施例中,盖板22可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地,盖板22朝向封装层21的表面可以为凹凸表面,从而增加入射光线的利用率。盖板22包括第一盖板221以及第二盖板222,第一盖板221与第一封装层211相对,第二盖板222与第二封装层212相对。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。此外,本申请说明书的实施例以及所示出的附图仅为示例说明,并非本申请权利要求所保护的全部范围。
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,而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各种改动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (22)
1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
基底,所述基底的第一表面具有多个沿第一方向间隔设置的第一区、位于相邻的所述第一区之间的第二区以及第三区;
所述第一区的表面具有第一纹理结构,所述第一纹理结构包括两个或多个第一子结构;所述第二区的表面具有第二纹理结构,所述第二纹理结构包括两个或多个第二子结构,所述第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于所述第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸;
所述第三区的表面具有第三纹理结构,所述第三纹理结构包括两个或多个第三子结构;
隧穿介质层,所述隧穿介质层位于所述第一纹理结构的表面;
多个沿所述第一方向间隔排布的掺杂导电层,所述掺杂导电层与所述第一区正对,且位于所述隧穿介质层表面;
多个沿所述第一方向间隔排布的第一电极,所述第一电极沿所述第二方向延伸,每一所述第一电极设置于所述掺杂导电层远离所述基底的一侧,并与所述掺杂导电层电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于所述第三子结构的顶部表面的平均一维尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二子结构的顶部表面的平均一维尺寸小于或等于所述第三子结构的顶部表面的平均一维尺寸。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,在同一单位面积内,所述第一子结构的数量大于所述第二子结构的数量。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一子结构的顶面与底面之间的高度大于所述第二子结构的顶面与底面之间的高度。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一子结构的顶面与底面之间的高度大于所述第三子结构的顶面与底面之间的高度。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,最外侧的第一子结构与相邻的所述第一子结构的排布方式为至少部分堆叠或者邻接非堆叠排布。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一子结构、所述第二子结构和/或所述第三子结构的顶部表面为多边形平面。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一子结构、所述第二子结构和/或所述第三子结构的表面具有微纹理结构,所述微纹理结构包括至少一个凸起结构;沿垂直于所述基底表面的方向,所述凸起结构的顶面与底面之间的高度小于或等于2μm。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池,其特征在于,所述凸起结构的底面的平均一维尺寸范围为5μm~60μm;所述凸起结构的顶面的平均一维尺寸范围为0.01μm~5μm。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述隧穿介质层还位于所述第二纹理结构的表面;还包括:与所述第二区正对的导电传输层,所述导电传输层位于所述隧穿介质层的表面,每一所述导电传输层位于相邻的所述掺杂导电层之间,并与所述掺杂导电层侧面接触。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,所述导电传输层内的掺杂元素类型与所述掺杂导电层内掺杂元素类型相同;所述导电传输层的掺杂浓度大于所述掺杂导电层的掺杂浓度。
13.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一区的掺杂浓度小于所述第二区的掺杂浓度且小于所述第三区的掺杂浓度。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一方向,所述导电传输层包括间隔设置的主体部以及位于相邻的所述主体部之间的连接部,所述主体部与所述掺杂导电层侧面接触,所述主体部的掺杂浓度小于等于所述连接部的掺杂浓度。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二区包括第一部以及第二部,所述第一部与所述主体部正对,所述第二部与所述连接部一一对应,所述第一部的掺杂浓度小于等于所述第二部的掺杂浓度。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池,其特征在于,沿垂直于所述第一表面的方向,所述第一部的厚度小于等于所述第二部的厚度。
17.根据权利要求14所述的太阳能电池,其特征在于,沿垂直于所述第一表面的方向,所述连接部的剖面形状包括三角形、矩形、梯形或者椭圆形。
18.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底的材料与所述掺杂导电层的材料或所述导电传输层的材料的至少一者相同。
19.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,还包括:钝化层,所述钝化层位于所述掺杂导电层、所述导电传输层以及所述第三纹理结构的表面。
20.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,还包括:多个沿所述第二方向间隔设置的第二电极,所述第二电极沿所述第一方向延伸,并电连接沿所述第一方向间隔排布的多个所述第一电极,相邻的所述第二电极之间至少具有一个所述导电传输层;导电连接层,所述导电连接层位于所述导电传输层与所述第二电极之间,所述导电连接层相对的侧面分别与所述导电传输层的侧面以及所述第二电极的表面接触。
21.根据权利要求20所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底还包括第四区,所述第四区与所述导电连接层正对,所述第四区的掺杂总量大于等于所述第一区的掺杂浓度且小于等于所述第三区的掺杂浓度。
22.一种光伏组件,其特征在于,包括:
电池串,所述电池串由多个如权利要求1~21任一项所述太阳能电池连接而成;
封装层,所述封装层用于覆盖所述电池串的表面;
盖板,所述盖板用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。
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2022
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