CN116314132A - 太阳能电池及其标记方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池及其标记方法，太阳能电池包括：硅片基底，硅片基底包括相对设置的正面和背面，正面为形成太阳能电池入光面的一侧；功能层，功能层位于正面远离背面的一侧，功能层远离硅片基底的一侧包括至少一个标识区，标识区用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，标识区包括多个凹坑，沿垂直硅片基底的方向上，凹坑的深度小于功能层的厚度。通过在硅片基底形成功能层后，在功能层形成标识区，可以有效避免损伤硅片基底。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体地，涉及一种太阳能电池及其标记方法。
背景技术
在太阳能电池的生产过程中，为了方便对电池进行追踪，需要在电池上制作标记以示区分。
但是，在现有技术中，利用硅片基底制造具有一个活跃区的太阳能电池，运用激光照射在硅片基底表面上生成至少一个凹坑，构成标记，标记位于由半导体晶片构成的太阳能电池的活跃区内，以上方式在硅片基底上进行激光标记必然会对硅片基底造成损伤。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种太阳能电池及其标记方法，通过在硅片基底形成功能层后，在功能层形成标识区，可以有效避免损伤硅片基底。
一方面，本发明提供一种太阳能电池，包括
硅片基底，所述硅片基底包括相对设置的正面和背面，所述正面为形成所述太阳能电池入光面的一侧；
功能层，所述功能层位于所述正面远离所述背面的一侧，所述功能层远离所述硅片基底的一侧包括至少一个标识区，所述标识区用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，所述标识区包括多个凹坑，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑的深度小于所述功能层的厚度。
在一些可选的实施例中，所述功能层包括减反射膜。
在一些可选的实施例中，所述功能层包括N层；
沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑贯穿第1至第N-1层；
其中，所述N＞2，且N为正整数。
在一些可选的实施例中，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述功能层的厚度为80-120nm。
在一些可选的实施例中，所述标识区在所述硅片基底所在平面的正投影的面积为2mm2-25mm2。
在一些可选的实施例中，所述标识区的数量为1-20个。
又一方面，本发明提供了一种太阳能电池的标记方法，包括：
提供硅片基底，所述硅片基底包括相对设置的正面和反面，所述正面为形成所述太阳能电池出光面的一侧；
在所述硅片基底的所述正面上形成功能层；
利用低功率激光在所述功能层远离所述硅片基底的一侧照射生成至少一个标识区，所述标识区包括多个凹坑，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑的深度小于所述功能层的厚度；
其中，所述低功率激光的功率范围为2.5-5W。
在一些可选的实施例中，所述功能层包括减反射膜。
在一些可选的实施例中，所述低功率激光的脉冲宽度为100-200fs。
在一些可选的实施例中，所述低功率激光的波长范围为690-1040nm。
与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池及其标记方法，太阳能电池，包括硅片基底，所述硅片基底包括相对设置的正面和背面，所述正面为形成所述太阳能电池入光面的一侧；功能层，所述功能层位于所述正面远离所述背面的一侧，所述功能层远离所述硅片基底的一侧包括至少一个标识区，所述标识区用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，所述标识区包括多个凹坑，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑的深度小于所述功能层的厚度。本发明提供的太阳能电池可以通过在硅片基底的正面设有功能层，并在功能层远离硅片基底的一侧设置标识区，限定标识区内的凹坑的深度小于功能层的深度，相对于现有技术中直接在硅片基底上形成凹坑可以有效避免标识区内的凹坑导致硅片基底的破损。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为现有技术中一种太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明提供的一种太阳能电池的结构示意图；
图3为图2中N-N’向的一种剖面图；
图4为图2中N-N’向的又一种剖面图；
图5为图2中N-N’向的又一种剖面图；
图6为本发明提供的又一种太阳能电池的结构示意图；
图7为本发明提供的又一种太阳能电池的结构示意图；
图8为本发明提供的又一种太阳能电池标记方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
结合图1所示，图1为现有技术中一种太阳能电池的结构示意图。现有技术提供了一种太阳能电池000，包括硅片基底01，在硅片基底01的表面形成多个凹坑02，多个凹坑02形成标记区03，标记区03用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录。
其中，凹坑02是通过激光照射的方式直接形成在硅片基底01的表面上，以及由于激光设备在制作凹坑02时功率过大，会明显导致损伤硅片基底01，而硅片基底01损伤的位置处无法实现电流传输，那么产生电流的区域就减小了，降低光生电流效率。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种太阳能电池及其标记方法。关于本发明提供的太阳能电池及其标记方法的实施例，下文将详述。
本实施例中，请参考图2和图3所示，图2为本发明提供的一种太阳能电池的结构示意图，图3为图2中N-N’向的一种剖面图。本实施例提供的一种太阳能电池100，包括：硅片基底10，硅片基底10包括相对设置的正面11和背面12，正面11为形成太阳能电池入光面的一侧；功能层20，功能层20位于正面11远离背面12的一侧，功能层20远离硅片基底10的一侧包括至少一个标识区S，标识区S用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，标识区S包括多个凹坑S0，沿垂直硅片基底10的方向上，凹坑S0的深度小于功能层20的厚度。
可以理解的是，本实施例提供的一种太阳能电池100在硅片基底10的正面11上形成有功能层20，在功能层20远离硅片基底10的一侧形成标识区S，标识区S用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，满足太阳能电池产品可追溯。标识区S形成在功能层20远离硅片基底10的一侧，标识区S包括多个凹坑S0，进一步限定沿垂直硅片基底10的方向Y上，凹坑S0的深度为d1，功能层20的厚度为d2，其中，d1＜d2，也即可以保证凹坑S0仅位于功能层20内，并未贯穿功能层20，可以有效避免标识区S内的凹坑S0损伤硅片基底10，由此，也即可以有效避免现有技术中直接在硅片基底表面形成凹坑对硅片基底的损伤，进而可以避免影响产生电流的区域的面积，提高光生电流效率。其中，本发明对功能层20的具体材质以及厚度不做限定，只要保证沿垂直硅片基底10的方向上，凹坑S0的深度小于功能层20的厚度即可。
在一些可选的实施例中，继续结合图2和图3所示，本实施例提供的太阳能电池100：功能层20包括减反射膜。所述功能层20可以用于钝化所述太阳能电池100的基底缺陷以及减少入射光的反射。
可以理解的是，为了提高太阳能能电池的转换效率，降低电池表面的光反射，增加光的有效吸收是十分必要的。目前通常会采在电池基底表面镀上光学减反射膜，通过光的干涉作用来减少反射光。并且，减反射膜还需具有一定的钝化效果，这样有助于进一步提高太阳能电池的光电转换效率。在此基础上，本实施例提供的太阳能电池100可以将功能层20包括减反射膜，一方面，无需设置功能层20叠加减反射膜双层结构，有利于太阳能电池100的轻薄化，另一方面，功能层20可以同时集成减反射膜的作用和保护硅片基底20的作用，有利于提高太阳能电池100的工艺制程。
可选的，减反射膜一般可以为单层或叠层结构，例如，所述减反射膜可以包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅等膜层中的至少一种。但本发明对减反射膜的具体结构不做限定，可以根据实际需求设置。
在一些可选的实施例中，结合图2、图4和图5所示，图4为图2中N-N’向的又一种剖面图，图5为图2中N-N’向的又一种剖面图。本实施例提供的太阳能电池100：功能层20包括N层；沿垂直硅片基底10的方向上，凹坑S0贯穿第1至第N-1层；其中，N＞2，且N为正整数。
其中，图4和图5仅以N＝2为例，但并不限于此，可以根据实际情况设置N的数值。可以理解的是，本实施例提供的太阳能电池100，继续结合图4所示，功能层20包括两层，分别为第一功能层21和第二功能层22，第一功能层21位于第二功能层22和硅片基底10之间，进而可以设置凹坑S0贯穿第二功能层22，抵接于第一功能层21，也即凹坑S0并未延伸至第一功能层21内。但也可以继续结合图5所示，功能层20包括两层，分别为第一功能层21和第二功能层22，第一功能层21位于第二功能层22和硅片基底10之间，凹坑S0贯穿第二功能层22，并延伸至第一功能层21内，但是凹坑S0并未贯穿第一功能层21，所以无论图4或者图5所示的太阳能电池100功能层20内最靠近硅片基底10一侧的膜层均未被凹坑S0贯穿，可以起到保护硅片基底10的作用，有效避免标识区S内的凹坑S0损伤硅片基底10。
可选的，功能层20包括为减反射膜，由于减反射膜一般均为双层或者双层以上的结构，例如双层氮化硅结构，或者氮化硅叠加氧化硅结构，多层减反射膜，可以进一步起到保护硅片基底10的作用，有效避免标识区S内的凹坑S0损伤硅片基底10。
在一些可选的实施例中，继续结合图2和图3所示，本实施例提供的太阳能电池100：沿垂直硅片基底10的方向Y上，功能层20的厚度为80-120nm。
可以理解的是，本实施例提供的太阳能电池100中功能层20的厚度d2的范围是80-120nm，如设置功能层20的厚度d2＜80nm会导致功能层20整体的厚度过薄，而有可能使得凹坑S0贯穿功能层20，以及如设置功能层20的厚度d2＞120nm会导致影响入光效率，进而设置80nm≤d2≤120nm，既保证可以有效避免标识区S内的凹坑S0损伤硅片基底10，又可以避免对太阳能电池入射效率的影响。但本发明对d2的具体数值不做限定，可以根据实际情况设置。
在一些可选的实施例中，继续结合图2所示，本实施例提供的太阳能电池100：标识区S在硅片基底10所在平面的正投影的面积为2mm2-25mm2。
可以理解的是，图2仅示意出标识区S的形状为矩形，但并不限制于此，也可以为圆形、三角形或者多边形，可以根据实际情况设置。进一步，本实施例设置标识区S在硅片基底10所在平面的正投影的面积为2mm2-25mm2，如标识区S在硅片基底10所在平面的正投影的面积小于2mm2时，会导致标识区S过小则不易被识别，可能追踪不到太阳能电池片100，如标识区S在硅片基底10所在平面的正投影的面积大于25mm2时，会导致标识区S过大，占用的区域较大，那么产生电流实现电流传输的区域就减小了，降低光生电流效率，所以限定标识区S在硅片基底10所在平面的正投影的面积为2mm2-25mm2，既可以满足太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，又可以避免标识区S过大或者过小对太阳能电池100产生不良影响。
在一些可选的实施例中，继续结合图2所示，本实施例提供的太阳能电池100：标识区S的数量为1-20个。其中，图2仅以包括一个标识区S为例，但并不限制于此，可以理解的是，硅片基底10可以为一个初始硅片基底母版，后续将划分为多个子硅片基底，进而可以根据划分的子硅片基底的数量设置标识区S的数量，以便于使得子硅片基底与标识区S一一对应，满足太阳能电池片生产过程中的跟踪记录需求。
在一些可选的实施例中，结合图6和图7所示，图6为本发明提供的又一种太阳能电池的结构示意图，图7为本发明提供的又一种太阳能电池的结构示意图。本实施例提供的太阳能电池100为了导出硅片基底10中光伏效应生成的电流，需要在硅片基底10表面设置栅线电极，栅线电极可以由主栅线G1和细栅线G2两部分构成，主栅线G1和细栅线G2的材料可以为铜、镍、铝、银或铝银合金等导电金属材料。需要说明的是，图6和图7中对于细栅线G1和主栅线G2的数量和间距不作为实际产品的限定，仅为示意性说明。其中，标识区S与主栅线G1和细栅线G2均无交叠。继续结合图6所示，细栅线G2分段设置，标识区S位于相邻细栅线G2的间隙位置处，也即利用对细栅线G2的结构设置规避标识区S。继续结合恶徒7所示，可以设置标识区S中的每一个凹坑S0与主栅线G1和细栅线G2无交叠。从而可以避免细栅线G2对标识区S造成遮挡，利于读取太阳能电池100的身份信息。
在一些可选的实施例中，结合图8所示，图8为本发明提供的又一种太阳能电池标记方法的流程图。本实施例提供的一种太阳能电池的标记方法，包括：
步骤S1：提供硅片基底，硅片基底包括相对设置的正面和反面，正面为形成太阳能电池出光面的一侧；
步骤S2：在硅片基底的正面上形成功能层；
步骤S3：利用低功率激光在功能层远离硅片基底的一侧照射生成至少一个标识区，标识区包括多个凹坑，沿垂直硅片基底的方向上，凹坑的深度小于功能层的厚度；
其中，低功率激光的功率范围为2.5-5W。
可以理解的是，本实施例提供的一种太阳能电池的标记方法，在硅片基底的正面上形成功能层，利用低功率激光在功能层远离硅片基底的一侧照射生成至少一个标识区，标识区用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，满足太阳能电池产品可追溯。标识区形成在功能层远离硅片基底的一侧，标识区包括多个凹坑，进一步限定沿垂直硅片基底的方向上，凹坑的深度小于功能层的厚度。也即可以保证凹坑仅位于功能层内，并未贯穿功能层，可以有效避免标识区内的凹坑损伤硅片基底，由此，也即可以有效避免现有技术中直接在硅片基底表面形成凹坑对硅片基底的损伤。。其中，采用低功率激光在功能层远离硅片基底的一侧照射生成至少一个标识区，避免采用高功率激光形成的凹坑贯穿功能层而损伤硅片基底，以及设置低功率激光的功率范围为2.5-5W，可以限定凹坑的深度，使其不会贯穿功能层。优选的，低功率激光的功率为2.5W。
可选的，低功率激光的脉冲宽度为100-200fs，优选的，低功率激光的脉冲宽度为100fs。
可选的，低功率激光的波长范围为690-1040nm。
可以理解的是，上述对低功率激光的限定，可以约束激光形成凹坑的深度，使其不会贯穿功能层，进而起到保护硅片基底的效果。但本发明对上述低功率激光的具体参数数值不做限定，只要保证激光形成的凹坑的深度小于功能层的厚度即可。
在一些可选的实施例中，继续结合图8所示，本实施例提供的一种太阳能电池的标记方法中，功能层包括减反射膜。
可以理解的是，为了提高太阳能能电池的转换效率，降低电池表面的光反射，增加光的有效吸收是十分必要的。目前通常会采在电池表面镀上光学减反射膜，通过光的干涉作用来减少反射光。并且，减反射膜还需具有一定的钝化效果，这样有助于进一步提高太阳能电池的光电转换效率。在此基础上，本实施例提供的太阳能电池可以将功能层包括减反射膜，一方面，无需设置功能层叠加减反射膜双层结构，有利于太阳能电池的轻薄化，另一方面，功能层可以同时集成减反射膜的作用和保护硅片基底的作用，有利于提高太阳能电池的工艺制程。
在一些可选的实施例中，继续结合图8所示，本实施例提供的一种太阳能电池的标记方法中，在形成标识区后还需进行多项制程进行太阳能电池成品，由于后续多项的制程中有可能对标识区造成遮挡或者损伤，影响对太阳能电池的身份识别，为了避免上述问题，还可以在形成标识区后的至少一个制程中行辅助标识区，辅助标识区的编码信息和标识区的编码信息相同，且设置辅助标识区在硅片基底所在平面的正投影与标识区在硅片基底所在平面的正投影无交叠，基于辅助标识区和标识区的位置不同，以提高最终的解码成功率，对太阳能电池进行追踪。
通过上述实施例可知，本发明提供的太阳能电池及其标记方法，至少实现了如下的有益效果：
与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池及其标记方法，太阳能电池，包括硅片基底，所述硅片基底包括相对设置的正面和背面，所述正面为形成所述太阳能电池入光面的一侧；功能层，所述功能层位于所述正面远离所述背面的一侧，所述功能层远离所述硅片基底的一侧包括至少一个标识区，所述标识区用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，所述标识区包括多个凹坑，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑的深度小于所述功能层的厚度。本发明提供的太阳能电池可以通过在硅片基底的正面设有功能层，并在功能层远离硅片基底的一侧设置标识区，限定标识区内的凹坑的深度小于功能层的深度，可以有效避免标识区内的凹坑导致硅片基底的破损。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
硅片基底，所述硅片基底包括相对设置的正面和背面，所述正面为形成所述太阳能电池入光面的一侧；
功能层，所述功能层位于所述正面远离所述背面的一侧，所述功能层远离所述硅片基底的一侧包括至少一个标识区，所述标识区用于太阳能电池片生产过程中的跟踪记录，所述标识区包括多个凹坑，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑的深度小于所述功能层的厚度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述功能层包括减反射膜。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述功能层包括N层；
沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑贯穿第1至第N-1层；
其中，所述N＞2，且N为正整数。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述功能层的厚度为80-120nm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述标识区在所述硅片基底所在平面的正投影的面积为2mm2-25mm2。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述标识区的数量为1-20个。
7.一种太阳能电池的标记方法，其特征在于，包括：
提供硅片基底，所述硅片基底包括相对设置的正面和反面，所述正面为形成所述太阳能电池出光面的一侧；
在所述硅片基底的所述正面上形成功能层；
利用低功率激光在所述功能层远离所述硅片基底的一侧照射生成至少一个标识区，所述标识区包括多个凹坑，沿垂直所述硅片基底的方向上，所述凹坑的深度小于所述功能层的厚度；
其中，所述低功率激光的功率范围为2.5-5W。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的标记方法，其特征在于，所述功能层包括减反射膜。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池的标记方法，其特征在于，所述低功率激光的脉冲宽度为100-200fs。
10.根据权利要求7所述的太阳能电池的标记方法，其特征在于，所述低功率激光的波长范围为690-1040nm。
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