CN116314382B - 太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统 - Google Patents

太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及太阳能电池技术领域。本申请涉及一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。太阳能电池包括:基底,包括相对设置的第一面、第二面,以及邻接于第一面和第二面之间的多个第一侧面;其中,至少在基底的第一面和第一侧面的部分表面设有绒面结构;掺杂导电层,至少设置于第一面和第一侧面的部分表面,以覆盖绒面结构;第一钝化膜层,层叠设置于掺杂导电层上,第一钝化膜层至少覆盖第一面和第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层;钝化接触层,设置于第二面;以及第二钝化膜层,层叠设置于钝化接触层上,第二钝化膜层覆盖第二面,以覆盖钝化接触层。本申请能够提高太阳能电池的效率。

Description

太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域,特别是涉及一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。
背景技术
随着光伏技术的快速发展,晶体硅太阳能电池的转换效率逐年提高。目前TOPCon电池凭借效率高、工业工艺制程成熟度较高等诸多优点脱颖而出,行业内许多厂家开始加大对于TOPCon电池的研发进度。相关技术中,TOPCon电池的制作过程中,正面、背面均存在掺杂工艺,使得正背面的载流子横向传输能力较强,使得电池的侧面存在大量的复合,也容易在电池侧面产生漏电的问题,从而降低了太阳能电池的效率。
发明内容
基于此,有必要提供一种效率较高的太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。
本申请实施例第一方面提供一种太阳能电池,包括:
基底,包括相对设置的第一面、第二面,以及邻接于第一面和第二面之间的多个第一侧面;其中,至少在基底的第一面和第一侧面的部分表面设有绒面结构;
掺杂导电层,至少设置于第一面和第一侧面的部分表面,以覆盖绒面结构;
第一钝化膜层,层叠设置于掺杂导电层上,第一钝化膜层至少覆盖第一面和第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层;
钝化接触层,设置于第二面;以及
第二钝化膜层,层叠设置于钝化接触层上,第二钝化膜层覆盖第二面,以覆盖钝化接触层。
在其中一个实施例中,第一侧面包括设有绒面结构的绒面区域,以及与绒面区域邻接的平坦区域;
第一钝化膜层在第一侧面完全覆盖绒面区域,以及覆盖平坦区域的至少部分。
在其中一个实施例中,第一钝化膜层位于第一侧面的膜层沿基底的厚度方向的边缘,与钝化接触层的远离基底的表面齐平。
在其中一个实施例中,基底还包括邻接于第一面和第二面之间的至少一个切割边缘侧面;
绒面结构仅设置于第一面和第一侧面的部分表面,掺杂导电层仅设置于第一面和第一侧面的部分表面,以覆盖绒面结构。
在其中一个实施例中,切割边缘侧面在切割边缘侧面的法线方向上,与掺杂导电层、第一钝化膜层、钝化接触层、以及第二钝化膜层中与切割边缘侧面位于同侧的边缘相齐平。
在其中一个实施例中,第一钝化膜层还覆盖切割边缘侧面的至少部分。
在其中一个实施例中,第二钝化膜层还覆盖切割边缘侧面的至少部分区域,以在切割边缘侧面至少部分地覆盖第一钝化膜层。
在其中一个实施例中,基底还包括邻接于第一面和第二面之间的至少一个切割边缘侧面;
切割边缘侧面上也具有绒面结构;掺杂导电层设置于第一面、第一侧面的部分表面、以及切割边缘侧面的部分表面,以覆盖绒面结构;
第一钝化膜层还覆盖切割边缘侧面的至少部分,以至少覆盖掺杂导电层。
在其中一个实施例中,第二钝化膜层还覆盖切割边缘侧面的至少部分区域,以在切割边缘侧面至少部分地覆盖第一钝化膜层。
在其中一个实施例中,第二钝化膜层还覆盖第一侧面的至少部分区域,以在第一侧面至少部分地覆盖第一钝化膜层。
在其中一个实施例中,第一侧面包括设有绒面结构的绒面区域,以及与绒面区域邻接的平坦区域;
第一钝化膜层位于第一侧面的膜层包括覆盖于平坦区域的第一部分;
第二钝化膜层至少覆盖第一部分。
在其中一个实施例中,第一钝化膜层位于第一侧面的膜层还包括覆盖于绒面区域上的第二部分;
第二钝化膜层覆盖第一部分和第二部分的至少部分。
在其中一个实施例中,第二钝化膜层位于第一部分和第二部分上的膜层中,沿基底的厚度方向的边缘,与第一钝化膜层的沿基底的厚度方向的外表面齐平。
在其中一个实施例中,基底的第一面上的绒面结构和第一侧面上的绒面结构为连续结构;或者,基底的第一面上的绒面结构和第一侧面上的绒面结构之间具有间距。
在其中一个实施例中,第一钝化膜层包括层叠在掺杂导电层上的第一钝化层和第一减反射层;和/或
第二钝化膜层包括层叠在钝化接触层上的至少一层第二减反射层。
本申请实施例第二方面提供一种太阳能电池的制作方法,包括:
提供一基片;基片包括基底和掺杂导电层;基底包括相对设置的第一面、第二面,以及邻接于第一面和第二面之间的多个第一侧面;至少在基底的第一面和第一侧面的部分表面设有绒面结构;掺杂导电层至少设于第一面和第一侧面的部分表面,以覆盖绒面结构;
在基底的第二面形成钝化接触层;
在掺杂导电层上形成第一钝化膜层;其中,第一钝化膜层至少覆盖第一面和第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层;
在钝化接触层上形成第二钝化膜层,以形成太阳能电池基体;其中,第二钝化膜层覆盖第二面,以覆盖钝化接触层。
在其中一个实施例中,在钝化接触层上形成第二钝化膜层的步骤之后还包括:
沿太阳能电池基体的厚度方向进行激光切割,以形成至少两个太阳能电池。
在其中一个实施例中,提供一基片包括:
至少对基底的第一面和第一侧面进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对基底进行刻蚀处理,以使基底的第二面以及各第一侧面上的第一目标区域露出;
其中,第一目标区域为基底的各第一侧面上邻近于第二面,且与第二面邻接的区域。
在其中一个实施例中,提供一基片的步骤包括:
将基底胚料沿厚度方向进行切割,以形成至少两个基底,并在基底上形成切割边缘侧面;
至少对基底的第一面、第一侧面和切割边缘侧面进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对基底进行刻蚀处理,使基底的第二面、各第一侧面上的第一目标区域以及各切割边缘侧面上的第二目标区域露出;以使基底的第一面、第一侧面各自的部分表面和切割边缘侧面各自的部分表面形成绒面结构和覆盖绒面结构的掺杂导电层;
其中,第一目标区域为各第一侧面上邻近于第二面,且与第二面邻接的区域;第二目标区域为各切割边缘侧面上邻近于第二面,且与第二面邻接的区域。
在其中一个实施例中,在基底的第二面形成钝化接触层的步骤包括:
在基片的各表面上依次层叠形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层;
刻蚀去除基片的第一侧的表面和基片的各侧面上的氧化物材料层;
刻蚀去除基片的第一侧的表面和基片的侧面上的多晶硅掺杂材料层和隧穿材料层;
其中,第一侧为基底的第一面的一侧。
在其中一个实施例中,在钝化接触层上形成第二钝化膜层的步骤之后还包括:
在第一钝化膜层和第二钝化膜层上分别制作电极。
本申请实施例第三方面提供一种光伏组件,包括至少一个电池串,电池串包括至少两个上述的太阳能电池。
本申请实施例第四方面提供一种光伏系统,包括上述的光伏组件。
本申请实施例第五方面提供一种太阳能电池的制作方法,包括:
提供基片;基片包括基底和掺杂导电材料层;基底包括相对设置的第一面、第二面,以及邻接于第一面和第二面之间的多个第一侧面;基底的第一面和第一侧面的部分表面具有绒面结构;掺杂导电材料层设于第一面和第一侧面的部分表面,以覆盖绒面结构;
在基片的各表面形成钝化接触材料层;
将形成钝化接触材料层的基片沿基底的厚度方向切割,以形成至少两个子基片,以使掺杂导电材料层形成掺杂导电层;
刻蚀去除子基片的第一侧的表面和各侧面上的钝化接触材料层,以在子基片上形成钝化接触层,第一侧为基底的第一面的一侧;
在掺杂导电层上形成第一钝化膜层;其中,第一钝化膜层至少覆盖第一面和第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层;第一钝化膜层还覆盖切割边缘侧面的至少部分,其中,切割边缘侧面为子基片中被切割而成的侧面。
在其中一个实施例中,提供基片包括:
至少对基底的第一面和第一侧面进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对基底进行刻蚀处理,以使基底的第二面以及各第一侧面上的第一目标区域露出;
其中,第一目标区域为基底的各第一侧面上邻近于第二面,且与第二面邻接的区域。
在其中一个实施例中,对基底进行刻蚀处理,以使基底的第二面以及各第一侧面上的第一目标区域露出的步骤包括:
对制绒处理和掺杂元素扩散后的基底进行刻蚀,使第二面和各第一目标区域上的绒面结构露出;
对露出的绒面结构进行刻蚀去除,以使基底的第二面、以及各第一侧面上的第一目标区域露出。
在其中一个实施例中,在基片的各表面形成钝化接触材料层的步骤包括:
在基片的各表面上依次层叠形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层。
在其中一个实施例中,刻蚀去除子基片的第一侧的表面和各侧面上的钝化接触材料层,以在子基片上形成钝化接触层的步骤包括:
刻蚀去除子基片的第一侧的表面和子基片的各侧面上的氧化物材料层;
刻蚀去除子基片的第一侧的表面和子基片的各侧面上的多晶硅掺杂材料和隧穿材料层;并对子基片的切割边缘侧面进行刻蚀抛光。
在其中一个实施例中,通过链式机进行刻蚀去除氧化物材料层的步骤;
通过槽式机进行去除多晶硅掺杂材料和隧穿材料层的步骤。
在其中一个实施例中,刻蚀去除子基片的第一侧的表面和子基片的各侧面上的多晶硅掺杂材料和隧穿材料层的步骤之后还包括:
刻蚀去除子基片的第二侧的表面上的氧化物材料层;其中,第二侧为基底的第二面的一侧。
在其中一个实施例中,在掺杂导电层上形成第一钝化膜层之后还包括:
在钝化接触层上形成第二钝化膜层;其中,第二钝化膜层至少覆盖第二面、第一侧面的至少部分区域,以及切割边缘侧面的至少部分区域,以覆盖钝化接触层和第一钝化膜层的至少部分。
在其中一个实施例中,在钝化接触层上形成第二钝化膜层的步骤之后还包括:
在第一钝化膜层和第二钝化膜层上分别制作电极,以形成太阳能电池。
在其中一个实施例中,将形成钝化接触材料层的基片沿基底的厚度方向切割,以形成至少两个子基片的步骤包括:
将形成钝化接触材料层的基片沿基底的厚度方向进行激光切割,以形成两个大小相同的子基片。
上述的太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统的有益效果:
通过使基底的第一面和第一侧面的部分表面设有绒面结构,掺杂导电层设置于第一面和第一侧面的部分表面,以覆盖绒面结构。由于在第一侧面的部分表面具有绒面结构,绒面结构上设有掺杂导电层,该位置的掺杂导电层有助于降低第一侧面所在界面处的复合,实现太阳能电池上对应于第一侧面的边缘面的较优的钝化效果。另外,在第一侧面上设置的绒面结构增加了太阳能电池的光照吸收面积,提高了太阳能电池的光生电流,有助于提高太阳能电池的效率。
另一方面,第一钝化膜层层叠设置于掺杂导电层上,第一钝化膜层至少覆盖第一面和第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层。由于第一钝化膜层覆盖第一面和第一侧面的至少部分区域,使得第一钝化膜层将第一侧面的至少部分区域保护在内,不仅增加了太阳能电池上对应于第一侧面的边缘面的钝化效果,缓解了太阳能电池对应于第一侧面的边缘面上产生的复合,另外,第一钝化膜层为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池对应于第一侧面的边缘面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池的功率输出。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的太阳能电池的结构示意图;
图2为本申请实施例一提供的太阳能电池的另一种结构的示意图;
图3为本申请实施例一提供的太阳能电池的再一种结构的示意图;
图4为本申请实施例一提供的太阳能电池的再一种结构的示意图;
图5为本申请实施例二提供的太阳能电池的结构示意图;
图6为本申请实施例二提供的太阳能电池的另一种结构的示意图;
图7为本申请实施例二提供的太阳能电池的再一种结构的示意图;
图8为本申请实施例二提供的太阳能电池的再一种结构的示意图;
图9为本申请实施例三提供的太阳能电池的结构示意图;
图10为本申请实施例三提供的太阳能电池的另一种结构的示意图;
图11为本申请实施例三提供的太阳能电池的再一种结构的示意图;
图12为本申请实施例三提供的太阳能电池的再一种结构的示意图;
图13为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图14为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中基底的结构示意图;
图15为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中在基底上形成绒面结构和掺杂导电层的结构示意图;
图16为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成钝化接触层的结构示意图;
图17为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成第一钝化膜层的示意图;
图18为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成第二钝化膜层的示意图;
图19为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的示意图;
图20为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中基底的第一侧面的结构示意图;
图21为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中基片的结构示意图;
图22为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在基片上形成钝化接触层的示意图;
图23为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在掺杂导电层上形成第一钝化膜层的示意图;
图24为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在钝化接触层上形成第二钝化膜层的示意图;
图25为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在第一钝化膜层和第二钝化膜层上形成电极的示意图;
图26为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的结构示意图;
图27为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中太阳能电池的切割而成的切割面的图片;
图28为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图29为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中基片的结构示意图;
图30为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中子基片的结构示意图;
图31为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中形成第一钝化膜层的示意图;
图32为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中形成第二钝化膜层的示意图;
图33为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的示意图;
图34为本申请实施例六提供的光伏组件的结构示意图;
图35为本申请实施例六提供的光伏组件的制作过程的结构示意图。
附图标号说明:
100、太阳能电池;101、101'、基片;102、子基片;103、太阳能电池基体;F、第一面;S、第二面;C1、第一侧面;C11、第一目标区域;C12、第二目标区域;C2、切割边缘侧面;CQ、切割面;P、平坦区域;R、绒面区域;H、基底的厚度方向;
10、基底;11、边界线;20、绒面结构;30、掺杂导电层;30'、掺杂导电材料层;40、第一钝化膜层;41、第一部分;42、第二部分;50、钝化接触层;51、隧穿氧化层;52、多晶硅掺杂导电层;60、第二钝化膜层;
70、电极;
200、光伏组件;210、电池串。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。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。但是本发明能够以很多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改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
下面结合附图说明本申请实施例的太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统。
实施例一
图1为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图2为本申请实施例一提供的太阳能电池的另一种结构的示意图。图3为本申请实施例一提供的太阳能电池的再一种结构的示意图。图4为本申请实施例一提供的太阳能电池的再一种结构的示意图。
参照图1,本申请实施例提供一种太阳能电池100,包括基底10、掺杂导电层30、第一钝化膜层40、钝化接触层50以及第二钝化膜层60。基底10包括相对设置的第一面F、第二面S,以及邻接于第一面F和第二面S之间的多个第一侧面C1。
基底10用于接收入射光线并产生光生载流子。示例地,太阳能电池100可以为TOPCon电池(Tunnel Oxide Passivated Contact,隧穿氧化层钝化接触),基底10的第一面F和第二面S均可以用于接收入射光线。在一些实施例中,基底10还包括邻接于第一面F和第二面S之间的至少一个切割边缘侧面C2,切割边缘侧面C2是由切割而形成的切割侧面。
本申请实施例中,至少在基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面设有绒面结构20。掺杂导电层30至少设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。第一钝化膜层40层叠设置于掺杂导电层30上,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30。钝化接触层50设置于第二面S。第二钝化膜层60层叠设置于钝化接触层50上,第二钝化膜层60覆盖第二面S,以覆盖钝化接触层50。
通过使基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面设有绒面结构20,掺杂导电层30设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。由于在第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,绒面结构20上设有掺杂导电层30,该位置的掺杂导电层30有助于降低第一侧面C1所在界面处的复合,实现太阳能电池100上对应于第一侧面C1的边缘面的较优的钝化效果。另外,在第一侧面C1上设置的绒面结构20增加了太阳能电池100的光照吸收面积,提高了太阳能电池100的光生电流,有助于提高太阳能电池100的效率。
另一方面,第一钝化膜层40层叠设置于掺杂导电层30上,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30。由于第一钝化膜层40覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,使得第一钝化膜层40将第一侧面C1的至少部分区域保护在内,不仅增加了太阳能电池100上对应于第一侧面C1的边缘面的钝化效果,缓解了太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
本申请实施例中,基底10的第一面F和第二面S例如可以是基底的厚度方向H两个端面,多个第一侧面C1邻接于第一面F和第二面S之间是指,各第一侧面C1的两端分别连接于第一面F和第二面S。至少一个切割边缘侧面C2邻接于第一面F和第二面S之间是指,各切割边缘侧面C2的两端分别连接于第一面F和第二面S。示例性地,在基底10同时包括第一侧面C1和切割边缘侧面C2时,多个第一侧面C1和至少一个切割边缘侧面C2可以绕设在第一面F的周向,且彼此依次相连。在基底10俯视为四边形的情况下,第一侧面C1和切割边缘侧面C2的数量之和为四个,基底10的形状也可以根据需要设为其他。多个第一侧面C1和至少一个切割边缘侧面C2沿第一面F周向的相对位置,例如可以是各第一侧面C1彼此相连,再与切割边缘侧面C2相连,或者,第一侧面C1和切割边缘侧面C2还可以交替布置,当然,本申请不限于此,第一侧面C1和切割边缘侧面C2的相对位置可以根据需要设置。
基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,例如可以是基底10的第一面F上的绒面结构20和第一侧面C1上的绒面结构20为连续结构,或者基底10的第一面F上的绒面结构20和第一侧面C1上的绒面结构20之间也可以具有间距,即二者也可以为不连续的结构。
在实际情形中,太阳能电池100可以包括N型电池和P型电池,N型电池的基底10掺杂N型元素,掺杂导电层30掺杂P型元素。P型电池的基底10掺杂P型元素,掺杂导电层30掺杂N型元素。掺杂导电层30用于与基底10形成PN结,本申请实施例中,以基底10是N型基底为例进行说明,此时,掺杂导电层30可以是P型掺杂,例如可以是硼元素掺杂的掺杂导电层30(也称为P+型发射极)。
掺杂导电层30的部分结构设置于第一面F,另一部分结构设置于第一侧面C1的部分表面,其设置范围覆盖绒面结构20,一些实施例中,掺杂导电层30的设置范围也可以比绒面结构20大。本申请实施例中,以掺杂导电层30的设置范围与绒面结构20相当,即掺杂导电层30正好完全覆盖绒面结构20为例进行说明。
继续参照图1,钝化接触层50设置于第二面S,例如可以是钝化接触层50直接层叠于基底10的第二面S上,钝化接触层50可以降低载流子在基底10表面的复合,从而增加太阳能电池100的开路电压,提升太阳能电池100的光电转化效率。钝化接触层50可以包括依次层叠在第二面S上的隧穿氧化层51和多晶硅掺杂导电层52。示例地,隧穿氧化层51用于实现基底10第二面S的界面钝化,起到化学钝化的效果。具体地,通过饱和基底10表面的悬挂键,降低基底10的第二面S的界面缺陷态密度,从而减少基底10的第二面S的复合中心来降低载流子复合速率。其中,隧穿氧化层51的材料可以为电介质材料,例如为氧化硅、氟化镁、氧化硅、非晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或者氧化钛中的至少一种。
第一钝化膜层40层叠设置于掺杂导电层30上,第一钝化膜层40在太阳能电池100中起到表面钝化作用以及减反射作用,可以对基底10表面的悬挂键进行较好的化学钝化,并且在太阳能电池100的正面起到减反射效果。
示例性地,第一钝化膜层40包括依次层叠在掺杂导电层30上的第一钝化层(未图示)和第一减反射层(未图示)。
第一减反射膜位于基底10的第一面F一侧,也即位于太阳能电池100接收入射光的一面(称为正面或者受光面),在太阳能电池100正面起到减反射效果。第一减反射膜可以采用多层结构。多层结构的第一减反射层中,各层的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。
第一钝化层可以采用单层结构或者多层结构,第一钝化层的材料可以为氧化铝、氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少一者。另外,第一钝化层可以通过化学沉积的方式形成。
第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30,具体实现时,第一钝化膜层40可以连续覆盖第一面F和第一侧面C1上邻接于第一面F的至少部分区域,这样可以将掺杂导电层30覆盖在内。此时第一钝化膜层40包括覆盖于第一面F的部分,以及从覆盖于第一面F的部分连续延伸至第一侧面C1上的另一部分。
第二钝化膜层60层叠设置于钝化接触层50上,第二钝化膜层60同样可以采用单层或多层结构,第二钝化膜层60的材料可以为氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。另外,第二钝化膜层60设置在太阳能电池100的背面,也称背光面。随着太阳能电池100技术的发展,太阳能电池100背面也会接收太阳光的能量,主要来自于周围环境中的反射光或者散射光。第二钝化膜层60包括层叠在钝化接触层50上的至少一层第二减反射层(未图示)。如此,可以减少太阳能电池100背面对太阳光的反射率,提高太阳能电池100背面对太阳光的吸收率,使第二钝化膜层60同时起到了钝化和减反射的作用。
本申请实施例中,参照图1、图2,第一侧面C1包括设有绒面结构20的绒面区域R,以及与绒面区域R邻接的平坦区域P,这里的平坦区域P是指第一侧面C1上未形成绒面结构20的区域。
本申请实施例中,如前所述,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,对于第一钝化膜层40在第一侧面C1上的设置范围,例如可以是第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘与掺杂导电层30的边缘齐平,或第一钝化膜层40的上述边缘延伸至掺杂导电层30的边缘之外。
对于第一钝化膜层40沿基底的厚度方向H的边缘延伸至掺杂导电层30的边缘之外的情况,可以是第一钝化膜层40在第一侧面C1完全覆盖绒面区域R,以及覆盖平坦区域P的至少部分。如此,对太阳能电池100对应于第一侧面C1的那部分边缘面的覆盖和钝化的效果较好。
当然,第一钝化膜层40在第一侧面C1完全覆盖绒面区域R,以及覆盖平坦区域P的至少部分也包括如下情况,即,在太阳能电池100的制作过程中,用于定位的卡点等与基底10的第一侧面C1的接触部位可能会出现无法形成膜层的情况,使得第一钝化膜层40没有完全覆盖第一侧面C1。
在图2中,示出了第一钝化膜层40设于第一侧面C1上的膜层的边缘(基底的厚度方向H边缘)位于平坦区域P范围内的情况。在图1中,示出了第一钝化膜层40位于第一侧面C1的膜层沿基底的厚度方向H的边缘,与钝化接触层50的远离基底10的表面齐平的情况。可以理解的是,图1所示的情况中,钝化效果最佳。
对于第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘与掺杂导电层30的边缘齐平的情况,例如可以参照图3、图4,第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘并未延伸到平坦区域P,即第一钝化膜层40的设置范围与掺杂导电层30一致。
本申请实施例中,第二钝化膜层60还覆盖第一侧面C1的至少部分区域,以在第一侧面C1至少部分地覆盖第一钝化膜层40。由于第一钝化膜层40覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,第二钝化膜层60至少部分地覆盖第一钝化膜层40,使得第一钝化膜层40和第二钝化膜层60一起将第一侧面C1的至少部分区域保护在内,不仅增加了太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面至少部分区域的钝化效果,缓解了太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上产生的复合,另外,第二钝化膜层60为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
第二钝化膜层60至少覆盖第二面S和第一侧面C1的至少部分区域,以覆盖钝化接触层50和第一钝化膜层40的至少部分,具体实现时,第二钝化膜层60连续覆盖第二面S和第一侧面C1上邻接于第二面S的至少部分区域,这样可以将钝化接触层50和第一钝化膜层40覆盖在内。此时第二钝化膜层60包括覆盖于第二面S的部分,以及从覆盖于第二面S的部分连续延伸至第一侧面C1上的另一部分。
下面结合图1-图4介绍第二钝化膜层60在第一侧面C1上的设置范围。
对于第一钝化膜层40沿基底的厚度方向H的边缘延伸至掺杂导电层30的边缘之外的情况,可以参照图1、图2,第一钝化膜层40位于第一侧面C1的膜层可以包括覆盖于平坦区域P的第一部分41,第二钝化膜层60可以至少覆盖第一部分41。如此,可以保证第二钝化膜层60能够可靠地覆盖于第一钝化膜层40,避免二者的交界位置出现未覆盖钝化膜层的情况。
进一步地,第一钝化膜层40位于第一侧面C1的膜层还包括覆盖于绒面区域R上的第二部分42,第二钝化膜层60覆盖第一部分41和第二部分42的至少部分。如此第二钝化膜层60对第一钝化膜层40的覆盖范围较大,对太阳能电池100侧面的钝化效果更佳。
如图2所示的情况是第二钝化膜层60覆盖了全部的第一部分41和部分第二部分42的情况,当然,也可以是第二钝化膜层60仅覆盖到第一部分41(未图示),或者,第二钝化膜层60仅覆盖到第一部分41和全部的第二部分42(未图示)。
进一步地,参照图1,还可以是第二钝化膜层60位于第一部分41和第二部分42上的膜层中,沿基底的厚度方向H的边缘,与第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的外表面齐平。如此,对太阳能电池100的侧面的钝化效果更佳。对于第一钝化膜层40在形成过程中由于与石英舟的接触位置无法镀膜、或者由于工艺波动等导致第一钝化膜层40均匀性较差的情况下,进一步增大第二钝化膜层60的形成范围,可以进一步提高太阳能电池100侧面的钝化可靠性。
结合图3和图4,在第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘与掺杂导电层30的边缘齐平的情况下,如前所述,第一钝化膜层40设于第一侧面C1上的膜层仅覆盖绒面区域R。此时,第二钝化膜层60在第一侧面C1覆盖绒面区域R的至少部分,例如,可以是图4所示的第二钝化膜层60在第一侧面C1覆盖绒面区域R的部分的情况。
或者,也可以如图3所示那样,第二钝化膜层60位于第一侧面C1上的膜层中,沿基底的厚度方向H的边缘,与第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的外表面齐平。如此,对太阳能电池100侧边的钝化效果更佳。对于第一钝化膜层40在形成过程中由于与石英舟的接触位置无法镀膜、或者由于工艺波动等导致第一钝化膜层40均匀性较差的情况下,进一步增大第二钝化膜层60的形成范围,可以进一步提高太阳能电池100侧边缘钝化可靠性。
当然,第二钝化膜层60在第一侧面C1覆盖绒面区域R的至少部分也包括如下情况,即,在太阳能电池100的制作过程中,用于定位的卡点等与基底10的第一侧面C1、切割边缘侧面C2上的第一钝化膜层40的接触部位可能会出现无法形成膜层的情况,使得第二钝化膜层60没有完全覆盖第一钝化膜层40。
本申请实施例中,如前所述,基底10还包括邻接于第一面F和第二面S之间的至少一个切割边缘侧面C2。
进一步地,参照图1-图4,绒面结构20仅设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,掺杂导电层30仅设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。
示例性地,切割边缘侧面C2在切割边缘侧面C2的法线方向上,与掺杂导电层30、第一钝化膜层40、钝化接触层50、以及第二钝化膜层60中与切割边缘侧面C2位于同侧的边缘相齐平。在这种情况下,太阳能电池100对应于切割边缘侧面C2的边缘面上并未设置任何膜层,这例如可以是在太阳能电池100制作工艺中,最后对电池结构进行切片而得到的结构。
实施例二
图5为本申请实施例二提供的太阳能电池的结构示意图。图6为本申请实施例二提供的太阳能电池的另一种结构的示意图。图7为本申请实施例二提供的太阳能电池的再一种结构的示意图。图8为本申请实施例二提供的太阳能电池的再一种结构的示意图。
参照图5-图8,本实施例在实施例一的基础上,对太阳能电池100的切割边缘侧面C2位置处的膜层结构加以改进。可以理解的是,对于基底10第一面F的膜层结构、第一侧面C1上的膜层结构和设置范围与实施例一相同,此处不再赘述。
例如,图5、图6示出了在第一侧面C1,第一钝化膜层40沿基底的厚度方向H的边缘延伸至掺杂导电层30的边缘之外的情况;图7、图8示出了在第一侧面C1,第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘与掺杂导电层30的边缘齐平的情况。
在图5、图7中,示出了第二钝化膜层60位于第一侧面C1上的膜层中,沿基底的厚度方向H的边缘,与第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的外表面齐平的情况;在图6、图8中,示出了第二钝化膜层60延伸到覆盖了部分第二部分42的情况(其中,第二部分42是第一钝化膜层40位于第一侧面C1的膜层中覆盖于绒面区域R上的那部分区域)。
对于切割边缘侧面C2上的膜层的设置情况介绍如下:
参照图5-图8,绒面结构20仅设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,掺杂导电层30仅设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。如此,在切割边缘侧面C2上并未设置绒面结构20和掺杂导电层30。
本申请实施例中,第一钝化膜层40还覆盖切割边缘侧面C2的至少部分。切割边缘侧面C2对应于太阳能电池100中因切割而形成的切割面,如此,使得第一钝化膜层40将切割边缘侧面C2的至少部分区域保护在内,不仅增加了太阳能电池100上对应于切割边缘侧面C2的切割面的钝化效果,缓解了太阳能电池100对应于切割边缘侧面C2的切割面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100对应于切割边缘侧面C2的切割面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
进一步地,第一钝化膜层40在切割边缘侧面C2上的覆盖范围,例如可以是如图5所示那样,第一钝化膜层40位于切割边缘侧面C2的膜层沿基底的厚度方向H的边缘,与钝化接触层50的远离基底10的表面齐平。或者也可以如图6、图7、图8所示那样,第一钝化膜层40位于切割边缘侧面C2的膜层沿基底的厚度方向H的边缘位于切割边缘侧面C2的范围内。
当然,对于第一钝化膜层40在第一侧面C1和切割边缘侧面C2上的边缘位置可以是相互齐平,或者也可以不齐平。
本申请实施例中,第二钝化膜层60还覆盖切割边缘侧面C2的至少部分区域,以在切割边缘侧面C2至少部分地覆盖第一钝化膜层40。
具体地,可以如图5、图7那样,第二钝化膜层60位于切割边缘侧面C2上的膜层中,沿基底的厚度方向H的边缘,与第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的外表面齐平的情况。也可以如图6、图8那样,第二钝化膜层60延伸到覆盖了部分第一钝化膜层40。
当然,对于第二钝化膜层60在第一侧面C1和切割边缘侧面C2上的边缘位置可以是相互齐平,或者也可以不齐平。
实施例三
图9为本申请实施例三提供的太阳能电池的结构示意图。图10为本申请实施例三提供的太阳能电池的另一种结构的示意图。图11为本申请实施例三提供的太阳能电池的再一种结构的示意图。图12为本申请实施例三提供的太阳能电池的再一种结构的示意图。
参照图9-图12,本实施例在实施例一的基础上,对太阳能电池100的切割边缘侧面C2位置处的膜层结构加以改进。可以理解的是,对于基底10第一面F的膜层结构、第一侧面C1上的膜层结构和设置范围与实施例一相同,此处不再赘述。
例如,图9、图10示出了在第一侧面C1,第一钝化膜层40沿基底的厚度方向H的边缘延伸至掺杂导电层30的边缘之外的情况;图11、图12示出了在第一侧面C1,第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘与掺杂导电层30的边缘齐平的情况。
在图9、图11中,示出了第二钝化膜层60位于第一侧面C1上的膜层中,沿基底的厚度方向H的边缘,与第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的外表面齐平的情况;在图10、图12中,示出了第二钝化膜层60延伸到覆盖了部分第二部分42的情况。
对于切割边缘侧面C2上的膜层的设置情况介绍如下:
参照图9-图12,本实施例中,切割边缘侧面C2上也具有绒面结构20;掺杂导电层30设置于第一面F、第一侧面C1的部分表面、以及切割边缘侧面C2的部分表面,以覆盖绒面结构20;第一钝化膜层40还覆盖切割边缘侧面C2的至少部分,以至少覆盖掺杂导电层30。
如此,在增加了太阳能电池100上对应于第一侧面C1的边缘面的钝化效果,缓解了太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上产生的复合的基础上,由于在切割边缘侧面C2的部分结构具有绒面结构20,绒面结构20上设有掺杂导电层30,该位置的掺杂导电层30有助于降低切割边缘侧面C2所在界面处的复合,实现太阳能电池100上对应于切割边缘侧面C2的切割面的较优的钝化效果。另外,在切割边缘侧面C2上设置的绒面结构20增加了太阳能电池100的光照吸收面积,提高了太阳能电池100的光生电流,有助于提高太阳能电池100的效率。
另一方面,第一钝化膜层40至少覆盖切割边缘侧面C2的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30,使得第一钝化膜层40将切割边缘侧面C2的至少部分区域保护在内,不仅增加了太阳能电池100上对应于切割边缘侧面C2的切割面的钝化效果,缓解了太阳能电池100对应于切割边缘侧面C2的切割面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100对应于切割边缘侧面C2的切割面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
进一步地,第一钝化膜层40在切割边缘侧面C2上的覆盖范围,例如可以是如图9所示那样,第一钝化膜层40位于切割边缘侧面C2的膜层沿基底的厚度方向H的边缘,与钝化接触层50的远离基底10的表面齐平。或者也可以如图11、图12所示那样,在切割边缘侧面C2,第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的边缘与掺杂导电层30的边缘齐平。或者,也可以如图10所示那样,第一钝化膜层40的上述边缘延伸至掺杂导电层30的边缘之外,位于切割边缘侧面C2的范围内。
当然,对于第一钝化膜层40在第一侧面C1和切割边缘侧面C2上的边缘位置可以是相互齐平,或者也可以不齐平。
本实施例中,第二钝化膜层60还覆盖切割边缘侧面C2的至少部分区域,以在切割边缘侧面C2至少部分地覆盖第一钝化膜层40。
具体地,可以如图9、图11那样,第二钝化膜层60位于切割边缘侧面C2上的膜层中,沿基底的厚度方向H的边缘,与第一钝化膜层40的沿基底的厚度方向H的外表面齐平的情况。也可以如图10、图12那样,第二钝化膜层60延伸到覆盖了部分第一钝化膜层40。
当然,对于第二钝化膜层60在第一侧面C1和切割边缘侧面C2上的边缘位置可以是相互齐平,或者也可以不齐平。
实施例四
图13为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图。
本实施例提供一种太阳能电池的制作方法,该方法用于制作出以上任一实施例中的太阳能电池。太阳能电池100的结构、功能、工作原理等已经在实施例一中进行过详细说明,此处不再赘述。
太阳能电池的制作方法包括:
S10、提供一基片101;基片101包括基底10和掺杂导电层30;基底10包括相对设置的第一面F、第二面S,以及邻接于第一面F和第二面S之间的多个第一侧面C1;至少在基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面设有绒面结构20;掺杂导电层30至少设于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。
S20、在基底10的第二面S形成钝化接触层50。
S30、在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40;其中,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30。
S40、在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60,以形成太阳能电池基体103;其中,第二钝化膜层60覆盖第二面S,以覆盖钝化接触层50。
在上述方案中,通过使基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,掺杂导电层30至少设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。由于在第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,绒面结构20上设有掺杂导电层30,第一侧面C1中的掺杂导电层30有助于降低第一侧面C1所在界面处的复合,实现太阳能电池100上对应于第一侧面C1的边缘面更优的钝化效果。另外,在第一侧面C1上设置的绒面结构20增加了太阳能电池100的光照吸收面积,提高了太阳能电池100的光生电流,有助于提高太阳能电池100的效率。
另一方面,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30,使得第一钝化膜层40将第一侧面C1的至少部分区域保护在内,不仅增加了太阳能电池100上对应于第一侧面C1的边缘面的钝化效果,缓解了太阳能电池100上对应于第一侧面C1的边缘面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40为绝缘材料层,还能够较好避免太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
可以理解的是,绒面结构20、掺杂导电层30、第一钝化膜层40、钝化接触层50、第二钝化膜层60的结构、膜层材料、设置范围等已经在前述实施例一、实施例二、实施例三中进行过详细描述,此处不再赘述。
本实施例中,步骤S20中,在基底10的第二面S形成钝化接触层50的步骤包括:
在基片101的各表面上依次层叠形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层(未图示);
刻蚀去除基片101的第一侧的表面和基片101的各侧面上的氧化物材料层;
刻蚀去除基片101的第一侧的表面和基片101的各侧面上的多晶硅掺杂材料层和隧穿材料层;其中,第一侧为基底10的第一面F的一侧。
如此只保留在第二面S上的隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层。当然,这里的氧化物材料层(例如可以是氧化硅层)可以是在后续制程中起到掩模的作用,在后续可以通过刻蚀等工艺清洗掉。如此,可以形成设于第二面S上的钝化接触层50。
示例性地,刻蚀去除氧化物材料层通过链式机进行,刻蚀去除隧穿材料层和多晶硅掺杂材料层通过槽式机进行。
本实施例中,步骤S40中,在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60的步骤之后还包括:
在第一钝化膜层40和第二钝化膜层60上分别制作电极70。其中,位于基底10第一面F一侧的电极70连接于掺杂导电层30,位于基底10第二面S一侧的电极70穿透第二钝化膜层60与钝化接触层50连接。
可以理解的是,为了提高效率,可以将光伏组件200的封装设置为半片或者多片技术。即考虑将标准规格的电池切半或者切割成多份,然后串联成组件。
本申请实施例的太阳能电池的制作方法中,可以将切割的步骤设置在不同的位置。
例如,可以在步骤S10中就进行切割,或者在步骤S40之后进行切割。
对于在步骤S10中进行切割的情况,例如是将基底胚料按照需要的太阳能电池100的大小切割成对应尺寸的基底10。
可以理解的是,本实施例的提供的方法中,在掺杂和制绒前就将基底胚料切割成合适大小的基底10(对应于实际中需要的太阳能电池100的大小),通过提前引入切割步骤,并融合入后续的单面刻蚀工艺及界面钝化工艺,能够对太阳能电池100的各边缘面(包含了切割边缘侧面C2在内)进行较好的钝化,减少复合,提高效率。并且在后续的步骤中也不再进行切割,即不会产生新的切割面,有效避免了相关技术中切割面上产生大量复合的问题。
图14为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中基底的结构示意图,图15为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中在基底上形成绒面结构和掺杂导电层的结构示意图,图16为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成钝化接触层的结构示意图,图17为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成第一钝化膜层的示意图,图18为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成第二钝化膜层的示意图,图19为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的示意图。图20为本申请实施例四提供的太阳能电池的制作方法中基底的第一侧面的结构示意图。
具体地,参照图14、图15,步骤S10中,提供一基片101的步骤包括:
将基底胚料(未图示)沿厚度方向进行切割,以形成至少两个基底10,并在基底10上形成切割边缘侧面C2;
至少对基底10的第一面F、第一侧面C1和切割边缘侧面C2进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对基底10进行刻蚀处理,使基底10的第二面S、各第一侧面C1上的第一目标区域C11以及各切割边缘侧面C2上的第二目标区域C12露出;以使基底10的第一面F、第一侧面C1各自的部分表面和切割边缘侧面C2各自的部分表面形成绒面结构20和覆盖绒面结构20的掺杂导电层30;
其中,第一目标区域C11为各第一侧面C1上邻近于第二面S,且与第二面S邻接的区域;第二目标区域C12为各切割边缘侧面C2上邻近于第二面S,且与第二面S邻接的区域。
在上述步骤中,制绒处理会在基底10的各个表面都形成绒面,此时对基底10进行掺杂元素扩散,由于掺杂元素扩散的过程会将部分掺杂元素绕镀至基底10的第一侧面C1、切割边缘侧面C2和第二面S,因此通过单面刻蚀工艺对基底10的第一侧面C1、切割边缘侧面C2和第二面S进行刻蚀处理,使基底10的第二面S、第一侧面C1上的第一目标区域C11、以及切割边缘侧面C2上的第二目标区域C12露出,避免漏电。此时,就形成了位于第一面F、第一侧面C1各自的部分表面和切割边缘侧面C2各自的部分表面的绒面结构20和掺杂导电层30。
具体实现时,对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S、以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11以及各切割边缘侧面C2上的第二目标区域C12露出的步骤包括:
步骤D:对制绒处理和掺杂元素扩散后的基底10进行刻蚀,使第二面S和各第一侧面C1上的第一目标区域C11以及各切割边缘侧面C2上的第二目标区域C12上的绒面结构露出。具体实现时,可以使用链式机进行刻蚀。当然,在刻蚀过程中,需控制链式机的液位高度,避免刻蚀药液沾到基底10的第一面F上的绒面结构20和掺杂导电层30,而保留形成了如图20所示的不规则的形貌。
步骤E:将第二面S和第一目标区域C11以及第二目标区域C12上露出的绒面结构进行刻蚀去除,以使基底10的第二面S、以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11以及各切割边缘侧面C2上的第二目标区域C12露出。具体实现时,可以使用槽式机进行刻蚀,可以理解的是,将露出的绒面结构刻蚀去除,相当于将露出的绒面结构刻蚀抛光为非绒面形貌。在图20中,掺杂导电层30和第一目标区域C11的边界线11呈不规则波浪状。
本申请实施例中,将基底胚料(未图示)沿厚度方向进行切割,以形成至少两个基底10的步骤包括:
将基底胚料沿厚度方向H进行激光切割,以形成两个大小相同的基底10,当然,所切出的基底10的数量不限于此,还可以根据需要设置为其它。
下面举出一个具体的示例对上述在步骤S10中就切割的太阳能电池的制作方法进行说明:
步骤SJ:参照图14,将基底胚料沿厚度方向H进行切割,以形成至少两个基底10;基底10包括相对设置的第一面F、第二面S,以及邻接于第一面F和第二面S之间的多个第一侧面C1和至少一个由切割形成的切割边缘侧面C2。
步骤SK:参照图15,对基底10的各表面进行制绒处理和硼扩散;并对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S、各第一侧面C1上的第一目标区域C11以及各切割边缘侧面C2上的第二目标区域C12露出,从而在基底10的第一面F、第一侧面C1各自的部分表面和切割边缘侧面C2各自的部分表面形成绒面结构20,并在基底10的第一面F、第一侧面C1各自的部分表面和切割边缘侧面C2各自的部分表面形成覆盖绒面结构20的掺杂导电层30(硼导电层),以形成基片101。
步骤SL:在基片101的各表面上形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层,刻蚀去除基片101的第一侧的表面和基片101的各侧面(包括了各第一侧面C1和各切割边缘侧面C2)上的氧化物材料层;刻蚀去除基片101的第一侧的表面和基片101的各侧面上的多晶硅掺杂材料层和隧穿材料层;其中,第一侧为基底10的第一面F的一侧。如此只保留在第二面S上的隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层。当然,这里的氧化物材料层(例如可以是氧化硅层)可以是在后续制程中起到掩模的作用,在后续可以通过刻蚀等工艺清洗掉。如此,可以形成如图16所示的设于第二面S上的钝化接触层50。
步骤SM:参照图17,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40;其中,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F、第一侧面C1各自的至少部分区域,切割边缘侧面C2各自的至少部分区域以至少覆盖掺杂导电层30。
步骤SN:参照图18,在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60;其中,第二钝化膜层60至少覆盖第二面S、第一侧面C1各自的至少部分区域,切割边缘侧面C2各自的至少部分区域,以覆盖钝化接触层50和第一钝化膜层40的至少部分。
步骤SO:参照图19,在第一钝化膜层40和第二钝化膜层60上分别制作电极70,以形成太阳能电池100。
将步骤SJ-步骤SO制作而成的太阳能电池100记作太阳能电池A1。
对比例的太阳能电池的制作方法包括:
步骤SP:对硅片进行清洗制绒,并对清洗制绒后的硅片正面进行硼扩散。
步骤SQ:去除硅片背面和侧面绕镀的硅硼玻璃BSG,并对硅片侧面和背面进行碱抛光。
步骤SR:在硅片背面形成隧穿氧化层和多晶硅掺杂导电层。
步骤SS:对硅片正面、硅片背面均沉积钝化减反射膜。
步骤ST:对硅片正面、硅片背面均制备电极。
步骤SU:激光切半。
将经过对比例步骤SP-步骤ST制作而成的太阳能电池100记作太阳能电池B1,对经过对比例步骤SP-步骤SU制作而成的太阳能电池100记作太阳能电池B2。
将太阳能电池A1和太阳能电池B1、B2进行电池性能测试,并将测试结果记录在表1中。其中,Uoc为开路电压;FF为填充因子;Eta为转换效率;Isc为短路电流;IRev2为反向电流。
表1:太阳能电池A1和太阳能电池B1、B2的性能测试结果
由上述实验结果可以看出,本实施例的方法制备的太阳能电池A1(切割后)效率与对比例的整片太阳能电池B1(未切割)效率基本持平。但与对比例的切割后的太阳能电池B2相比,电池开路电压提升0.7mV,填充因子提升约0.74%,电池转换效率提升约0.33%,反向电流从0.09A下降至0.05,由此可知,以本实施例的方法制作的太阳能电池A1的效率较高。
而对于在步骤S40之后进行切割的情况,例如是在各个膜层制作完之后,最后再进行切割。
图21为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中基片的结构示意图,图22为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在基片上形成钝化接触层的示意图,图23为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在掺杂导电层上形成第一钝化膜层的示意图,图24为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在钝化接触层上形成第二钝化膜层的示意图,图25为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中在第一钝化膜层和第二钝化膜层上形成电极的示意图,图26为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的结构示意图,图27为本申请实施例四提供的另一种太阳能电池的制作方法中太阳能电池的切割而成的切割面的图片。
本实施例中,在步骤S40中,钝化接触层50上形成第二钝化膜层60的步骤之后还包括:
沿太阳能电池基体103(如图25所示)的厚度方向进行激光切割,以形成至少两个太阳能电池100。
例如,可以是沿厚度方向H将太阳能电池基体103平均切割为两半,以形成两个太阳能电池100(如图26所示)。
示例性地,对第一钝化膜层40和第二钝化膜层60形成电极70的步骤可以在上述切割步骤之前。
进一步地,在最后切割的情况下,步骤S10中,提供一基片101包括:
至少对基底10的第一面F和第一侧面C1进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出;
其中,第一目标区域C11为基底10的各第一侧面C1上邻近于第二面S,且与第二面S邻接的区域。
在上述步骤中,制绒处理会在基底10的各个表面都形成绒面,此时对基底10进行掺杂元素扩散,由于掺杂元素扩散的过程会将部分掺杂元素绕镀至基底10的第一侧面C1和第二面S,因此通过单面刻蚀工艺对基底10的第一侧面C1和第二面S进行刻蚀处理,使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出,避免漏电。此时,就形成了位于第一面F和第一侧面C1的部分表面的绒面结构20和掺杂导电材料层30。
具体实现时,对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出的步骤包括:
步骤D':对制绒处理和掺杂元素扩散后的基底10进行刻蚀,使第二面S和各第一目标区域C11上的绒面结构露出。具体实现时,可以使用链式机进行刻蚀。当然,在刻蚀过程中,需控制链式机的液位高度,避免刻蚀药液沾到基底10第一面F上的绒面结构20和掺杂导电材料层30,从而保留形成了如图20所示的不规则的形貌。
步骤E':对露出的绒面结构进行刻蚀去除,以使基底10的第二面S、以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出。具体实现时,可以使用槽式机进行刻蚀,可以理解的是,在将基底10表面露出的绒面结构刻蚀去除,相当于将基底10的第一目标区域C11和第二面S中的绒面结构20刻蚀抛光为非绒面形貌。在图20中,掺杂导电层30和第一目标区域C11的边界线11呈不规则波浪状。
本申请实施例中,由于太阳能电池100是将步骤S40中形成的太阳能电池基体103切割后形成的,因此最终形成的太阳能电池100的尺寸(图26所示)比太阳能电池基体103(图25)的尺寸小。
可以理解的是,在对太阳能电池基体103切割后,会新产生由切割而形成的切割面CQ,如图27所示。
下面举出一个具体的示例说明在步骤S40之后进行切割的情况。
此时,太阳能电池的制作方法包括:
步骤SJ':参照图21,对基片101中,基底10的各表面进行制绒处理和硼扩散;并对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出,从而在基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面形成绒面结构20,并在第一面F和第一侧面C1的部分表面形成覆盖绒面结构20的掺杂导电层30(硼导电层)。
步骤SK':参照图22,在基片101的各表面上依次形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层以及氧化硅材料层(未图示),刻蚀去除基片101的第一侧的表面和基片101的各侧面上的氧化硅材料层;刻蚀去除基片101的第一侧的表面和基片101的各侧面上的隧穿材料层和多晶硅掺杂材料层;如此只保留在第二面S上的隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层。当然,这里的氧化物材料层(例如可以是氧化硅层)可以是在后续制程中起到掩模的作用,在后续可以通过刻蚀等工艺清洗掉。如此,可以形成如图22所示的设于第二面S上的钝化接触层50。
步骤SL':参照图23,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40;其中,第一钝化膜层40覆盖第一面F和第一侧面C1的整个区域,以覆盖掺杂导电材料层30。
步骤SM':参照图24,在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60,以形成太阳能电池基体103;其中,第二钝化膜层60盖第二面S和第一侧面C1的整个区域,以覆盖钝化接触层50,且完全覆盖第一钝化膜层40的设于第一侧面C1的部分。
步骤SN':参照图25,在太阳能电池基体103的第一钝化膜层40和第二钝化膜层60上分别制作电极70。
步骤SO':参照图26,沿太阳能电池基体103的厚度方向H进行激光切割,以形成至少两个太阳能电池100。将步骤SJ'-步骤SO'作而成的太阳能电池100记作太阳能电池A2。
将太阳能电池A2和太阳能电池B1进行电池性能测试,并将测试结果记录在表2中。其中,Uoc为开路电压;FF为填充因子;Eta为转换效率;Isc为短路电流;IRev2为反向电流。
表2:太阳能电池A2和太阳能电池B1的性能测试结果
由上述实验结果可以看出,太阳能电池100开路电压提高了1.1mV,填充因子提升约0.02%,转换效率提升了0.06%;在12V偏压测试下,漏电流从0.08A下降至0.05A,由此可知,太阳能电池100的漏电有效降低,且以本实施例的方法制作的太阳能电池A2的效率较高。
实施例五
随着光伏技术的快速发展和应用范围的扩大,市场对高效率光伏组件的需求量日益增加。一般光伏组件的封装采用全片设计,随着输出电流的不断提高,内部损耗造成的影响较大,为了降低组件内部损耗并提高光伏组件的输出功率,组件封装逐步更新到现在的半片或者多片技术。该技术通常采用激光切割法将标准规格的电池切成半片或多片电池片,然而激光切割技术导致切割后的半片电池在切割而成的切割侧面的复合较高,表面存在大量的悬挂键以及缺陷态,成为载流子有效的复合中心,此外,还容易在切割侧面产生漏电的问题,从而降低了太阳能电池的效率。
而本实施例通过将切割步骤放置于太阳能电池的制作步骤的中部,沉积钝化接触材料之后,在后续沉积第一钝化膜层、第二钝化膜层的过程中,对切割出的切割面进行钝化,避免了该切割面上出现的复合问题,提高了太阳能电池100的效率。
图28为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法的流程示意图。图29为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中基片的结构示意图,图30为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中子基片的结构示意图,图31为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中形成第一钝化膜层的示意图,图32为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中形成第二钝化膜层的示意图,图33为本申请实施例五提供的太阳能电池的制作方法中形成的太阳能电池的示意图。
本实施例提供一种太阳能电池的制作方法,该方法用于制作出以上任一实施例中的太阳能电池100。太阳能电池100的结构、功能、工作原理等已经在实施例一中进行过详细说明,此处不再赘述。
参照图28-图33,本实施例提供的太阳能电池的制作方法包括:
S100、提供基片101';基片101'包括基底10和掺杂导电材料层30';基底10包括相对设置的第一面F、第二面S,以及邻接于第一面F和第二面S之间的多个第一侧面C1;基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20;掺杂导电材料层30'设于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。
S200、在基片101'的各表面形成钝化接触材料层。
S300、将形成钝化接触材料层的基片101'沿基底的厚度方向H切割,以形成至少两个子基片102,并使掺杂导电材料层30'形成掺杂导电层30。
S400、刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和各侧面上的钝化接触材料层(未图示),以在子基片102上形成钝化接触层50,第一侧为基底10的第一面F的一侧。
S500、在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40;其中,第一钝化膜层40至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30;第一钝化膜层40还覆盖切割边缘侧面C2的至少部分,其中切割边缘侧面C2为子基片102中被切割而成的侧面(也即基底10中的切割边缘侧面C2)。
通过使基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,掺杂导电材料层30'设置于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20。由于在第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,绒面结构20上设有掺杂导电材料层30',切割后形成的太阳能电池100中,第一侧面C1中的掺杂导电材料层30'有助于降低太阳能电池100对应于第一侧面C1界面处的复合,实现太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面更优的钝化效果。另外,切割后形成的太阳能电池100中,在第一侧面C1上设置的绒面结构20增加了太阳能电池100的光照吸收面积,提高了太阳能电池100的光生电流,有助于提高太阳能电池100的效率。
另一方面,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40,第一钝化膜层40覆盖切割边缘侧面C2的至少部分,如此,第一钝化膜层40能够将太阳能电池100中对应于切割边缘侧面C2的切割面的至少部分保护在内,对太阳能电池100中对应于切割边缘侧面C2的切割面的至少部分产生钝化效果,缓解了太阳能电池100的对应于该切割边缘侧面C2的切割面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100的对应于该切割边缘侧面C2的侧面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
进一步地,第一钝化膜层40还至少覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30。切割后形成的太阳能电池100中,原来基片101'中的部分第一侧面形成了太阳能电池100中的第一侧面C1,而另一部分第一侧面被切割为多份,每一小份切割后的第一侧面也形成了太阳能电池100中的另一部分第一侧面C1,如此,通过第一钝化膜层40覆盖第一面F和第一侧面C1的至少部分区域,使得第一钝化膜层40能够将切割后产生的第一侧面C1的至少部分区域保护在内,不仅增加了第一侧面C1至少部分区域的钝化效果,缓解了太阳能电池100对应于第一侧面C1的边缘面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100对应于第一侧面C1的侧面上漏电的发生,从而进一步提升电池转换效率,并增加太阳能电池100的功率输出。
本申请实施例中,可以理解的是,由于经过了切割步骤S300,在步骤S300中,基片101'中的基底10被切割为至少两份,换言之,在步骤S300中将基片101'进行了切割,在经过后续的制作步骤才形成太阳能电池100,因此基片101'中的基底10的尺寸比太阳能电池100中的基底10的尺寸大,除此之外,基片101'中基底10所包括的第一面F、第二面S与最终形成的太阳能电池100中的基底10所包括的第一面F和第二面S除了尺寸、面积之外,其余相同,此处不再赘述。
可以理解的是,在对基片101'切割为子基片102后,基底10的部分第一侧面C1被切割划分为多个部分,而在子基片102(也即太阳能电池100)的基底10上,会新产生由切割而形成的切面、即切割边缘侧面C2。
参照图29,基片101'中,基底10的多个第一侧面C1,可以彼此相互连接,共同围设在第一面F周围,且,各第一侧面C1均连接在第一面F和第二面S之间。另外,基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面具有绒面结构20,与前述类似地,例如可以是基底10的第一面F上的绒面结构20和第一侧面C1上的绒面结构20为连续结构,或者也可以是非连续结构。如此,在为连续结构时,整个绒面结构20形成为一个罩状件,扣在基底10的第一面F上。
本申请实施例中,掺杂导电材料层30'在步骤S300切割步骤之后形成了掺杂导电层30,因此,掺杂导电材料层30'的材料、膜层结构、设置范围等与实施例一、实施例二、实施例三中的掺杂导电层30相同,此处不再赘述。
掺杂导电材料层30'设于第一面F和第一侧面C1的部分表面,以覆盖绒面结构20,因此,掺杂导电材料层30'一部分设置于第一面F,另一部分设置于第一侧面C1的部分表面,其设置范围覆盖绒面结构20。一些实施例中,掺杂导电材料层30'的设置范围也可以比绒面结构20大。本申请实施例中,以掺杂导电材料层30'的设置范围与绒面结构20相当,即掺杂导电材料层30'正好完全覆盖绒面结构20为例进行说明。
与前述类似,由于钝化接触材料层(未图示)在步骤S300、S400之后形成了钝化接触层50,钝化接触材料层的材料等与实施例一、实施例二、实施例三中的钝化接触层50相同。示例性地,钝化接触材料层可以包括依次层叠在第二面S上的隧穿材料层和多晶硅掺杂材料层(未图示)。隧穿材料层的材料和结构层等与隧穿氧化层51相同,多晶硅掺杂材料层的材料和结构层等与多晶硅掺杂导电层52相同,此处不再赘述。
本申请实施例中,步骤S500中,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40,第一钝化膜层40已经在实施例一、二、三中进行过详细说明,此处不再赘述。
本实施例中,步骤S100中,参照图29,提供基片101'包括:
至少对基底10的第一面F和第一侧面C1进行制绒处理和掺杂元素扩散;对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出。
其中,第一目标区域C11为基底10的各第一侧面C1上邻近于第二面S,且与第二面S邻接的区域。
在上述步骤中,制绒处理会在基底10的各个表面都形成绒面,此时对基底10进行掺杂元素扩散,由于掺杂元素扩散的过程会将部分掺杂元素绕镀至基底10的第一侧面C1和第二面S,因此通过单面刻蚀工艺对基底10的第一侧面C1和第二面S进行刻蚀处理,使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出,避免漏电。此时,就形成了位于第一面F和第一侧面C1的部分表面的绒面结构20和掺杂导电材料层30'。
具体实现时,对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出的步骤包括:
步骤D'':对制绒处理和掺杂元素扩散后的基底10进行刻蚀,使第二面S和各第一侧面C1上的第一目标区域C11上的绒面结构露出。具体实现时,可以使用链式机进行刻蚀。当然,在刻蚀过程中,需控制链式机的液位高度,避免刻蚀药液沾到基底10的第一面F上的绒面结构20和掺杂导电材料层30',而保留形成了不规则的形貌。
步骤E'':对露出的绒面结构进行刻蚀去除,以使基底10的第二面S、以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出。具体实现时,可以使用槽式机进行刻蚀,可以理解的是,将基底10表面的绒面结构20刻蚀去除,相当于将基底10的第一目标区域C11和第二面S中的绒面结构20刻蚀抛光为非绒面形貌。
本申请实施例中,步骤S200中,在基片101'的各表面形成钝化接触材料层的步骤包括:
在基片101'的各表面上依次层叠形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层(掩模层)。
步骤S400中,刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和各侧面上的钝化接触材料层,以在子基片102上形成钝化接触层50的步骤包括:
刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和子基片102的各侧面上的氧化物材料层;
刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和子基片102的各侧面上的多晶硅掺杂材料层和隧穿材料层;并对子基片102上切割而成的切割边缘侧面C2进行刻蚀抛光。
如此,能够对切割而产生的切割边缘侧面C2位置的激光损伤层刻蚀抛光,降低了切割边缘侧面C2界面处的复合。示例性地,刻蚀去除氧化物材料层通过链式机进行,刻蚀去除多晶硅掺杂材料层和隧穿材料层通过槽式机进行。
进一步地,刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和子基片102的各侧面上的多晶硅掺杂材料和隧穿材料层的步骤之后还包括:
刻蚀去除子基片102的第二侧的表面上的氧化物材料层;其中,第二侧为基底10的第二面S的一侧,从而在子基片102上形成钝化接触层50。
本申请实施例中,步骤S300中,将形成钝化接触材料层的基片101沿基底的厚度方向H切割,以形成至少两个子基片102的步骤包括:
将形成钝化接触材料层的基片101沿基底的厚度方向H进行激光切割,以形成两个大小相同的子基片102。
换言之,可以切割形出大小相同的两个子基片102。可以理解的是,子基片102中,基底10、绒面结构20、掺杂导电层30都与实施例一、实施例二、实施例三中的太阳能电池100中的基底10、绒面结构20、掺杂导电层30相同。
本申请实施例中,参照图32,步骤S500中,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40之后还包括:
在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60;其中,第二钝化膜层60至少覆盖第二面S、第一侧面C1的至少部分区域,以及切割边缘侧面C2的至少部分区域,以覆盖钝化接触层50和第一钝化膜层40的至少部分。
如此,使得第一钝化膜层40和第二钝化膜层60一起将第一侧面C1和切割边缘侧面C2的部分保护在内,不仅增加了太阳能电池100对应于第一侧面C1和切割边缘侧面C2的边缘面的钝化效果,缓解了太阳能电池100的侧面上产生的复合,另外,第一钝化膜层40和第二钝化膜层60为绝缘膜层,还能够较好避免太阳能电池100的侧面上漏电的发生,从而在提升电池转换效率的同时,增加了太阳能电池100的功率输出。
本申请实施例中,参照图33,在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60的步骤之后还包括:
在第一钝化膜层40和第二钝化膜层60上分别制作电极70,以形成太阳能电池100。
如图33所示,位于基底10第一面F一侧的电极70连接于掺杂导电层30,位于基底10第二面S一侧的电极70穿透第二钝化膜层60与钝化接触层50连接。
下面举出一个具体的示例说明实施例的太阳能电池的制作方法:
步骤SJ'':参照图29,对基片101'中,基底10的各表面进行制绒处理和硼扩散;并对基底10进行刻蚀处理,以使基底10的第二面S以及各第一侧面C1上的第一目标区域C11露出,从而在基底10的第一面F和第一侧面C1的部分表面形成绒面结构20,并在第一面F和第一侧面C1的部分表面形成覆盖绒面结构20的掺杂导电材料层30'(硼导电材料层)。
步骤SK'':在基片101'的各表面上形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层。
步骤SL'':参照图30,将形成钝化接触材料层的基片101'沿基底的厚度方向H切割,以形成至少两个子基片102,以使掺杂导电材料层30'形成掺杂导电层30。刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和子基片102的各侧面上的氧化物材料层;刻蚀去除子基片102的第一侧的表面和子基片102的各侧面上的多晶硅掺杂材料和隧穿材料层;并对子基片102上切割而成的切割边缘侧面C2进行刻蚀抛光,如此只保留子基片102在基底10第二面S上的隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层。当然,这里的氧化物材料层(例如可以是氧化硅层)可以是在后续制程中起到掩模的作用,在后续可以通过刻蚀等工艺清洗掉。如此,可以在子基片102上形成钝化接触层50。
步骤SM'':参照图31,在掺杂导电层30上形成第一钝化膜层40;其中,第一钝化膜层40至少覆盖子基片102的第一侧的表面(基底10的第一面F)和第一侧面C1的至少部分区域,以至少覆盖掺杂导电层30;第一钝化膜层40还覆盖切割边缘侧面C2的至少部分。
步骤SN'':参照图32,在钝化接触层50上形成第二钝化膜层60;其中,第二钝化膜层60至少覆盖子基片102的第二侧的表面、第一侧面C1的至少部分区域,以及切割边缘侧面C2的至少部分区域,以覆盖钝化接触层50和第一钝化膜层40的至少部分,其中第二侧为基底10的第二面S的一侧。
步骤SO'':参照图33,在第一钝化膜层40和第二钝化膜层60上分别制作电极70。
将步骤SJ''-步骤SO''制作而成的太阳能电池100记作太阳能电池A3。
将太阳能电池A3和太阳能电池B1、B2进行电池性能测试,并将测试结果记录在表3中。其中,Uoc为开路电压;FF为填充因子;Eta为转换效率;Isc为短路电流;IRev2为反向电流。
表3:太阳能电池A3和太阳能电池B1、B2的性能测试结果
由上述实验结果可以看出,实施例五的方法制备的太阳能电池A3(切割后)效率与对比例的整片太阳能电池B1(未切割)效率基本持平。但与对比例的切割后的太阳能电池B2相比,电池开路电压提升1.7mV,填充因子提升约0.73%,电池转换效率提升约0.3%,反向电流从0.09A下降至0.07A,由此可知,以本实施例的方法制作的太阳能电池A3的效率较高。
实施例六
图34为本申请实施例六提供的光伏组件的结构示意图,图35为本申请实施例六提供的光伏组件的制作过程的结构示意图。
参照图34,本实施例提供一种光伏组件200,包括至少一个电池串210,电池串210包括至少两个如实施例一、实施例二、实施例三中任一项的太阳能电池100,各太阳能电池100之间可以通过串焊的方式连接在一起。
进一步地,参照图35,可以将实施例四步骤S40中形成的太阳能电池基体103切半或者切割为三份,获得太阳能电池100,再将多个太阳能电池100彼此串焊而连接在一起,形成光伏组件200。
示例性地,多个太阳能电池100可通过焊带而串焊在一起,从而将单个太阳能电池100产生的电能进行汇集以便进行后续的输送。当然,太阳能电池100之间可以间隔排布,也可以采用叠瓦形式堆叠在一起。
示例地,光伏组件200还包括封装层和盖板(未图示),封装层用于覆盖电池串210的表面,盖板用于覆盖封装层远离电池串210的表面。太阳能电池100以整片或者多分片的形式电连接形成多个电池串210,多个电池串210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210之间可以通过导电带电连接。封装层覆盖太阳能电池100的表面。示例地,封装层可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯胶膜等有机封装胶膜。盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。
实施例七
本实施例提供一种光伏系统(未图示),包括实施例六的光伏组件200。
光伏系统可应用在光伏电站中,例如地面电站、屋顶电站、水面电站等,也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上,例如用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。当然,可以理解的是,光伏系统的应用场景不限于此,也即是说,光伏系统可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例,光伏系统可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器,光伏阵列可为多个光伏组件200的阵列组合,例如,多个光伏组件200可组成多个光伏阵列,光伏阵列连接汇流箱,汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流,汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (23)

1.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池包括:
基底,包括相对设置的第一面、第二面,以及邻接于所述第一面和所述第二面之间的多个第一侧面;其中,至少在所述基底的所述第一面和所述第一侧面的部分表面设有绒面结构;
掺杂导电层,至少设置于所述第一面和所述第一侧面的部分表面,以覆盖所述绒面结构;
第一钝化膜层,层叠设置于所述掺杂导电层上,所述第一钝化膜层至少覆盖所述第一面和所述第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖所述掺杂导电层;
钝化接触层,设置于所述第二面;以及
第二钝化膜层,层叠设置于所述钝化接触层上,所述第二钝化膜层覆盖所述第二面,以覆盖所述钝化接触层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一侧面包括设有所述绒面结构的绒面区域,以及与所述绒面区域邻接的平坦区域;
所述第一钝化膜层在所述第一侧面完全覆盖所述绒面区域,以及覆盖所述平坦区域的至少部分。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化膜层位于所述第一侧面的膜层沿所述基底的厚度方向的边缘,与所述钝化接触层的远离所述基底的表面齐平。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底还包括邻接于所述第一面和所述第二面之间的至少一个切割边缘侧面;
所述绒面结构仅设置于所述第一面和所述第一侧面的部分表面,所述掺杂导电层仅设置于所述第一面和所述第一侧面的部分表面,以覆盖所述绒面结构。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,所述切割边缘侧面在所述切割边缘侧面的法线方向上,与所述掺杂导电层、所述第一钝化膜层、所述钝化接触层、以及所述第二钝化膜层中与所述切割边缘侧面位于同侧的边缘相齐平。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化膜层还覆盖所述切割边缘侧面的至少部分。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二钝化膜层还覆盖所述切割边缘侧面的至少部分区域,以在所述切割边缘侧面至少部分地覆盖所述第一钝化膜层。
8.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底还包括邻接于所述第一面和所述第二面之间的至少一个切割边缘侧面;
所述切割边缘侧面上也具有所述绒面结构;所述掺杂导电层设置于所述第一面、所述第一侧面的部分表面、以及所述切割边缘侧面的部分表面,以覆盖所述绒面结构;
所述第一钝化膜层还覆盖所述切割边缘侧面的至少部分,以至少覆盖所述掺杂导电层。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二钝化膜层还覆盖所述切割边缘侧面的至少部分区域,以在所述切割边缘侧面至少部分地覆盖所述第一钝化膜层。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二钝化膜层还覆盖所述第一侧面的至少部分区域,以在所述第一侧面至少部分地覆盖所述第一钝化膜层。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一侧面包括设有所述绒面结构的绒面区域,以及与所述绒面区域邻接的平坦区域;
所述第一钝化膜层位于所述第一侧面的膜层包括覆盖于所述平坦区域的第一部分;
所述第二钝化膜层至少覆盖所述第一部分。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化膜层位于所述第一侧面的膜层还包括覆盖于所述绒面区域上的第二部分;
所述第二钝化膜层覆盖所述第一部分和所述第二部分的至少部分。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二钝化膜层位于所述第一部分和所述第二部分上的膜层中,沿所述基底的厚度方向的边缘,与所述第一钝化膜层的沿所述基底的厚度方向的外表面齐平。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述基底的第一面上的绒面结构和所述第一侧面上的绒面结构为连续结构;或者,所述基底的第一面上的绒面结构和所述第一侧面上的绒面结构之间具有间距。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化膜层包括层叠在所述掺杂导电层上的第一钝化层和第一减反射层;和/或
所述第二钝化膜层包括层叠在所述钝化接触层上的至少一层第二减反射层。
16.一种太阳能电池的制作方法,其特征在于,包括:
提供一基片;所述基片包括基底和掺杂导电层;所述基底包括相对设置的第一面、第二面,以及邻接于所述第一面和所述第二面之间的多个第一侧面;至少在所述基底的所述第一面和所述第一侧面的部分表面设有绒面结构;所述掺杂导电层至少设于所述第一面和所述第一侧面的部分表面,以覆盖所述绒面结构;
在所述基底的第二面形成钝化接触层;
在所述掺杂导电层上形成第一钝化膜层;其中,所述第一钝化膜层至少覆盖所述第一面和所述第一侧面的至少部分区域,以至少覆盖所述掺杂导电层;
在所述钝化接触层上形成第二钝化膜层,以形成太阳能电池基体;其中,所述第二钝化膜层覆盖所述第二面,以覆盖所述钝化接触层。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述在所述钝化接触层上形成第二钝化膜层的步骤之后还包括:
沿所述太阳能电池基体的厚度方向进行激光切割,以形成至少两个所述太阳能电池。
18.根据权利要求16所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述提供一基片包括:
至少对所述基底的第一面和第一侧面进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对所述基底进行刻蚀处理,以使所述基底的第二面以及各所述第一侧面上的第一目标区域露出;
其中,所述第一目标区域为所述基底的各第一侧面上邻近于所述第二面,且与所述第二面邻接的区域。
19.根据权利要求16所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述提供一基片的步骤包括:
将基底胚料沿厚度方向进行切割,以形成至少两个基底,并在所述基底上形成切割边缘侧面;
至少对所述基底的第一面、第一侧面和切割边缘侧面进行制绒处理和掺杂元素扩散;
对所述基底进行刻蚀处理,使所述基底的第二面、各所述第一侧面上的第一目标区域以及各所述切割边缘侧面上的第二目标区域露出;以使所述基底的所述第一面、所述第一侧面各自的部分表面和所述切割边缘侧面各自的部分表面形成绒面结构和覆盖所述绒面结构的掺杂导电层;
其中,所述第一目标区域为各所述第一侧面上邻近于所述第二面,且与所述第二面邻接的区域;所述第二目标区域为各所述切割边缘侧面上邻近于所述第二面,且与所述第二面邻接的区域。
20.根据权利要求16-19中任一项所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述在所述基底的第二面形成钝化接触层的步骤包括:
在所述基片的各表面上依次层叠形成隧穿材料层、多晶硅掺杂材料层和氧化物材料层;
刻蚀去除所述基片的第一侧的表面和所述基片的各侧面上的所述氧化物材料层;
刻蚀去除所述基片的第一侧的表面和所述基片的各侧面上的所述多晶硅掺杂材料层和隧穿材料层;
其中,所述第一侧为所述基底的第一面的一侧。
21.根据权利要求16-19中任一项所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述在所述钝化接触层上形成第二钝化膜层的步骤之后还包括:
在所述第一钝化膜层和所述第二钝化膜层上分别制作电极。
22.一种光伏组件,其特征在于,包括至少一个电池串,所述电池串包括至少两个如权利要求1-15中任一项所述的太阳能电池。
23.一种光伏系统,其特征在于,包括如权利要求22所示的光伏组件。
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