CN116666468A - 背接触电池及太阳电池组件 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种背接触电池及太阳电池组件。背接触电池包括半导体衬底,半导体衬底具有相对的正表面和背表面,背表面包括多个相邻且依次排布的区段单元,区段单元与背光面之间形成区段空间;区段单元进一步包括第一区段、第二区段、第三区段和第四区段,区段空间进一步包括第一空间、第二空间、第三空间和第四空间;第一钝化层,仅位于每个第一空间中;第一掺杂半导体层,仅位于每个区段空间中的第一空间中,且紧邻于第一钝化层远离半导体衬底的一侧;第二钝化层,仅位于每个区段空间中的第二空间~第四空间中;以及第二掺杂半导体层,仅位于每个区段空间中的第二空间~第四空间中,且紧邻于第二钝化层远离半导体衬底的一侧。

Description

背接触电池及太阳电池组件
技术领域
本申请主要涉及光伏技术领域,尤其涉及一种背接触电池及太阳电池组件。
背景技术
随着PERC(Passivated emitter and rear contact,发射极和背面钝化电池)电池技术的成熟与不断挖潜,逐步逼近其转换效率的理论极限,业界开始寻求下一代技术,目前推进中的主流技术有TOPCon、HJT和IBC等等。
区别于传统双面电极接触的电池,背接触电池的最大特点是金属电极位于电池的背表面,前表面没有金属电极遮挡,提高了光的利用率,因此具有更高的短路电流和转换效率。但是,背接触电池的钝化性能和开路电压等特性普遍较差,光电转化效率不高。因此,如何使得背接触电池更进一步地提升电池性能是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种背接触电池及太阳电池组件,可以提升电池的开路电压,提高电池的效率和可靠性。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种背接触电池,包括:半导体衬底,所述半导体衬底具有相对的正表面和背表面,所述正表面更靠近所述背接触电池的受光面、所述背表面更靠近所述背接触电池的背光面,所述背表面包括多个相邻且依次排布的区段单元,其中,每个区段单元内包括相邻且依次交替排布的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段,所述第一区段~所述第四区段与所述背表面之间分别形成第一空间、第二空间、第三空间和第四空间,所述第一空间~第四空间共同构成每个所述区段单元与所述背光面之间的区段空间;第一钝化层,仅位于每个所述区段空间中的所述第一空间中;第一掺杂半导体层,仅位于每个所述区段空间中的所述第一空间中,且紧邻于所述第一钝化层远离所述半导体衬底的一侧;第二钝化层,仅位于每个所述区段空间中的所述第二空间、所述第三空间和所述第四空间中;以及第二掺杂半导体层,仅位于每个所述区段空间中的所述第二空间、所述第三空间和所述第四空间中,且紧邻于所述第二钝化层远离所述半导体衬底的一侧。
在本申请的一实施例中,所述半导体衬底在紧邻于每个所述第一区段的位置还包括衬底掺杂层,所述衬底掺杂层与所述半导体衬底导电类型相同。
在本申请的一实施例中,还包括绝缘层,位于每个所述区段空间中的所述第一空间、所述第二空间和所述第四空间中,且在所述第一空间中位于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧、在所述第二空间和所述第四空间中紧邻于所述半导体衬底的所述背表面。
在本申请的一实施例中,还包括掺杂氧化物层,位于每个所述区段空间中的所述第一空间中,且紧邻地位于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧与所述绝缘层之间。
在本申请的一实施例中,还包括导电层,位于每个所述区段空间中的所述第一空间、所述第二空间、所述第三空间和所述第四空间中,其中,在所述第一空间中,至少部分的所述导电层紧邻于所述绝缘层远离所述半导体衬底的一侧、至少另一部分的所述导电层紧邻于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧;在所述第二空间~第四空间中,至少部分的所述导电层紧邻于所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧。
在本申请的一实施例中,还包括第一电极和第二电极,分别位于每个所述区段空间中的所述第一空间和所述第三空间,且所述第一电极位于所述第一空间中紧邻于所述导电层远离所述半导体衬底的一侧、所述第二电极位于所述第三空间中紧邻于所述导电层远离所述半导体衬底的一侧。
在本申请的一实施例中,所述导电层在每个所述区段空间中的所述第一空间内形成凹向所述半导体衬底的接触槽,所述第一电极在所述接触槽内与所述导电层接触,所述接触槽在靠近所述半导体衬底一侧的表面接触所述导电层、或延伸至所述第一掺杂半导体层的内部。
在本申请的一实施例中,所述第一区段、所述第二区段、所述第三区段和所述第四区段至所述半导体衬底的所述正表面各自具有第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3和第四距离L4,其中,L3小于或等于L2;L3小于或等于L4;L2小于或等于L1;以及L4小于或等于L1。
在本申请的一实施例中,所述第二区段和所述第四区段对应的所述第二空间和所述第四空间中的电池结构相同,且L2等于L4。
在本申请的一实施例中,还包括正面钝化层,位于所述半导体衬底的所述正表面和所述受光面之间且紧邻于所述正表面,其中,所述正面钝化层包括本征非晶硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅和/或氧化硅。
在本申请的一实施例中,还包括正面减反层,紧邻于所述正面钝化层远离所述半导体衬底的一侧,其中,所述正面减反层包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅和/或透明导电层。
在本申请的一实施例中,所述半导体衬底的正表面为绒面结构,所述绒面结构包括金字塔绒面和/或腐蚀坑绒面。
在本申请的一实施例中,所述半导体衬底的背表面包括所述绒面结构和/或抛光面结构,其中,所述第三区段为绒面结构或抛光面结构,所述第一区段、所述第二区段和所述第四区段为抛光面结构。
在本申请的一实施例中,所述第一钝化层包括隧穿氧化层,所述第一掺杂半导体层包括掺杂多晶硅,且所述第一掺杂半导体层与所述半导体衬底的掺杂类型相同。
在本申请的一实施例中,所述第二钝化层包括本征非晶硅,所述第二掺杂半导体层包括掺杂非晶硅和/或微晶硅,且所述第二掺杂半导体层与所述半导体衬底的掺杂类型相反。
在本申请的一实施例中,还包括位于每个所述区段空间中的至少一个隔离槽,所述隔离槽仅位于所述第一空间中或同时位于所述第二空间和所述第四空间中。
在本申请的一实施例中,还包括位于每个区段空间中的所述第二空间和所述第四空间内的两个隔离槽,所述两个隔离槽在逐渐靠近所述半导体衬底的方向上最多贯穿至所述绝缘层的内部。
在本申请的一实施例中,还包括位于每个所述区段空间中所述第一空间内的两个隔离槽,所述两个隔离槽分别位于所述接触槽的两侧,所述两个隔离槽在逐渐靠近所述半导体衬底的方向上最多贯穿至所述绝缘层的内部。
本申请的另一方面还提出了一种太阳电池组件,包括多个串联和/或并联的本申请任一实施例提出的背接触电池。
与现有技术相比,本申请具有以下优点:本提案的背接触电池,在电池的背面设计交替排布的区段单元结构,在每一个区段单元内的不同区段和空间位置布置不同的电池特征层,并进一步拓展设计不同接触槽以及不同的隔离槽位置,可以有效提升电池的开路电压,并保证电池具有更高的转换效率和可靠性。
附图说明
包括附图是为提供对本申请进一步的理解,它们被收录并构成本申请的一部分,附图示出了本申请的实施例,并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中:
图1是本申请一实施例的一种背接触电池的结构示意图;以及
图2是本申请另一实施例的一种背接触电池的结构示意图。
附图标记清单:
背接触电池10/10’、半导体衬底100、正表面101、背表面102、正面钝化层16、正面减反层17、第一钝化层111、第一掺杂半导体层112、衬底掺杂层113、掺杂氧化物层114、第二钝化层121、第二掺杂半导体层122;
绝缘层 13、导电层14、接触槽140、第一电极151、第二电极152;第一隔离槽161、第二隔离槽162、第三隔离槽161’、第四隔离槽162’、区段单元20、区段空间200、第一区段21、第二区段22、第三区段23、第四区段24、第一空间210、第二空间220、第三空间230、第四空间240。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
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申请的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。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,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,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示例可以具有不同的值。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。
在本申请的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请的一实施例参照图1提出了一种背接触电池10,可以提升电池的开路电压,提高电池的效率和可靠性。
参照图1,背接触电池10主要包括半导体衬底100、第一钝化层111、第一掺杂半导体层112、第二钝化层121和第二掺杂半导体层122。具体来说,半导体衬底100具有相对的正表面101和背表面102,正表面101更靠近背接触电池10的受光面(也即背接触电池10整体上面向光源的最外侧表面)、背表面102更靠近背接触电池10的背光面(也即背接触电池10整体上背向光源的最外侧表面)。结合图1,可以看出背表面102包括多个相邻且依次排布的区段单元20。再结合图1,每个区段单元20内包括相邻且依次交替排布的第一区段21、第二区段22、第三区段23和第四区段24,第一区段21~第四区段24与背表面102之间分别形成第一空间210、第二空间220、第三空间230和第四空间240,第一空间210~第四空间240共同构成每个区段单元20与背光面之间的区段空间200。
需要解释的是,在本申请中将背表面102划分为多个区段单元20并进一步细化为第一~第四区段21~24以及在空间中形成第一~第四空间210~240均为便于描述基于背表面102的各特征层位置,特别是第一隔离槽161和第二隔离槽162的位置(将在下文进一步说明),而做出的认为定义,这些关于区段和空间的划分本身并不属于背接触电池10的固有属性。另外,由于这些划分的结论并非基于电池属性而属于人工划分方式,图1也仅仅示意性的展示了相邻区段交界面的形貌特征(例如成直角形等)。在实际生产中,这些交界面也会根据实际各特征层的沉积和刻蚀情况等等产生变化,因此本领域技术人员可以理解的是,关于各区段的交界面,不应当基于图1所示而做不合理的限制。
更进一步的,根据图1,第一钝化层111仅位于每个区段空间200中的第一空间210中。第一掺杂半导体层112仅位于每个区段空间200中的第一空间210中,且紧邻于第一钝化层111远离半导体衬底100的一侧。在此基础上,第二钝化层121仅位于每个区段空间200中的第二空间220、第三空间230和第四空间240中。第二掺杂半导体层122仅位于每个区段空间200中的第二空间220、第三空间230和第四空间240中,且紧邻于第二钝化层121远离半导体衬底100的一侧。
基于这样的设计构思,本申请中的第一钝化层111可以实际上具体实施为隧穿氧化层,第一掺杂半导体层112包括掺杂多晶硅,且第一掺杂半导体层112与半导体衬底100的掺杂类型相同。另一方面,在本实施例中,第二钝化层121包括本征非晶硅,相对应的,第二掺杂半导体层122包括掺杂非晶硅或微晶硅,且第二掺杂半导体层122与半导体衬底100的掺杂类型相反。由此,基于第二区段22及其对应的第二空间220的隔离和过渡,在该第二空间220的一侧(第一空间210)提升电池钝化性能、而在第二空间220的另一侧(第三空间)提升电池开路电压,从而提升背接触电池10的效能和稳定性。
优选地,在本实施例中,半导体衬底100在紧邻于每个第一区段21的位置还包括与该半导体衬底100材质和导电类型均相同的衬底掺杂层113。根据图1可以清楚的看出,衬底掺杂层113位于背表面102更靠近半导体沉底100的一侧,因此该衬底掺杂层113的下表面同时也是该背表面102上的第一区段21。通过设置衬底掺杂层113,可以在半导体衬底100内形成背电场。示例性的,在制备第一掺杂半导体层112时,尤其是在对其进行掺杂时,掺杂源会推进到半导体衬底100中,从而形成衬底掺杂层113。
进一步的,本实施例的背接触电池10还包括掺杂氧化物层114,位于每个区段空间200中的第一空间210中,且紧邻于第一掺杂半导体层112远离半导体衬底100的一侧。示例性的,掺杂氧化物层114与该第一掺杂半导体层112具有相同的掺杂材质,且掺杂氧化物层114可以选用掺杂的氧化硅。需要说明的是,在本申请的一些其他实施例中,可以不具备掺杂氧化物层114。具体来说,在进行电池制备时,尤其是在对第一掺杂半导体层112进行掺杂时,可以直接形成该掺杂氧化物层114,因此在一些实施例中,可以通过额外的步骤去除该层。而相比之下,在本实施例中保留该掺杂氧化物层114,可以简化工艺流程、降低生产成本。
在此基础上,背接触电池10还包括绝缘层13,位于每个区段空间200中的第一空间210、第二空间220和第四空间240中,且在第一空间210中紧邻于掺杂氧化物层114远离半导体衬底100的一侧、在第二空间220和第四空间240中紧邻于半导体衬底的背表面。示例性的,绝缘层13可以由氮化硅、氮氧化硅、氧化硅等化合物的一种或多种组成。在本实施例中设置该绝缘层13,可以更好的避免背表面102上不同极性的区域发生电连接导致短路。
在上述结构的基础上,背接触电池10还包括导电层14,位于每个区段空间200中的第一空间210、第二空间220、第三空间230和第四空间240中。具体的参照图1,在第一空间210中,至少部分的导电层14紧邻于绝缘层13远离半导体衬底100的一侧、至少另一部分的导电层14紧邻于第一掺杂半导体层112远离半导体衬底100的一侧。而在第二空间220~第四空间240中,至少部分的导电层14紧邻于第二掺杂半导体层122远离半导体衬底100的一侧。
在此基础上,在本实施例中,背接触电池10还包括第一电极151和第二电极152,分别位于每个区段空间200中的第一空间210和第三空间230,且第一电极151位于第一空间210中紧邻于导电层14远离半导体衬底100的一侧、第二电极152位于第三空间230中紧邻于导电层14远离半导体衬底100的一侧。
进一步优选地,在本实施例中,导电层14在每个区段空间200中的第一空间210内形成凹向半导体衬底100的接触槽140,第一电极151在接触槽140内与导电层14接触,接触槽140在靠近半导体衬底100一侧的表面接触导电层14。但是本申请不以图1所示的示例为限,在本申请的一些其他实施例中,接触槽或延伸至第一掺杂半导体层112的内部。可以理解的是,在制备背接触电池10时,可以在背表面102通过刻蚀和沉积相互结合的手段完成电池制备。为了形成接触槽140,示例性的,可以在沉积导电层14前对于第一空间210内已完成制备的掺杂氧化物层114、绝缘层13进行局部刻蚀,从而形成该接触槽140的形状,局部刻蚀方法包括激光烧蚀结合湿法刻蚀、印刷腐蚀性油墨结合湿法刻蚀等。由此在继续沉积导电层14的过程中,该导电层14在已刻蚀的区域便会形成凹槽式的形貌,从而产生接触槽140。
进一步的,根据图1可以看出的是,背表面102在形貌上具有高低起伏的特征。具体来说,定义第一区段21、第二区段22、第三区段23和第四区段24至半导体衬底100的正表面101各自具有第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3和第四距离L4。示例性的,由于正表面101具有绒面结构,因此选取了绒面结构的下边缘作为基准线以定义上述的各距离;但是本申请不以此为限,在本申请的其他实施例中,根据正表面101的形貌不同,可以有其他确定基准线的方式,但只要上述第一~第四区段21~24采用同一的基准线确定方式,本申请中所述的第一区段21、第二区段22、第三区段23和第四区段24至半导体衬底100的正表面101各自距离L1~L4的相对大小关系不会因此发生变化。
具体来说,在本申请的多个实施例中,L3小于或等于L2,L3小于或等于L4,L2小于或等于L1,L4小于或等于L1。优选地,在本申请的一些实施例中,第二区段22和第四区段24对应的第二空间220和第四空间240中的电池结构相同,且L2等于L4。由此,在这样的实施例中,第二空间220和第四空间240可以一并理解为是背接触电池10的隔离或过渡区域。具体的,第二空间220可以理解为是针对每个区段空间200中,每相邻两个第一空间210特征区域和第三空间230特征区域的隔离或过渡区域;而第四空间240可以理解为是针对每相邻两个区段空间200中:前一个区段空间200中的第三空间230特征区域和后一个区段空间200中的第一空间210特征区域的隔离或过渡区域。
在本申请提出的不同实施例中,背接触电池还包括位于每个区段空间中的至少一个隔离槽,隔离槽仅位于第一空间中或同时位于第二空间和第四空间中。下面结合附图进行进一步详细说明。
示例性的,图1示出了隔离槽同时位于第二空间220和第四空间240中的情况。在本实施例中,隔离槽的数量为两个,分别为第一隔离槽161和第二隔离槽162。参考图1,可以看出第一隔离槽161位于第二空间220中、而第二隔离槽162位于第四空间240中。进一步的,第一隔离槽161和第二隔离槽162在逐渐靠近半导体衬底100的方向上依次贯穿导电层14、第二掺杂半导体层122、第二钝化层121并最终到达绝缘层13的下边缘。但是本申请不以此为限,示例性的,基于图1进一步变型,第一隔离槽161可以继续向上延伸至绝缘层131的内部,但不贯穿该绝缘层131。在本实施例中,在不具备第一电极151和第二电极152的第二空间220以及第四空间240中分别设置第一隔离槽161和第二隔离槽162,可以使得每个区段单元20所对应的区段空间200中两个极性的区域之间进行更完善的隔离。
另一方面,图2示出了关于隔离槽所在不同位置的另外一实施例。与图1所示的背接触电池10相比,图2示出的背接触电池10’仅在两个隔离槽(第三隔离槽161’和第四隔离槽162’)的位置上存在差异,因此,其他相同的部分均采用了相同的标号。在图2所示实施例中,两个隔离槽均位于每个区段空间200中第一空间210内。根据图2可以看出的是,第三隔离槽161’和第四隔离槽162’分别位于接触槽140的左右两侧,两个隔离槽在逐渐靠近半导体衬底的方向上最多贯穿至绝缘层的内部。可以看出的是,与图1所示实施例不同,在本实施例中是根据接触槽140的位置设置隔离槽所在位置,可以更好的适配一些制备工艺场景。
前文已经介绍了背接触电池10的背面结构,下面介绍背接触电池10的正面结构。在正表面101上,背接触电池还包括正面钝化层16,位于半导体衬底100的正表面101和受光面之间且紧邻于正表面101,其中,正面钝化层16可以由本征非晶硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅以及氧化硅等材质中的一种或多种组成。
在此基础上,根据图1,背接触电池10在正面钝化层16之上还包括正面减反层17,紧邻于正面钝化层16远离半导体衬底100的一侧,其中,正面减反层17可以由氮化硅、氮氧化硅、氧化硅以及透明导电层中的一种或多种组成。
另一方面,半导体衬底100的正表面101为绒面结构,绒面结构可以为金字塔绒面或腐蚀坑绒面,或者二者的结合,通过这样的方式,可以更好的减少入射光的反射损失,增加光吸收。相对应的,半导体衬底100的背表面102采用绒面结构、抛光面结构或二者的结合。优选地,参照图1所示的实施例,在背表面102上,第三区段23为绒面结构或抛光面结构,第一区段21、第二区段22和第四区段24为抛光面结构,基于这样的设计方式,可以提升钝化效果,简化流程工艺。
本申请基于背接触电池的制造技术,综合考虑电池性能提升效果以及工艺化成本等,在太阳电池的背光面一侧设计了多个相邻且交替排布的第一~第四空间。在每个空间中均有相同或不同的电池结构。其中,电池的性能主要通过第一空间和第三空间中的特征层体现,将第一空间设置为具有第一钝化层(例如是遂穿氧化层)和掺杂半导体层(例如是掺杂多晶硅)的叠层结构,具有较好的钝化接触特性,可以降低金属电极接触区的载流子复合速率,使得电池的开路电压得到提升。进一步的,在第三空间设置为具有第二钝化层(例如是本征非晶硅)和第二掺杂半导体层(例如是掺杂非晶硅/微晶硅等等)的叠层结构,利用其低表面复合速率等特性可进一步提高电池的开路电压。在此基础上,还具有电池结构可相同或不同的第二空间和第四空间,这两个空间的作用将极性相反的第一空间和第三空间隔离开来,避免发生短路或漏电现象,保证电池具有更高的转换效率和可靠性。除此之外,在进一步考虑工艺可行性和流程简化等方面的因素,本申请还提出了其他各特征层(例如绝缘层、导电层等等)以及隔离槽的具体位置特征,从而在保证电池性能提升的同时,在工艺范围允许和可控的前提下进一步保证电池的可靠性。
本申请还提出了一种太阳电池组件,包括多个串联和/或并联的如上述本申请任一实施例提出的背接触电池。由于关于太阳电池组件的其他细节不是本申请的重点,在此不做展开。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述申请披露仅仅作为示例,而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时,本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理,应当注意的是,为了简化本申请披露的表述,从而帮助对一个或多个申请实施例的理解,前文对本申请实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本申请,在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换,因此,只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种背接触电池,其特征在于,包括:
半导体衬底,所述半导体衬底具有相对的正表面和背表面,所述正表面更靠近所述背接触电池的受光面、所述背表面更靠近所述背接触电池的背光面,所述背表面包括多个相邻且依次排布的区段单元,其中,每个区段单元内包括相邻且依次交替排布的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段,所述第一区段~所述第四区段与所述背表面之间分别形成第一空间、第二空间、第三空间和第四空间,所述第一空间~第四空间共同构成每个所述区段单元与所述背光面之间的区段空间;
第一钝化层,仅位于每个所述区段空间中的所述第一空间中;
第一掺杂半导体层,仅位于每个所述区段空间中的所述第一空间中,且紧邻于所述第一钝化层远离所述半导体衬底的一侧;
第二钝化层,仅位于每个所述区段空间中的所述第二空间、所述第三空间和所述第四空间中;以及
第二掺杂半导体层,仅位于每个所述区段空间中的所述第二空间、所述第三空间和所述第四空间中,且紧邻于所述第二钝化层远离所述半导体衬底的一侧。
2.如权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述半导体衬底在紧邻于每个所述第一区段的位置还包括衬底掺杂层,所述衬底掺杂层与所述半导体衬底导电类型相同。
3.如权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,还包括绝缘层,位于每个所述区段空间中的所述第一空间、所述第二空间和所述第四空间中,且在所述第一空间中位于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧、而在所述第二空间和所述第四空间中紧邻于所述半导体衬底的所述背表面。
4.如权利要求3所述的背接触电池,其特征在于,还包括掺杂氧化物层,位于每个所述区段空间中的所述第一空间中,且紧邻地位于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧与所述绝缘层之间。
5.如权利要求3所述的背接触电池,其特征在于,还包括导电层,位于每个所述区段空间中的所述第一空间、所述第二空间、所述第三空间和所述第四空间中,其中,
在所述第一空间中,至少部分的所述导电层紧邻于所述绝缘层远离所述半导体衬底的一侧、至少另一部分的所述导电层紧邻于所述第一掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧;
在所述第二空间~第四空间中,至少部分的所述导电层紧邻于所述第二掺杂半导体层远离所述半导体衬底的一侧。
6.如权利要求5所述的背接触电池,其特征在于,还包括第一电极和第二电极,分别位于每个所述区段空间中的所述第一空间和所述第三空间,且所述第一电极位于所述第一空间中紧邻于所述导电层远离所述半导体衬底的一侧、所述第二电极位于所述第三空间中紧邻于所述导电层远离所述半导体衬底的一侧。
7.如权利要求6所述的背接触电池,其特征在于,所述导电层在每个所述区段空间中的所述第一空间内形成凹向所述半导体衬底的接触槽,所述第一电极在所述接触槽内与所述导电层接触,所述接触槽在靠近所述半导体衬底一侧的表面接触所述导电层、或延伸至所述第一掺杂半导体层的内部。
8.如权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一区段、所述第二区段、所述第三区段和所述第四区段至所述半导体衬底的所述正表面各自具有第一距离L1、第二距离L2、第三距离L3和第四距离L4,其中,
L3小于或等于L2;
L3小于或等于L4;
L2小于或等于L1;以及
L4小于或等于L1。
9.如权利要求8所述的背接触电池,其特征在于,所述第二区段和所述第四区段对应的所述第二空间和所述第四空间中的电池结构相同,且L2等于L4。
10.如权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,还包括正面钝化层,位于所述半导体衬底的所述正表面和所述受光面之间且紧邻于所述正表面,其中,所述正面钝化层包括本征非晶硅、氧化铝、氮化硅、氮氧化硅和/或氧化硅。
11.如权利要求10所述的背接触电池,其特征在于,还包括正面减反层,紧邻于所述正面钝化层远离所述半导体衬底的一侧,其中,所述正面减反层包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅和/或透明导电层。
12.如权利要求11所述的背接触电池,其特征在于,所述半导体衬底的正表面为绒面结构,所述绒面结构包括金字塔绒面和/或腐蚀坑绒面。
13.如权利要求12所述的背接触电池,其特征在于,所述半导体衬底的背表面包括所述绒面结构和/或抛光面结构,其中,所述第三区段为绒面结构或抛光面结构,所述第一区段、所述第二区段和所述第四区段为抛光面结构。
14.如权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一钝化层包括隧穿氧化层,所述第一掺杂半导体层包括掺杂多晶硅,且所述第一掺杂半导体层与所述半导体衬底的掺杂类型相同。
15.如权利要求14所述的背接触电池,其特征在于,所述第二钝化层包括本征非晶硅,所述第二掺杂半导体层包括掺杂非晶硅和/或微晶硅,且所述第二掺杂半导体层与所述半导体衬底的掺杂类型相反。
16.如权利要求1~15任一项所述的背接触电池,其特征在于,还包括位于每个所述区段空间中的至少一个隔离槽,所述隔离槽仅位于所述第一空间中或同时位于所述第二空间和所述第四空间中。
17.如权利要求4所述的背接触电池,其特征在于,还包括位于每个区段空间中的所述第二空间和所述第四空间内的两个隔离槽,所述两个隔离槽在逐渐靠近所述半导体衬底的方向上最多贯穿至所述绝缘层的内部。
18.如权利要求7所述的背接触电池,其特征在于,还包括位于每个所述区段空间中所述第一空间内的两个隔离槽,所述两个隔离槽分别位于所述接触槽的两侧,所述两个隔离槽在逐渐靠近所述半导体衬底的方向上最多贯穿至所述绝缘层的内部。
19.一种太阳电池组件,包括多个串联和/或并联的如权利要求1~18任一项所述的背接触电池。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117219693A (zh) * 2023-11-09 2023-12-12 天合光能股份有限公司 背接触太阳电池及电池组件
CN117936616A (zh) * 2024-03-21 2024-04-26 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统
CN117954509A (zh) * 2024-03-27 2024-04-30 天合光能股份有限公司 背接触太阳能电池的制备方法、太阳能电池及电池组件

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120305072A1 (en) * 2009-12-18 2012-12-06 Toray Industries, Inc. Method for manufacturing semiconductor device and back-contact solar cell
US20130112253A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Min-Seok Oh Solar cell
US20190221682A1 (en) * 2016-09-29 2019-07-18 Kyocera Corporation Solar cell element and method for manufacturing solar cell element
CN115513308A (zh) * 2022-08-31 2022-12-23 隆基绿能科技股份有限公司 背接触太阳能电池及其制备方法
CN115621333A (zh) * 2022-11-22 2023-01-17 金阳(泉州)新能源科技有限公司 双面隧穿氧化硅钝化的背接触太阳能电池及其制备方法
JP2023033940A (ja) * 2021-08-30 2023-03-13 慶應義塾 太陽電池セルおよび太陽電池
CN116207167A (zh) * 2023-03-22 2023-06-02 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制造方法
CN116230783A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 天合光能股份有限公司 太阳能电池、太阳能电池片和光伏组件

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120305072A1 (en) * 2009-12-18 2012-12-06 Toray Industries, Inc. Method for manufacturing semiconductor device and back-contact solar cell
US20130112253A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Min-Seok Oh Solar cell
US20190221682A1 (en) * 2016-09-29 2019-07-18 Kyocera Corporation Solar cell element and method for manufacturing solar cell element
JP2023033940A (ja) * 2021-08-30 2023-03-13 慶應義塾 太陽電池セルおよび太陽電池
CN115513308A (zh) * 2022-08-31 2022-12-23 隆基绿能科技股份有限公司 背接触太阳能电池及其制备方法
CN115621333A (zh) * 2022-11-22 2023-01-17 金阳(泉州)新能源科技有限公司 双面隧穿氧化硅钝化的背接触太阳能电池及其制备方法
CN116207167A (zh) * 2023-03-22 2023-06-02 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制造方法
CN116230783A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 天合光能股份有限公司 太阳能电池、太阳能电池片和光伏组件

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117219693A (zh) * 2023-11-09 2023-12-12 天合光能股份有限公司 背接触太阳电池及电池组件
CN117219693B (zh) * 2023-11-09 2024-04-05 天合光能股份有限公司 背接触太阳电池及电池组件
CN117936616A (zh) * 2024-03-21 2024-04-26 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制作方法、光伏组件及光伏系统
CN117954509A (zh) * 2024-03-27 2024-04-30 天合光能股份有限公司 背接触太阳能电池的制备方法、太阳能电池及电池组件

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