CN117727806A - 太阳能电池及其制备方法和光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件。该太阳能电池包括:基底;第一电介质层,位于基底的表面;第一掺杂层,位于第一电介质层的表面,具有第一导电类型;钝化层,位于第一掺杂层的表面;第一电镀电极,位于钝化层上;第一印刷电极,自第一电镀电极的内部延伸贯穿钝化层,且与第一掺杂层接触。第一电镀电极避免第一印刷电极与外部环境接触,避免了第一印刷电极受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免第一印刷电极影响外部环境。
Description
技术领域
本公开实施例涉及太阳能电池领域,特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法和一种光伏组件。
背景技术
IBC(Interdigitated back contact,交叉背接触)电池的正负极均在电池片的背面,在同等面积下可以达到更高的转换效率。在IBC电池技术的基础上,通过引入topcon(Tunnel Oxide Passivated Contact,隧穿氧化层钝化接触)电池技术,能够显著降低金属接触区域的复合损失,在太阳能电池的使用过程中存在功率衰减,如何降低太阳能电池的功率衰减,保证太阳能电池高效有效期成为亟需解决的问题。
发明内容
本公开实施例提供了一种太阳能电池及其制备方法和一种光伏组件,可以优化太阳能电池的功率衰减,提高太阳能电池的效率。
一种太阳能电池,包括:
基底;
第一电介质层,位于所述基底的表面;
第一掺杂层,位于所述第一电介质层的表面,具有第一导电类型;
钝化层,位于所述第一掺杂层的表面;
第一电镀电极,位于所述钝化层上;
第一印刷电极,自所述第一电镀电极的内部延伸贯穿所述钝化层,且与所述第一掺杂层接触。
上述太阳能电池中,第一印刷电极自第一电镀电极的内部延伸贯穿钝化层,且与第一掺杂层接触,第一电镀电极避免第一印刷电极与外部环境接触,避免了第一印刷电极受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免第一印刷电极影响外部环境。并且,第一电镀电极位于钝化层上,且和第一印刷电极共同做为太阳能电池的第一栅线,与第一印刷电极单独做第一栅线相比,增加了第一栅线的横截面积,降低了第一栅线的电阻,提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,第一印刷电极构成材料包括高温导电胶。高温导电胶可以烧穿钝化层并与第一掺杂层形成良好的接触,去除了单独形成第一印刷电极的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,在平行于所述基底的平面内,所述第一电镀电极的尺寸小于所述第一掺杂层的尺寸。在接触电阻不变的同时,减少载流子的表面复合。
在其中一个实施例中,太阳能电池还包括:
第二电介质层,位于所述基底设置有所述第一电介质层的表面,且与所述第一电介质层间隔设置;
第二掺杂层,位于所述第二电介质层的表面,具有第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反,所述钝化层延伸至所述第二掺杂层的表面;
第二电镀电极,位于所述钝化层上,与所述第一电镀电极间隔设置;
第二印刷电极,自所述第二电镀电极的内部延伸贯穿所述钝化层,且与所述第二掺杂层接触。第二印刷电极自第二电镀电极的内部延伸贯穿钝化层,且与第二掺杂层接触,第二电镀电极与第一电镀电极间隔设置,使得太阳能电池的正极不与负极短接,并且第二电镀电极避免第二印刷电极与外部环境接触,避免了第二印刷电极受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免第二印刷电极影响外部环境。并且,第二电镀电极位于钝化层上,且和第二印刷电极共同做为太阳能电池的第二栅线,与第二印刷电极单独做第二栅线相比,增加了第二栅线的横截面积,降低了第二栅线的电阻,进一步提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,第二电镀电极的构成材料包括高温导电胶。高温导电胶可以烧穿钝化层并与第二掺杂层形成良好的接触,去除了单独形成第二印刷电极的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,所述第二印刷电极的尺寸等于所述第一印刷电极的尺寸。可以使用相同的丝网模板形成第一印刷电极和第二印刷电极,降低了太阳能电池的制备成本。
一种太阳能电池的制备方法,包括:
提供基底;
于所述基底的表面形成第一电介质层;
于所述第一电介质层的表面形成第一导电类型的第一掺杂层;
于所述第一掺杂层的表面形成钝化层;
于所述钝化层上形成第一印刷电极,所述第一印刷电极延伸贯穿所述钝化层,且与所述第一掺杂层接触,所述第一印刷电极包括位于所述钝化层顶表面上的第一凸出部;
于所述钝化层上形成第一电镀电极,所述第一电镀电极覆盖所述第一凸出部的侧壁和顶表面。
上述太阳能电池的制备工艺中,在钝化层上形成的第一印刷电极自第一电镀电极的内部延伸贯穿钝化层,且与第一掺杂层接触,第一印刷电极包括位于所述钝化层顶表面上的第一凸出部,在钝化层上形成的第一电镀电极覆盖所述第一凸出部的侧壁和顶表面,隔离了第一印刷电极与外部环境,避免了第一印刷电极受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免了第一印刷电极影响外部环境。并且,第一电镀电极位于钝化层上,且和第一印刷电极共同做为太阳能电池的第一栅线,与第一印刷电极单独做第一栅线相比,增加了第一栅线的横截面积,降低了第一栅线的电阻,提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,于所述钝化层上形成第一印刷电极,包括:
采用丝网印刷工艺将高温导电胶印刷在所述钝化层的顶表面上,以于所述钝化层上形成延伸贯穿所述钝化层的所述第一印刷电极。高温导电胶烧穿钝化层形成与第一掺杂层良好的接触的第一印刷电极,去除了单独形成第一印刷电极的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,所述于所述钝化层上形成第一电镀电极,包括:
采用电镀工艺,于所述第一凸出部的侧壁和顶表面形成所述第一电镀电极。通过电镀工艺形成第一电镀电极,在覆盖第一凸出部的侧壁和顶表面的同时,降低了原材料的使用,节约了制造成本。
在其中一个实施例中,太阳能电池的制备方法还包括:
于所述基底形成所述第一电介质层的表面形成第二电介质层,所述第二电介质层与所述第一电介质层间隔设置;
于所述第二电介质层的表面形成第二导电类型的第二掺杂层,所述第二导电类型和所述第一导电类型相反,所述钝化层延伸至所述第二掺杂层的表面;
于所述钝化层上形成与所述第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,所述第二印刷电极贯穿所述钝化层,且与所述第二掺杂层接触,所述第二印刷电极包括位于所述钝化层顶表面上的第二凸出部;
于所述钝化层上形成第二电镀电极,所述第二电镀电极覆盖所述第二凸出部的侧壁和顶表面。在钝化层上形成的第二印刷电极与第一印刷电极间隔设置,使得太阳能电池的正极不与负极短接,包括位于所述钝化层顶表面上的第二凸出部,在钝化层上形成的第二电镀电极覆盖所述第二凸出部的侧壁和顶表面,隔离了第二印刷电极与外部环境,避免了第二印刷电极受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免了第二印刷电极影响外部环境。并且,第二电镀电极位于钝化层上,且和第二印刷电极共同做为太阳能电池的第二栅线,与第二印刷电极单独做第二栅线相比,增加了第二栅线的横截面积,降低了第二栅线的电阻,提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,于所述钝化层上形成与所述第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,包括:
采用丝网印刷工艺将高温导电胶印刷在所述钝化层的顶表面上,以于所述钝化层上形成与所述第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,所述第二印刷电机延伸贯穿所述钝化层。高温导电胶烧穿钝化层形成与第二掺杂层良好的接触的第二印刷电极,去除了单独形成第二印刷电极的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,所述于所述钝化层上形成第二电镀电极,包括:
采用电镀工艺,于所述第二凸出部的侧壁和顶表面形成所述第二电镀电极。通过电镀工艺形成第二电镀电极,在覆盖第二凸出部的侧壁和顶表面的同时,降低了原材料的使用,节约了制造成本。
一种光伏组件,所述光伏组件包括若干如上述太阳能电池,和/或采用如上述任一项所述太阳能电池的制备方法制成的太阳能电池。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术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公开的一些实施例,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为一实施中太阳能电池的剖面示意图;
图2为另一实施例中太阳能电池的剖面示意图;
图3为又一实施例中太阳能电池的剖面示意图;
图4为一实施例中太阳能电池的制备方法的流程示意图;
图5为另一实施例太阳能电池的制备方法的流程示意图;
图6为再一实施例太阳能电池的制备方法的流程示意图。
附图标记说明:
100、基底;102、第一电介质层;104、第一掺杂层;106、钝化层;108、第一电镀电极;110、第一印刷电极;202、第一凸出部;204、第二凸出部;206、第二凸出部;208、绒面结构;302、第二电介质层;304、第二掺杂层;306、第二钝化层;308、第二电镀电极;310、第二印刷电极;402、第二电介质层;404、第二掺杂层;408、第二电镀电极;410、第二印刷电极。
具体实施方式
为了便于理解本公开实施例,下面将参照相关附图对本公开实施例进行更全面的描述。附图中给出了本公开实施例的首选实施例。但是,本公开实施例可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本公开实施例的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开实施例的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本公开实施例。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本公开实施例的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系,仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述,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公开实施例的限制。
可以理解,本公开所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本公开的范围的情况下,可以将第一多晶硅掺杂层称为第二多晶硅掺杂层,且类似地,可将第二多晶硅掺杂层称为第一多晶硅掺杂层。第一多晶硅掺杂层和第二多晶硅掺杂层两者都是多晶硅掺杂层,但其不是同一多晶硅掺杂层。
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。在本公开的描述中,“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。在本公开的描述中,“若干”的含义是至少一个,例如一个,两个等,除非另有明确具体的限定。
本公开中基底的上表面和下表面为基底相对设置的表面,其他结构或层的上表面和下表面是相对基底的表面来说,两个表面中靠近基底表面的为下表面/底表面/底部/底面,背离基底表面的为上表面/顶表面/顶部/顶面,其他结构或层的上和下同样是相对基底来说,靠近基底为下,背离基底为上。
在太阳能电池的制备过程中,在掺杂的多晶硅材料上形成氧化铝和氮化硅构成的叠层钝化材料之后,通过高温导电浆料烧穿叠层钝化材料与多晶硅材料形成接触,以引出多晶硅掺杂材料,高温导电浆料富含铅元素,在高温高湿环境中,易对太阳能电池造成腐蚀,进而影响太阳能电池的效率,同时铅元素含毒会对环境造成极大的危害。
图1为一实施中太阳能电池的剖面示意图,X方向为图1示出的平行于基底100的平面内的行方向,Y方向可以为平行于基底100的平面内的列方向,Z方向为图1示出的太阳能电池中形成的PN结内建电场的方向,即纵向。如图1所示,在本实施例中,提供一种太阳能电池,以解决上述问题,太阳能电池包括:基底100、第一电介质层102、第一掺杂层104、钝化层106、第一电镀电极108和第一印刷电极110;第一电介质层102位于所述基底100的表面;第一掺杂层104位于所述第一电介质层102的表面,具有第一导电类型;钝化层106位于所述第一掺杂层104的表面,第一电镀电极108位于所述钝化层106上,第一印刷电极110自所述第一电镀电极108的内部延伸贯穿所述钝化层106,且与所述第一掺杂层104接触。
具体的,基底100包括但不限于以硅或锗等为材料的掺杂半导体衬底、或者碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化铟、氧化锌或氧化镓等的掺杂化合物半导体衬底。作为示例,在本实施例中,基底100的构成材料选用掺杂单晶硅。进一步的,基底100的构成材料选用N型掺杂单晶硅。
基底100包括纵向Z上相对设置的受光面和背光面,受光面为太阳能电池迎着太阳光照射的表面(迎光面),第一电介质层102位于基底100的受光面和背光面中的任意一个表面,起到界面钝化和隧穿的作用,用来隔绝太阳能电池的正极(负极)与基底100接触,减少接触复合损失,同时载流子(电子或空穴)能隧穿第一电介质层102,不影响太阳能电池中电流的传递。示例性的,第一电介质层102的构成材料包括氧化硅、氧化铝和氧化铬中的一种或多种。
第一掺杂层104、钝化层106、第一电镀电极108和第一印刷电极110在纵向Z上自基底100的表面向背离基底100的方向依次层叠。第一掺杂层104位于第一电介质层102背离基底100的表面,第一掺杂层104的材料包括掺杂的多晶硅、掺杂的纳米晶硅、掺杂的微晶硅和掺杂的非晶硅中的一种或多种。钝化层106位于第一掺杂层104背离基底100的表面,起到钝化的作用,以提高太阳能电池的Voc和Isc;当第一电介质层102位于基底100的受光面时,钝化层106还起到光反射的作用,提高太阳光的吸收,从而提升太阳能电池的Isc;示例性的,钝化层106的材料包括但不限于氧化铝、氮化硅和氧化硅中的一种或多种。
第一电镀电极108位于钝化层106背离基底100的表面,第一电镀电极108的底表面与钝化层106的顶表面齐平,第一电镀电极108与第一掺杂层104电连接,以引出第一掺杂层104,作为太阳能电池第一导电类型的第一电极。第一印刷电极110自第一电镀电极108的内部延伸贯穿钝化层106,因此,第一印刷电极110包括位于所述钝化层106顶表面上的第一凸出部202,即第一凸出部202为第一印刷电极110位于第一电镀电极108中的部分,第一电镀电极108覆盖第一凸出部202的侧壁和顶表面(第一凸出部202位于钝化层106上的表面);第一印刷电极110与第一掺杂层104接触,从而实现第一电镀电极108与第一掺杂层104电连接。示例性的,第一印刷电极110的构成材料包括但不限于金属铝、金属铜、金属镍。
上述太阳能电池中,第一印刷电极110自第一电镀电极108的内部延伸贯穿钝化层106,且与第一掺杂层104接触,第一电镀电极108避免第一印刷电极110与外部环境接触,避免了第一印刷电极110受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免第一印刷电极110影响外部环境。并且,第一电镀电极108位于钝化层106上,且和第一印刷电极110共同做为太阳能电池的第一栅线,与第一印刷电极110单独做第一栅线相比,增加了第一栅线的横截面积,降低了第一栅线的电阻,提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,第一印刷电极110构成材料包括高温导电胶,例如高温银浆。高温导电胶可以烧穿钝化层106并与第一掺杂层104形成良好的接触,去除了单独形成第一印刷电极110的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,在平行于所述基底100的平面内,即在X方向和Y方向所在的平面内,所述第一电镀电极108的尺寸小于所述第一掺杂层104的尺寸。在接触电阻不变的同时,减少载流子的表面复合,即减少了载流子的复合吸收,提高了太阳能电池的光电转换效率。
图2为另一实施例中太阳能电池的剖面示意图,如图2所示,在其中一个实施例中,太阳能电池还包括:第二电介质层302、第二掺杂层304、第二钝化层306、第二电镀电极308和第二印刷电极310;其中,第二电介质层302位于基底100背离第一电介质层102的表面上;第二掺杂层304位于所述第二电介质层302背离基底100的表面,具有第二导电类型;第二钝化层306位于第二掺杂层背离基底100的表面,第二电镀电极308位于第二钝化层306上,第二印刷电极310自所述第二电镀电极308的内部延伸贯穿第二钝化层306,且与所述第二掺杂层304接触。
具体的,第二电介质层302和第一电介质层102分别位于基底100的受光面和背光面,起到界面钝化和隧穿的作用,用来隔绝太阳能电池的正极(负极)与基底100接触,减少接触复合损失,同时载流子(电子或空穴)能隧穿第二电介质层302,不影响太阳能电池中电流的传递。示例性的,第二电介质层302的构成材料包括氧化硅、氧化铝和氧化铬中的一种或多种。
第二掺杂层304、第二钝化层306、第二电镀电极308和第二印刷电极310在纵向Z上自基底100背离第一电介质层102的表面向背离基底100的方向依次层叠。第二掺杂层304位于第二电介质层302背离基底100的表面,第二导电类型的第二掺杂层304的材料包括掺杂的多晶硅、掺杂的纳米晶硅、掺杂的微晶硅和掺杂的非晶硅中的一种或多种。所述第二导电类型与所述第一导电类型相反,当第一导电类型为P型时,第二导电类型为N型,当第一导电类型为N型时,第二导电类型为P型。在本实施例中,第一导电类型为P型,第二导电类型为N型。
第二钝化层306位于第二掺杂层304背离基底100的表面,起到钝化的作用,以提高太阳能电池的Voc和Isc;当第二电介质层302位于基底100的受光面时,第二钝化层306还起到光反射的作用,提高太阳光的吸收,从而提升太阳能电池的Isc;示例性的,第二钝化层306的材料包括但不限于氧化铝、氮化硅和氧化硅中的一种或多种。进一步的,第二钝化层306和第一钝化层106的结构相同。
第二电镀电极308位于第二钝化层306背离基底100的表面,第二电镀电极308的底表面与第二钝化层106的顶表面齐平,第二电镀电极308与第二掺杂层304电连接,以引出第二掺杂层304,作为太阳能电池第二导电类型的第二电极。第二印刷电极310自第二电镀电极308的内部延伸贯穿第二钝化层306,因此,第二印刷电极310包括位于所述第二钝化层306顶表面上的第二凸出部204,即第二凸出部204为第二印刷电极310位于第二电镀电极308中的部分,第二电镀电极308覆盖第二凸出部204的侧壁和顶表面(第二凸出部204位于第二钝化层306上的表面);第二印刷电极310与第二掺杂层304接触,从而实现第二电镀电极308与第二掺杂层304电连接。示例性的,第二印刷电极310的构成材料包括但不限于金属铝、金属铜、金属镍。
第二印刷电极310自第二电镀电极308的内部延伸贯穿第二钝化层306,且与第二掺杂层304接触,第二电镀电极308避免第二印刷电极310与外部环境接触,避免了第二印刷电极310受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免第二印刷电极310影响外部环境。并且,第二电镀电极308位于第二钝化层306上,且和第二印刷电极310共同做为太阳能电池的第二栅线,与第二印刷电极310单独做第二栅线相比,增加了第二栅线的横截面积,降低了第二栅线的电阻,进一步提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,第二电镀电极308的构成材料包括高温导电胶,例如高温银浆。高温导电胶可以烧穿第二钝化层306并与第二掺杂层304形成良好的接触,去除了单独形成第二印刷电极310的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,所述第二印刷电极310的尺寸等于所述第一印刷电极110的尺寸。具体的,在平行于所述基底100的平面内,即在X方向和Y方向所在的平面内,第二印刷电极310的尺寸等于所述第一印刷电极110的尺寸。可以使用相同的丝网模板形成第一印刷电极110和第二印刷电310极,降低了太阳能电池的制备成本。
在其中一个实施例中,在平行于所述基底100的平面内,即在X方向和Y方向所在的平面内,所述第二电镀电极308的尺寸小于所述第二掺杂层304的尺寸。在接触电阻不变的同时,减少载流子的表面复合,即减少了载流子的复合吸收,提高了太阳能电池的光电转换效率。
图3为又一实施例中太阳能电池的剖面示意图,如图3所示,在其中一个实施例中,太阳能电池还包括:第二电介质层402、第二掺杂层404、第二电镀电极408和第二印刷电极410;其中,第二电介质层402位于所述基底100设置有所述第一电介质层102的表面,且与所述第一电介质层102间隔设置;第二掺杂层404位于所述第二电介质层402的表面,具有第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反,所述钝化层106延伸至所述第二掺杂层404的表面;第二电镀电极408位于所述钝化层106上,与所述第一电镀电极108间隔设置;第二印刷电极410自所述第二电镀电极408的内部延伸贯穿所述钝化层106,且与所述第二掺杂层404接触。
第二电镀电极408位于钝化层106背离基底100的表面,第二电镀电极408的底表面与钝化层106的顶表面齐平,第二电镀电极408与第二掺杂层404电连接,以引出第二掺杂层404,作为太阳能电池第二导电类型的第二电极。第二印刷电极410自第二电镀电极408的内部延伸贯穿钝化层106,因此,第二印刷电极410包括位于所述钝化层106顶表面上的第二凸出部206,即第二凸出部206为第二印刷电极410位于第二电镀电极408中的部分,第二电镀电极408覆盖第二凸出部206的侧壁和顶表面(第二凸出部206位于钝化层106上的表面);第二印刷电极410与第二掺杂层404接触,从而实现第二电镀电极408与第二掺杂层404电连接。
第二印刷电极410自第二电镀电极408的内部延伸贯穿钝化层106,且与第二掺杂层404接触,第二电镀电极408与第一电镀电极108间隔设置,使得太阳能电池的正极不与负极短接,并且第二电镀电极408避免第二印刷电极410与外部环境接触,避免了第二印刷电极410受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免第二印刷电极410影响外部环境。并且,第二电镀电极408位于钝化层上,且和第二印刷电极410共同做为太阳能电池的第二栅线,与第二印刷电极410单独做第二栅线相比,增加了第二栅线的横截面积,降低了第二栅线的电阻,进一步提高了太阳能电池的效率。
可以理解的是,第二电介质层402、第二掺杂层404、第二电镀电极408和第二印刷电极410与前述第二电介质层302、第二掺杂层304、第二电镀电极308和第二印刷电极310的实施例相同或相似的不同在,在此不做赘述。
可以理解的是,当第二电介质层402位于基底100设置第一电介质层102的表面时,第二钝化层306位于基底100背离第一电介质层102的表面上。示例性的,太阳能电池还包括绒面结构208,例如金字塔绒面结构,绒面结构208位于基底100背离第一电介质层102的表面,第二钝化层306位于绒面结构208上。绒面结构208可以减少光的反射,增加光的吸收,提高太阳能电池的光电转换效率。
在其中一个实施例中,所述第二印刷电极408的尺寸等于所述第一印刷电极108的尺寸。在平行于所述基底100的平面内,即在X方向和Y方向所在的平面内,可以使用相同的丝网模板形成第一印刷电极108和第二印刷电极408,降低了太阳能电池的制备成本。在第一印刷电极108和第二印刷电极408位于基底100的同一表面上时,可以使用相同的丝网模板采用同一工艺步骤形成第一印刷电极108和第二印刷电极408,简化了太阳能电池的制备步骤,降低了太阳能电池的制备成本。
图4为一实施例中太阳能电池的制备方法的流程示意图,如图4所示,提供一种太阳能电池的制备方法,与上述太阳能电池中的实施例相同或相应的部分,以下将不做赘述。在本实施例中,太阳能电池的制备方法包括:
S102,提供基底。
提供基底100,并采用抛光液对基底100的表面进行双面抛光,去除损伤层。示例性的,抛光液包括去离子水、KOH和抛光添加剂。
S104,于基底的表面形成第一电介质层。
在基底100的表面沉积第一电介质层102,示例性的,采用LPCVD(低压化学气相沉积)工艺形成第一电介质层102,第一电介质层102的致密性较好。
S106,于第一电介质层的表面形成第一导电类型的第一掺杂层。
在第一电介质层102背离基底100的表面沉积第一导电类型的第一掺杂层104。具体的,采用LPCVD(低压化学气相沉积)工艺第一电介质层102背离基底100的表面形成多晶硅层,多晶硅层的厚度例如为50nm。其次,采用APCVD(常压化学气相沉积)在多晶硅层的表面形成第一掺杂膜层和氧化硅层,第一掺杂层中具有第一导电类型的第一掺杂离子,示例性的,第一导电类型为P型,第一掺杂离子包括硼离子,第一掺杂膜层包括BSG(硼硅酸盐玻璃层)。再次,清洗基底100的表面之后,采用扩散工艺使得第一掺杂离子扩散进入多晶硅层中,以形成第一导电类型的第一掺杂层104。
S108,于第一掺杂层的表面形成钝化层。
S110,于钝化层上形成包括位于钝化层顶表面上的第一凸出部的第一印刷电极。
具体的,在钝化层106上形成第一印刷电极110,所述第一印刷电极110延伸贯穿所述钝化层106,且与所述第一掺杂层104接触,实现了第一电镀电极108与第一掺杂层104之间的电连接,所述第一印刷电极110包括位于所述钝化层106顶表面上的第一凸出部202和位于钝化层106中的填充部分。
S112,于钝化层上形成覆盖第一凸出部表面的第一电镀电极。
在钝化层106上形成第一电镀电极108,第一电镀电极108覆盖所述第一凸出部202的侧壁和顶表面,即第一电镀电极108覆盖第一凸出部202位于钝化层106上的表面,从而隔绝第一凸出部202和外部环境,并引出第一掺杂层104,作为太阳能电池第一导电类型的第一电极。
上述太阳能电池的制备工艺中,在钝化层106上形成的第一印刷电极110自第一电镀电极108的内部延伸贯穿钝化层106,且与第一掺杂层104接触,第一印刷电极110包括位于所述钝化层106顶表面上的第一凸出部202,在钝化层106上形成的第一电镀电极108覆盖所述第一凸出部202的侧壁和顶表面,隔离了第一印刷电极110与外部环境,避免了第一印刷电极110受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免了第一印刷电极110影响外部环境。并且,第一电镀电极108位于钝化层106上,且和第一印刷电极110共同做为太阳能电池的第一栅线,与第一印刷电极110单独做第一栅线相比,增加了第一栅线的横截面积,降低了第一栅线的电阻,提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,于所述钝化层106上形成第一印刷电极110,包括:
采用丝网印刷工艺将高温导电胶例如高温银浆,印刷在所述钝化层106的顶表面上,以于所述钝化层106上形成延伸贯穿所述钝化层106的所述第一印刷电极110。高温导电胶烧穿钝化层106并烧结形成与第一掺杂层104良好的接触的第一印刷电极110,去除了单独形成第一印刷电极110的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,所述于所述钝化层106上形成第一电镀电极108,包括:
采用电镀工艺,于所述第一凸出部202的侧壁和顶表面形成所述第一电镀电极108。通过电镀工艺形成第一电镀电极108,在覆盖第一凸出部202的侧壁和顶表面的同时,降低了原材料的使用,节约了制造成本。
图5为另一实施例太阳能电池的制备方法的流程示意图,如图2、图5所示,在其中一个实施例中,太阳能电池的制备方法还包括:
S202,于基底背离第一电介质层的表面上形成第二电介质层。
S204,于第二电介质层的表面形成第二导电类型的第二掺杂层。
S206,于第二掺杂层的表面形成第二钝化层。
S208,于第二钝化层上形成包括位于第二钝化层顶表面上的第二凸出部的第二印刷电极。
S210,于第二钝化层上形成覆盖第二凸出部表面的第二电镀电极。
步骤S202-步骤S210具体为,采用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)工艺或LPCVD(低压化学气相沉积)在基底100背离第一电介质层102的表面上形成第二电介质层302;采用LPCVD(低压化学气相沉积)工艺第二电介质层302背离基底100的表面形成多晶硅层,多晶硅层的厚度例如为50nm。其次,采用APCVD(常压化学气相沉积)在多晶硅层的表面形成第二掺杂膜层和氧化硅层,第二掺杂层中具有第二导电类型的第二掺杂离子,示例性的,第二导电类型为N型,第二掺杂离子包括磷离子,第一掺杂膜层包括PSG(磷硅酸盐玻璃层)。再次,清洗基底100的表面之后,采用扩散工艺使得第二掺杂离子扩散进入多晶硅层中,以形成第二导电类型的第二掺杂层304,第二导电类型与第一导电类型相反;于第二掺杂层304的表面形成第二钝化层306;于第二钝化层306上形成第二印刷电极310,第二印刷电极310延伸贯穿所述第二钝化层306,且与所述第二掺杂层304接触,实现了第二电镀电极308与第二掺杂层304之间的电连接,所述第二印刷电极310包括位于第二钝化层306顶表面上的第二凸出部204和位于第二钝化层306中的填充部分。在第二钝化层306上形成第二电镀电极308,第二电镀电极308覆盖所述第二凸出部204的侧壁和顶表面,即第二电镀电极308覆盖第二凸出部204位于钝化层106上的表面,从而隔绝第一凸出部202和外部环境,并引出第二掺杂层304,作为太阳能电池第二导电类型的第二电极。
在第二钝化层306上形成的第二印刷电极310自第二电镀电极308的内部延伸贯穿第二钝化层306,且与第二掺杂层304接触,第二印刷电极310包括位于所述第二钝化层306顶表面上的第二凸出部204,在第二钝化层306上形成的第二电镀电极308覆盖所述第二凸出部202的侧壁和顶表面,隔离了第二印刷电极310与外部环境,避免了第二印刷电极310受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免了第二印刷电极310影响外部环境。并且,第二电镀电极308位于第二钝化层306上,且和第二印刷电极310共同做为太阳能电池的第二栅线,与第二印刷电极310单独做第二栅线相比,增加了第二栅线的横截面积,降低了第二栅线的电阻,进一步提高了太阳能电池的效率。
在其中一个实施例中,于第二钝化层306上形成第二印刷电极310,包括:
采用丝网印刷工艺将高温导电胶例如高温银浆,印刷在第二钝化层306的顶表面上,以于所述第二钝化层306上形成延伸贯穿所述第二钝化层306的所述第二印刷电极310。高温导电胶烧穿第二钝化层306并烧结形成与第二掺杂层304良好的接触的第二印刷电极310,去除了单独形成第二印刷电极310的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
在其中一个实施例中,所述于第二钝化层306上形成第二电镀电极308,包括:
采用电镀工艺,于所述第二凸出部204的侧壁和顶表面形成所述第二电镀电极308。通过电镀工艺形成第二电镀电极308,在覆盖第二凸出部204的侧壁和顶表面的同时,降低了原材料的使用,节约了制造成本。
图6为再一实施例太阳能电池的制备方法的流程示意图,如图3、图6所示,在其中一个实施例中,太阳能电池的制备方法还包括:
S302,于基底形成第一电介质层的表面形成第二电介质层。
S304,于第二电介质层的表面形成第二导电类型的第二掺杂层。
S306,于钝化层上形成与第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,第二印刷电极包括位于钝化层顶表面上的第二凸出部。
S308,于钝化层上形成覆盖第二凸出部表面的第二电镀电极。
步骤S302-S304具体为,第一步,采用LPCVD(低压化学气相沉积)工艺,在基底100的表面形成与第一电介质层102间隔设置的第二电介质层402,第二电介质层402的致密性较好。示例性的,平行于基底100表面的平面分为用于形成第一掺杂层104的第一掺杂预设区1、用于形成第二掺杂层404的第二掺杂预设区2以及位于第一掺杂预设区1和第二掺杂预设区2之间的隔离预设区3,隔离预设区3用来隔开第一掺杂预设区1和第二掺杂预设区2,采用LPCVD(低压化学气相沉积)工艺,在基底100的表面形成电介质膜层,所述电介质膜层包括位于第一掺杂预设区1的第一电介质层102和位于第二掺杂预设区2的第二电介质层402,在同一工艺步骤中形成第一电介质层102和第二电介质层402,第一电介质层102和第二电介质层402具有相同的性能和厚度,简化了工艺步骤,降低了太阳能电池的制造成本。第二步,采用LPCVD(低压化学气相沉积)工艺在电介质膜层的表面形成多晶硅层,采用APCVD(常压化学气相沉积)在多晶硅层的表面形成具有第一导电类型的第一掺杂离子的第一掺杂膜层和氧化硅层;至少刻蚀(例如采用绿外皮秒激光进行局部开孔)去除第二掺杂预设区2的第一掺杂膜层和氧化硅层,以暴露出第二掺杂预设区2的多晶硅层;将基底100放入扩散炉进行高温推阱,以使第一掺杂离子进入多晶硅层中形成第一掺杂层104;然后在基底100上形成具有第二导电类型的第二掺杂离子的第二掺杂膜层,第二掺杂膜层覆盖多晶硅层的表面,所述第二导电类型和所述第一导电类型相反,并采用扩散的方式使得第二掺杂离子进入多晶硅层中以形成第二导电类型的第二掺杂层404;自隔离预设区3的表面向电介质膜层的方向刻蚀,直至贯穿电介质膜层,隔开第一电介质层102和第二电介质层402。第三步,在第一掺杂层104的表面形成钝化层106,钝化层106延伸至第二掺杂层404的表面,且覆盖在隔离预设区3上。第四步,在钝化层106上形成与第一印刷电极110间隔设置的第二印刷电极410,使得太阳能电池的正极不与负极短接,所述第二印刷电极410贯穿所述钝化层106,且与所述第二掺杂层404接触,所述第二印刷电极410包括位于所述钝化层106顶表面上的第二凸出部206。第四步,在钝化层106上形成第二电镀电极408,第二电镀电极408覆盖所述第二凸出部206的侧壁和顶表面,隔离了第二印刷电极410与外部环境,避免了第二印刷电极410受高温高湿环境影响而腐蚀太阳能电池,从而影响电池的效率,同时避免了第二印刷电极410影响外部环境。并且,第二电镀电极408位于钝化层106上,且和第二印刷电极410共同做为太阳能电池的第二栅线,与第二印刷电极410单独做第二栅线相比,增加了第二栅线的横截面积,降低了第二栅线的电阻,提高了太阳能电池的效率。
示例性的,形成第二掺杂层404之后,太阳能电池的制备方法还包括:在基底100背离第一电介质层102的表面上形成绒面结构210和第二钝化层306。具体的,采用链式清洗机清洗基底100,以去除基底100背离第一电介质层102的表面上的氧化层和沾污,并进行清洗制绒,在基底100背离第一电介质层102的表面形成绒面结构210,同时隔离预设区3底部的激光损伤会被去除;进行RCA清洗后,在绒面结构210上形成第二钝化层306,在第一掺杂层104的表面形成钝化层106,示例性的,第二钝化层306包括叠置的氧化铝(例如13nm)、氮化硅(例如60nm)和氧化硅(例如140nm);钝化层106包括叠置的氧化铝(例如10nm)和氮化硅(例如100nm)。
在其中一个实施例中,于所述钝化层106上形成与所述第一印刷电极110间隔设置的第二印刷电极410,包括:
采用丝网印刷工艺,将高温导电胶印刷在所述钝化层106的顶表面上,以于所述钝化层106上形成与所述第一印刷电极110间隔设置的第二印刷电极410,所述第二印刷电极410延伸贯穿所述钝化层106。高温导电胶烧穿钝化层106形成与第二掺杂层404良好的接触的第二印刷电极410,去除了单独形成第二印刷电极410的填充槽的步骤,简化了太阳能电池的制备工艺步骤,消除了形成填充槽对太阳能电池的损伤。
示例性的,采用丝网印刷工艺,将高温导电胶印刷在所述钝化层106的顶表面上,以于所述钝化层106上形成间隔设置的第一印刷电极110和第二印刷电极410,同时形成第一印刷电极110和第二印刷电极410,简化了太阳能电池的制备工艺步骤。
在其中一个实施例中,所述于所述钝化层106上形成第二电镀电极408,包括:
采用电镀工艺,于所述第二凸出部206的侧壁和顶表面形成所述第二电镀电极408。通过电镀工艺形成第二电镀电极408,在覆盖第二凸出部206的侧壁和顶表面的同时,降低了原材料的使用,节约了制造成本。
示例性的,采用电镀工艺,于第一凸出部202的侧壁和顶表面形成第一电镀电极108,于第二凸出部206的侧壁和顶表面形成第二电镀电极408。同时形成第一电镀电极108和第二电镀电极408,简化了太阳能电池的制备工艺步骤。
应该理解的是,虽然图4-图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图4-图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本公开还提供一种太阳能电池,采用如上述任一项所述太阳能电池的制备方法制成。
本公开还提供一种光伏组件,所述光伏组件包括若干如上述太阳能电池,和/或采用如上述任一项所述太阳能电池的制备方法制成的太阳能电池。
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公开实施例的几种实施方式,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,在不脱离本公开实施例构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本公开实施例的保护范围。
Claims (13)
1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
基底;
第一电介质层,位于所述基底的表面;
第一掺杂层,位于所述第一电介质层的表面,具有第一导电类型;
钝化层,位于所述第一掺杂层的表面;
第一电镀电极,位于所述钝化层上;
第一印刷电极,自所述第一电镀电极的内部延伸贯穿所述钝化层,且与所述第一掺杂层接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一印刷电极构成材料包括高温导电胶。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,在平行于所述基底的平面内,所述第一电镀电极的尺寸小于所述第一掺杂层的尺寸。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,还包括:
第二电介质层,位于所述基底设置有所述第一电介质层的表面,且与所述第一电介质层间隔设置;
第二掺杂层,位于所述第二电介质层的表面,具有第二导电类型,所述第二导电类型与所述第一导电类型相反,所述钝化层延伸至所述第二掺杂层的表面;
第二电镀电极,位于所述钝化层上,与所述第一电镀电极间隔设置;
第二印刷电极,自所述第二电镀电极的内部延伸贯穿所述钝化层,且与所述第二掺杂层接触。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二电镀电极的构成材料包括高温导电胶。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二印刷电极的尺寸等于所述第一印刷电极的尺寸。
7.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:
提供基底;
于所述基底的表面形成第一电介质层;
于所述第一电介质层的表面形成第一导电类型的第一掺杂层;
于所述第一掺杂层的表面形成钝化层;
于所述钝化层上形成第一印刷电极,所述第一印刷电极延伸贯穿所述钝化层,且与所述第一掺杂层接触,所述第一印刷电极包括位于所述钝化层顶表面上的第一凸出部;
于所述钝化层上形成第一电镀电极,所述第一电镀电极覆盖所述第一凸出部的侧壁和顶表面。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,于所述钝化层上形成第一印刷电极,包括:
采用丝网印刷工艺将高温导电胶印刷在所述钝化层的顶表面上,以于所述钝化层上形成延伸贯穿所述钝化层的所述第一印刷电极。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述于所述钝化层上形成第一电镀电极,包括:
采用电镀工艺,于所述第一凸出部的侧壁和顶表面形成所述第一电镀电极。
10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,还包括:
于所述基底形成所述第一电介质层的表面形成第二电介质层,所述第二电介质层与所述第一电介质层间隔设置;
于所述第二电介质层的表面形成第二导电类型的第二掺杂层,所述第二导电类型和所述第一导电类型相反,所述钝化层延伸至所述第二掺杂层的表面;
于所述钝化层上形成与所述第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,所述第二印刷电极贯穿所述钝化层,且与所述第二掺杂层接触,所述第二印刷电极包括位于所述钝化层顶表面上的第二凸出部;
于所述钝化层上形成第二电镀电极,所述第二电镀电极覆盖所述第二凸出部的侧壁和顶表面。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述于所述钝化层上形成与所述第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,包括:
采用丝网印刷工艺将高温导电胶印刷在所述钝化层的顶表面上,以于所述钝化层上形成与所述第一印刷电极间隔设置的第二印刷电极,所述第二印刷电极延伸贯穿所述钝化层。
12.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述于所述钝化层上形成第二电镀电极,包括:
采用电镀工艺,于所述第二凸出部的侧壁和顶表面形成所述第二电镀电极。
13.一种光伏组件,其特征在于,所述光伏组件包括若干如权利要求1-6任一项所述的太阳能电池,和/或采用如权利要求7-12任一项所述的制备方法制成的太阳能电池。
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---|---|---|---|
CN202311682896.1A CN117727806A (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 太阳能电池及其制备方法和光伏组件 |
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