CN117810314A - 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 - Google Patents
太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117810314A CN117810314A CN202311846935.7A CN202311846935A CN117810314A CN 117810314 A CN117810314 A CN 117810314A CN 202311846935 A CN202311846935 A CN 202311846935A CN 117810314 A CN117810314 A CN 117810314A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive pattern
- layer
- conductive
- dielectric layer
- porous structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 23
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 8
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 4
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 3
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 3
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- -1 polyethylene naphthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N copper silver Chemical compound [Cu].[Ag].[Ag] YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
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备方法、光伏组件和光伏系统。以提高电镀导电金属和透明导电氧化物层的焊接牢固性。一种太阳能电池的制备方法，包括：提供基底层，基底层的第一表面依次层叠形成有第一透明导电氧化物层和第一导电图案；在第一导电图案远离基底层的一侧形成第一介电层，第一介电层至少覆盖第一区域，而裸露第一导电图案的第一多孔结构的至少部分表面；在第一介电层远离基底层的一侧且在第二区域形成第一导电金属层，第一导电金属层填充在第一导电图案的第一多孔结构中，与第一导电图案的第一多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第一栅线图案；将第一介电层位于第一区域上的部分去除。
Description
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备方法、光伏组件和光伏系统。
背景技术
异质结(Hetero-Junction with Intrinsic Thin Film，HJT)太阳能电池是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点。相比于PERC(Passivated Emitter and RearContact，PERC)电池，HJT太阳电池具有更高的转换效率，但是由于制造HJT太阳电池的设备、物料成本过高，制约了其大规模应用。
作为制造HJT太阳能电池的最后一步——制作栅线图案，目前常用的制备工艺是以银浆为原料采用丝网印刷工艺印刷而成。然而，此方法物料成本极高，工艺中使用的低温银浆成本占HJT太阳能电池制造非硅成本的40％，因此急需降低其成本。目前，电镀技术是最有望替代银浆丝网印刷工艺的工艺技术，可以实现HJT太阳电池的“降本增效”。然而，由于HJT太阳能电池的电镀的导电金属层与透明导电氧化物层的结合力较差，容易发生脱落，由此，将电镀技术应用于HJT太阳能电池金属化工艺依然存在很大的技术难点。
发明内容
基于此，有必要提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统。以提高电镀导电金属和透明导电氧化物层的焊接牢固性。
第一方面，提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
提供基底层，所述基底层包括沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面依次层叠形成有第一透明导电氧化物层和第一导电图案，所述第一导电图案和所述第一透明导电氧化物层接触，所述第一导电图案具有第一多孔结构；
在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成第一介电层，所述第一介电层至少覆盖第一区域，而裸露所述第一导电图案的所述第一多孔结构的至少部分表面；其中，所述第一区域是所述第一透明导电氧化物层未被所述第一导电图案覆盖的区域；
在所述第一介电层远离所述基底层的一侧且在第二区域形成第一导电金属层，所述第二区域是所述第一导电图案所在区域，所述第一导电金属层填充在所述第一导电图案的所述第一多孔结构中，与所述第一导电图案的所述第一多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第一栅线图案；
将所述第一介电层位于所述第一区域上的部分去除。
可选地，所述第一导电图案采用第一导电浆料通过烧结制备得到；
其中，所述第一导电浆料中的金属粒子的粒径为0.1μm～5μm，以在所述第一导电图案上形成所述第一多孔结构。
可选地，所述第一导电图案的厚度为0.1μm～20μm。
可选地，所述第一导电图案中的金属粒子包括：金、银、铜、镍和钴中的一种或多种。
可选地，所述第一导电图案的表面粗糙度为0.1μm～1μm。
可选地，所述第一介电层的材料包括氟化物、氧化物和氮化物中的一种或多种。
可选地，所述第一介电层的厚度为10nm～100nm。
可选地，所述第一导电图案的孔隙率小于30％；
所述在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成第一介电层，包括：
通过沉积，在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成所述第一介电薄膜，所述第一介电薄膜在所述第一透明导电氧化物层和所述第一导电图案上连续覆盖；
对所述第一介电薄膜位于所述第一导电图案上的部分进行开孔，裸露出所述第一导电图案的所述第一多孔结构的至少部分表面。
可选地，所述对所述第一介电薄膜位于所述第一导电图案上的部分进行开孔，包括：
采用激光烧蚀、化学刻蚀或物理磨抛中的至少一种对所述第一介电薄膜位于所述第一导电图案上的部分进行开孔。
可选地，所述第一导电图案的孔隙率为30％～60％；
所述在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成第一介电层，包括：
通过沉积，在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成所述第一介电层，所述第一介电层在所述第一透明导电氧化物层上连续覆盖，而仅覆盖在所述第一导电图案的所述第一多孔结构的第一部分表面上，裸露出所述第一多孔结构的除所述第一部分表面以外的其余表面。
可选地，所述在所述第一介电层远离所述基底层的一侧且在第二区域形成第一导电金属层，包括：
采用电镀法在所述第一介电层远离所述基底层的一侧且在所述第二区域形成所述第一导电金属层。
可选地，所述第一导电金属层的材料包括：铜和银中的一种或两种组合。
可选地，所述第一导电金属层的厚度为1μm～100μm。
可选地，所述将所述第一介电层位于第一区域上的部分去除，包括：
采用激光刻蚀或化学腐蚀将所述第一介电层位于所述第一区域上的部分去除。
可选地，所述太阳能电池还包括：依次层叠形成于所述第二表面的第二透明导电氧化物层和第二导电图案，所述第二导电图案和所述第二透明导电氧化物层接触，所述第二导电图案据具有第二多孔结构；所述制备方法还包括：
在所述第二导电图案远离所述基底层的一侧形成第二介电层，所述第二介电层至少覆盖第三区域，而裸露所述第二导电图案的所述第二多孔结构的至少部分表面；其中，所述第三区域是所述第二透明导电氧化物层未被所述第二导电图案覆盖的区域；
在所述第二介电层远离所述基底层的一侧且在第四区域形成第二导电金属层，所述第四区域是所述第二导电图案所在区域，所述第二导电金属层填充在所述第二导电图案的所述第二多孔结构中，与所述第二导电图案的所述第二多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第二栅线图案；
将所述第二介电层位于所述第三区域上的部分去除。
第二方面，提供一种太阳能电池，采用如第一方面所述的制备方法制备得到。
第三方面，提供一种光伏组件，包括：多个串联和/或并联连接的太阳能电池；
至少一个所述太阳能电池为如第二方面所述的太阳能电池。
第四方面，提供一种光伏系统，包括：如第三方面所述的光伏组件。
通过在第一透明导电氧化物层上形成具有第一多孔结构的第一导电图案，并至少在第一区域形成第一介电层，在后续通过电镀形成第一导电金属层时，该第一导电金属层可以填充在第一导电图案的第一多孔结构中，并与第一多孔结构的至少部分表面接触，从而与该第一导电图案共同形成第一栅线图案，一方面，可以提高第一导电金属层与第一导电图案的焊接牢固性；另一方面，不会在第一区域形成金属沉积，从而不会对太阳能电池的光透过率产生影响。解决了相关技术中通过电镀沉积导电金属层时，容易发生脱落，以及会降低透明导电氧化物层的光透过率的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的一种太阳能电池的制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种太阳能电池的制备方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种太阳能电池的制备方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的再一种太阳能电池的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面对本申请进行更全面的描述。但是，本申请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申请的公开内容的理解更加透彻全面。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。
术语：
本文所使用的术语“和/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。比如，“A和/或B”包括A、B以及“A与B的组合”三种并列方案。
在本文中，如无其他说明，“一种或多种”表示所列项目中的任一种或者所列项目的任意组合。类似地，“一个或多个”等以其他表示“一或多”的情形，如无其他说明，也做相同理解。
本文中，“进一步”、“更进一步”、“特别”、“例如”、“如”、“示例”、“举例”等用于描述目的，表示在前与在后的不同技术方案在涵盖内容上存在关联，但并不应理解为对前一技术方案的限定，也不能理解为对本文保护范围的限制。在本文中，如无其他说明，A(如B)，表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。
本文中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。本申请中，“可选地含有”、“可选地包含”等描述，表示“含有或不含有”。“可选的组分X”，表示组分X存在或不存在，或者表示含有或不含有该组分X。
本文中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。在本申请的描述中，“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。
本文中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
本文中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，该数值区间内可选的数值的分布视为连续，且包括该数值区间的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，相当于直接列举了每一个整数。当提供多个数值范围描述特征或特性时，可以合并这些数值范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之数值范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。该数值区间中的“数值”可以为任意的定量值，比如数字、百分比、比例等。“数值区间”允许广义地包括百分比区间，比例区间，比值区间等数值区间类型。
在本文中，方法流程中涉及多个步骤的，除非本文中有明确的不同说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以描述以外的其他顺序执行。而且，任一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，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的一部分轮流或者交替或者同时地执行。
本文所用的填充因子(FF)是指实际最大可获得功率(Pm或Vmp*Jmp)与理论(非实际可获得的)功率(Jsc*Voc)的比值。因此，FF可由下式决定：
FF＝(Vmp*Jmp)/(Jsc*Voc)
其中Jmp及Vmp分别表示在最大功率点(Pm)处的电流密度及电压，该点是通过改变电路中的电阻直到J*V为最大值而获得的；Jsc及Voc分别表示短路电流及开路电压。填充因子是评价太阳能电池的关键参数。商业用太阳能电池通常具有约60％及以上的填充因子。
本文所用的开路电压(Voc)是在无连接的外部负载条件下装置的阳极与阴极之间的电位差。
本文所用的太阳能电池的功率转换效率(PCE)是指从吸收光转换为电能的功率百分比。太阳能电池的功率转换效率(PCE)可通过标准测试条件(STC)下入射光辐射照度(E：W/m2)及太阳能电池的表面积(Ac：m2)除最大功率点(Pm)而算出。STC通常指在为温度25℃、辐射照度1000W/m2、空气质量1.5(AM1.5)的光谱。
目前，HJT太阳能电池的实验室效率已经达到了26％以上。相比于PERC电池，HJT太阳电池具有更高的转换效率，但是由于制造HJT太阳能电池的设备、物料成本过高，制约了其大规模应用。
作为制造HJT太阳电池的最后一步——制作栅线图案，目前常用的制备工艺是以银浆为原料采用丝网印刷工艺印刷而成。然而，此方法物料成本极高，工艺中使用的低温银浆成本占HJT太阳电池制造非硅成本的40％，因此急需降低其成本。目前，电镀技术最有望替代银浆丝网印刷工艺，以实现HJT太阳能电池的“降本增效”。
然而，由于HJT太阳能电池的电镀的导电金属层与透明导电氧化物层的结合力较差，容易发生脱落，由此，将电镀技术应用于HJT太阳能电池金属化工艺依然存在很大的技术难点。
相关技术中，克服这一难点最常用的方法是在透明导电氧化物层表面形成电镀种子层，而后在电镀种子层上通过电镀沉积导电金属层，然而，这样所制备的电镀种子层覆盖在透明导电氧化物层上，会降低透明导电氧化物层的光透过率。
基于以上技术问题，第一方面，本申请的一些实施例提供一种太阳能电池的制备方法，如图1和图2所示，包括如下步骤S11)～S14)：
S11)、提供基底层11，该基底层11包括沿其厚度方向相对设置的第一表面11a和第二表面11b，第一表面11a上依次层叠形成有第一透明导电氧化物层121和第一导电图案131，第一导电图案131和第一透明导电氧化物层121接触，第一导电图案131具有第一多孔结构。
其中，该基底层11可以为N型硅基底层或P型硅基底层，在此不做具体限定。该第一表面11a可以为正面或背面，在第一表面11a为正面时，第二表面11b为背面，在第一表面11a为背面时，第二表面11b为正面，在此不做具体限定。
在以下的实施例中，将以该基底层11为N型硅基底层，第一表面11a为N型硅基底层的正面为例对该太阳能电池的制备方法进行详细说明。
上述第一透明导电氧化物层121可以包括：氟掺杂的氧化锡(F-doped Tin Oxide，FTO)层、氧化铟锡(Indium Tin Oxides，ITO)层、镀有ITO或FTO的聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate，PEN)聚合物层(ITO/PEN、FTO/PEN)和镀有ITO或FTO的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物层(ITO/PET、FTO/PET)中的一层或多层叠层结构。
对第一透明导电氧化物层121的厚度也不做限定。可选地，该第一透明导电氧化物层121的厚度可以为60nm～80nm。
其中，该第一导电图案131具有第一多孔结构，是指，该第一导电图案131的表面粗糙度大于第一透明导电氧化物层121的表面粗糙度。
该第一导电图案131可以采用第一导电浆料通过烧结制备得到。第一导电浆料可以包含有金属粒子和玻璃粉等，由此，通过对第一导电浆料进行烧结，可以在第一导电图案131中形成第一多孔结构。
示例地，可以采用丝网印刷、激光转印和喷墨打印中的至少一种在第一透明导电氧化物层121远离基底层11的表面形成具有第一图案的第一导电浆料，烧结，制备该第一导电图案131；其中，该第一图案的形状可以与第一导电图案131的形状可以相同。
在一些实施例中，该第一导电浆料中的金属粒子的粒径可以为0.1μm～5μm，以在第一导电图案131上形成第一多孔结构。
在这些实施例中，通过调控金属粒子的粒径可以调控第一导电图案131的第一多孔结构的孔隙率，从而使该第一导电图案131具有一定的表面粗糙度，进而可以得到具有一定表面粗糙度和孔隙率的第一导电图案131。
在一些实施例中，该第一导电图案131的表面粗糙度为0.1μm～1μm。
在一些实施例中，该第一导电图案131中的金属粒子可以包括：金、银、铜、镍和钴中的一种或多种。通过选用上述金属粒子可以使形成的第一导电图案131具有良好的电气接触性能，且表面拉脱力加大，不易发生断栅。
其中，对上述第一导电图案131的厚度不做具体限定，只要能够形成具有第一多孔结构的第一导电图案131即可，便于后续在通过电镀形成导电金属层时，导电金属层可以填充在第一多孔结构中，从而提高电镀的结合牢固性。
在一些实施例中，该第一导电图案131的厚度可以为0.1μm～20μm。
在这些实施例中，该第一导电图案131的厚度较薄，可以降低浆料的使用量，从而降低成本。
S12)、在第一导电图案131远离基底层11的一侧形成第一介电层141，第一介电层141至少覆盖第一区域S，而裸露第一多孔结构的至少部分表面；其中，第一区域S是第一透明导电氧化物层121未被第一导电图案131覆盖的区域。
其中，该第一介电层141可以为透明或不透明的，这里对此不做具体限定。透明是指不会对大部分可见光透过造成影响，光透过率较大。
其中，该第一介电层141的材料可以包括：氟化物、氧化物和氮化物中的一种或多种。
进一步地，第一介电层141的电导率可以为第一导电图案131的电导率的0.1％。
在一些实施方式中，上述氟化物可以包括MgF2、LeF2和SrF2中的一种或多种；氧化物包括SiOx和AlOx中的一种或多种；氮化物包括SiNx。
在一些实施例中，该第一介电层141的厚度可以为10nm～100nm。
在这些实施例中，这些材料制备的第一介电层141可以是透明的，可以降低对太阳能电池的光透过率产生较大影响。而且，还可以根据该第一介电层141的材料与第一透明导电氧化物层121的材料不同，在完成栅线图案的制备之后，将位于第一透明导电氧化物层121上的第一介电层141去除，不会对该太阳能电池的光透过率产生影响。
S13)、在第一介电层141远离基底层11的一侧且在第二区域N形成第一导电金属层151，第二区域N是第一导电图案131所在区域，第一导电金属层151填充在第一导电图案131的第一多孔结构中，与第一导电图案131的第一多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第一栅线图案L1。
其中，在第一介电层141远离基底层11的一侧且在第二区域N形成第一导电金属层151，可以包括：
采用电镀法在第一介电层141远离基底层11的一侧且在第二区域N形成第一导电金属层151。
在一些实施例中，该第一导电金属层151的材料可以包括：铜和银中的一种或多种。例如，该第一导电金属层151的材料可以为铜、银、铜和银组成的混合物或铜银合金。
在一些实施例中，该第一导电金属层151的厚度可以为1μm～100μm。
S14)、将第一介电层141位于第一区域S上的部分去除。
在一些实施例中，可以采用激光刻蚀或化学腐蚀将第一介电层141位于第一区域S上的部分去除。
在本申请实施例提供的太阳能电池的制备方法中，通过在第一透明导电氧化物层121上形成具有第一多孔结构的第一导电图案131，并至少在第一区域S形成第一介电层141，在后续通过电镀形成第一导电金属层151时，该第一导电金属层151可以填充在第一导电图案的第一多孔结构中，并与第一多孔结构的至少部分表面接触，从而与该第一导电图案131共同形成第一栅线图案L1，一方面，可以提高第一导电金属层151与第一导电图案131的焊接牢固性；另一方面，不会在第一区域S形成金属沉积，从而不会对太阳能电池的光透过率产生影响。解决了相关技术中通过电镀沉积导电金属层时，容易发生脱落，以及会降低透明导电氧化物层的光透过率的问题。
同时，该第一导电图案131可以做得薄一些，还能够减少第一导电浆料的使用量，并通过电镀第一导电金属层151，采用第一导电金属层151和第一导电图案131紧密接触来提高第一栅线图案L1的导电性能。
其中，对上述第一介电层141的形成方法不做具体限定，第一介电层141可以采用掩膜板遮挡的方式仅形成在第一区域S，也可以通过整层沉积并开孔的方式至少形成在第一区域S，而裸露出第一多孔结构的至少部分表面。
在一些实施例中，如图1所示，第一导电图案131的孔隙率小于30％；S12)、在第一导电图案131远离基底层11的一侧形成第一介电层141，如图1所示，包括：
S121)通过沉积，在第一导电图案131远离基底层11的一侧形成第一介电薄膜100，第一介电薄膜100在第一透明导电氧化物层121和第一导电图案131上连续覆盖；
S122)、对第一介电薄膜100位于第一导电图案131上的部分进行开孔，裸露出第一导电图案131的第一多孔结构的至少部分表面。
在这些实施例中，由于该第一导电图案131的孔隙率较低，因此，在通过沉积形成第一介电层141时，第一介电层141会连续覆盖在第一透明导电氧化物层121和第一导电图案131上，这时，可以称为第一介电薄膜100，而通过对该第一介电薄膜100位于第一导电图案131上的部分进行开孔，即可制备第一介电层141，使得该第一介电层141裸露出第一导电图案131的第一多孔结构的至少部分表面。另外，通过对第一介电薄膜100位于第一导电图案131上的部分进行开孔，还可以增加第一多孔结构中的孔分布的均匀性，避免第一介电层141的开孔过度和不足，提升后续电镀的第一导电金属层151的连续性和均一性。
在一些实施例中，对第一介电薄膜100位于第一导电图案131上的部分进行开孔，包括：
采用激光烧蚀、化学刻蚀或物理磨抛中的至少一种对第一介电薄膜100位于第一导电图案131上的部分进行开孔。
在另一些实施例中，第一导电图案131的孔隙率为30％～60％；S12)、在第一导电图案131远离基底层11的一侧形成第一介电层141，如图2所示，包括：
S121)、通过沉积，在第一导电图案131远离基底层11的一侧形成第一介电层141，该第一介电层141在第一透明导电氧化物层121上连续覆盖，而仅覆盖第一导电图案131的第一多孔结构的第一部分表面，裸露出第一导电图案131的第一多孔结构的除第一部分表面以外的其余表面。
在这些实施例中，由于该第一导电图案131的孔隙率较高，因此，在通过沉积形成第一介电层141时，由于第一透明导电氧化物层121的表面较为光滑，因此，第一介电层141会连续覆盖在第一透明导电氧化物层121上，而仅覆盖在粗糙的第一导电图案131的第一部分表面上，裸露出第一导电图案131的其余表面，这时，该第一导电图案131的其余表面可以根据第一导电图案131的孔隙率大小不同而有所不同，例如，当第一导电图案131的孔隙率较大时，该第一导电图案131的其余表面的面积较大，而当第一导电图案131的孔隙率较小时，该第一导电图案131的其余表面的面积较小，从而使得该第一介电层141裸露出第一导电图案131的第一多孔结构的至少部分表面。
在一些实施例中，如图3和图4所示，该太阳能电池还包括：依次层叠形成于第二表面11b的第二透明导电氧化物层122和第二导电图案132，第二导电图案132和第二透明导电氧化物层122接触，第二导电图案132具有第二多孔结构。如图3和图4所示，该制备方法还包括：
S15)、在第二透明导电氧化物层122上形成第二导电图案132。该第二导电图案132的制备方法可以参照上述第一导电图案的制备方法，在此不再赘述。
S16)、在第二导电图案132远离基底层11的一侧形成第二介电层142，第二介电层142至少覆盖第三区域P，而裸露第二多孔结构的至少部分表面；其中，第三区域P是第二透明导电氧化物层122未被第二导电图案132覆盖的区域；
S17)、在第二介电层142远离基底层11的一侧且在第四区域R形成第二导电金属层152，第四区域R是第二导电图案132所在区域，第二导电金属层152填充在第二导电图案132的第二多孔结构中，与第二多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第二栅线图案L2；
S18)、将第二介电层142位于第三区域P上的部分去除。
在这些实施例中，与上述第一导电图案131、第一介电层141和第一导电金属层151相类似地，通过在第二透明导电氧化物层122上形成具有第二多孔结构的第二导电图案132，并至少在第三区域P形成第二介电层142，在后续通过电镀形成第二导电金属层152时，该第二导电金属层152可以填充在第二导电图案132的第二多孔结构中，并与第二多孔结构的至少部分表面接触，从而与该第二导电图案132共同形成第二栅线图案L2，一方面，可以提高第二导电金属层152与第二导电图案132的焊接牢固性；另一方面，不会在第三区域P形成金属沉积，从而不会对太阳能电池的光透过率产生影响。解决了相关技术中通过电镀沉积导电金属层时，容易发生脱落，以及会降低透明导电氧化物层的透光性能的问题。
在一些实施例中，上述该第二透明导电氧化物层122、第二介电层142和第二导电金属层152的具体形成方法、材料、厚度，以及第二介电层142的去除方法等均可以参照上述对第一透明导电氧化物层121、第一介电层141和第一导电金属层151的描述，在此不再赘述，具体制备方法的图示可以参照图3和图4，其中，与上述第一介电层141采用第一介电薄膜100开孔不同，第二介电层142可以采用第二介电薄膜200开孔得到。
第二方面，本申请提供一种太阳能电池，其采用如第一方面所述的制备方法制得。
第三方面，本申请提供一种光伏组件，其包括第二方面所述的太阳能电池。
第四方面，本申请提供一种光伏系统，其包括第三方面所述的光伏组件。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细的说明。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，优先参考本申请中给出的指引，还可以按照本领域的实验手册或常规条件，还可以按照制造厂商所建议的条件，或者参考本领域已知的实验方法。
下述的具体实施例中，涉及原料组分的量度参数，如无特别说明，可能存在称量精度范围内的细微偏差。涉及温度和时间参数，允许仪器测试精度或操作精度导致的可接受的偏差。
实施例1
实施例1提供的太阳能电池的制备方法如下：
步骤1)、提供设有氧化铟锡(ITO)薄膜的太阳能电池片；
步骤2)、采用丝网印刷工艺，将银浆涂覆于步骤1)中的电池片的正面且位于氧化铟锡上形成具有第一图案的第一导电浆料，烧结，形成具有第一多孔结构的第一导电图案，第一导电图案的表面粗糙度为0.1μm、厚度为10μm，孔隙率为5％。其中，银浆中包含粒径为0.1μm的银粒子；
步骤3)、采用物理气相沉积工艺在步骤2)中形成有第一导电图案的太阳能电池片的表面沉积厚度为10nm的第一介电薄膜；其中，第一介电薄膜的材质为SiOx；
步骤4)、采用激光器对步骤3)中的第一介电薄膜进行开孔处理，以使其在第一导电图案上形成开孔，裸露出第一导电图案上的第一多孔结构；
步骤5)、在步骤4)中形成的第一导电图案处形成厚度为20μm的第一导电金属层，该第一导电金属层可以为铜银电镀金属层；
步骤6)、采用氢氟酸溶液清洗步骤5)中获得的电池片，以去除第一透明导电氧化物层上的第一介电层；
步骤7)、在电池片的背面依次形成第二导电图案、第二介电层和第二导电金属层，具体制备方法可以参照上面第一导电图案、第一介电层和第一导电金属层，在此不再赘述。
实施例2
实施例2提供的太阳能电池的制备方法与实施例1提供的太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
步骤2)中，第一导电图案的孔隙率为30％、厚度为10μm。其中，银浆中银粒子的粒径为1μm；
步骤3)和步骤4)中、直接采用物理气相沉积工艺在步骤2)中形成厚度为10nm的第一介电层，第一介电层在第一导电图案上裸露出第一多孔结构的部分表面。
实施例3
实施例3提供的太阳能电池的制备方法与实施例1提供的太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
步骤2)中，第一导电图案的孔隙率为50％、厚度为10μm。其中，银浆中银粒子的粒径为3μm；
步骤3)和步骤4)中、直接采用物理气相沉积工艺在步骤2)中形成厚度为10nm的第一介电层，第一介电层在第一导电图案上裸露出第一多孔结构的部分表面。
实施例4
实施例4提供的太阳能电池的制备方法与实施例1提供的太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
步骤2)中，第一导电图案的孔隙率为60％、厚度为10μm。其中，银浆中银粒子的粒径为5μm；
步骤3)和步骤4)中、直接采用物理气相沉积工艺在步骤2)中形成厚度为10nm的第一介电层，第一介电层在第一导电图案上裸露出第一多孔结构的部分表面。
对比例1
对比例1的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于：
直接在第一透明导电氧化物层上电镀形成第一导电金属层。
对实施例1、实施例2和对比例1制得的太阳能电池进行相关性能测试，测试结果如下表1所示。
表1
| 组别 | Isc_(A) | Voc_(V) | FF_(％) | PCE_(％) | pFF_(％) |
| 实施例1 | 8.65 | 0.739 | 78.87 | 22.88 | 84.46 |
| 实施例2 | 8.63 | 0.738 | 79.15 | 22.87 | 82.47 |
| 实施例3 | 8.64 | 0.739 | 79.23 | 22.94 | 82.35 |
| 实施例4 | 8.63 | 0.737 | 79.03 | 22.82 | 82.93 |
| 对比例1 | 8.62 | 0.736 | 78.81 | 22.67 | 82.32 |
pFF表示排除Rs影响的伪Fill Factor，Rs表示电池的串联电阻。
由表1可知，本申请实施例提供的太阳能电池中，电池效率PCE、填充因子、开路电压和短路电流均有较大程度的提升，说明本申请实施例提供的太阳能电池的制备方法达到了提高太阳能电池的光透过率和导电性能的目的，可以较大程度地提高太阳能电池的光电性能。
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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书可用于解释权利要求的范围。
Claims (18)
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底层，所述基底层包括沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面上依次层叠形成有第一透明导电氧化物层和第一导电图案，所述第一导电图案和所述第一透明导电氧化物层接触，所述第一导电图案具有第一多孔结构；
在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成第一介电层，所述第一介电层至少覆盖第一区域，而裸露所述第一导电图案的所述第一多孔结构的至少部分表面；其中，所述第一区域是所述第一透明导电氧化物层未被所述第一导电图案覆盖的区域；
在所述第一介电层远离所述基底层的一侧且在第二区域形成第一导电金属层，所述第二区域是所述第一导电图案所在区域，所述第一导电金属层填充在所述第一导电图案的所述第一多孔结构中，与所述第一导电图案的所述第一多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第一栅线图案；
将所述第一介电层位于所述第一区域上的部分去除。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电图案采用第一导电浆料通过烧结制备得到；
其中，所述第一导电浆料中的金属粒子的粒径为0.1μm～5μm，以在所述第一导电图案上形成所述第一多孔结构。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电图案的厚度为0.1μm～20μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电图案中的金属粒子包括：金、银、铜、镍和钴中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述第一导电图案的表面粗糙度为0.1μm～1μm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一介电层的材料包括氟化物、氧化物和氮化物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一介电层的厚度为10nm～100nm。
8.如权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电图案的孔隙率小于30％；
所述在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成第一介电层，包括：
通过沉积，在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成所述第一介电薄膜，所述第一介电薄膜在所述第一透明导电氧化物层和所述第一导电图案上连续覆盖；
对所述第一介电薄膜位于所述第一导电图案上的部分进行开孔，裸露出所述第一导电图案的所述第一多孔结构的至少部分表面。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一介电薄膜位于所述第一导电图案上的部分进行开孔，包括：
采用激光烧蚀、化学刻蚀或物理磨抛中的至少一种对所述第一介电薄膜位于所述第一导电图案上的部分进行开孔。
10.如权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电图案的孔隙率为30％～60％；
所述在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成第一介电层，包括：
通过沉积，在所述第一导电图案远离所述基底层的一侧形成所述第一介电层，所述第一介电层在所述第一透明导电氧化物层上连续覆盖，而仅覆盖在所述第一导电图案的所述第一多孔结构的第一部分表面上，裸露出所述第一多孔结构的除所述第一部分表面以外的其余表面。
11.如权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一介电层远离所述基底层的一侧且在第二区域形成第一导电金属层，包括：
采用电镀法在所述第一介电层远离所述基底层的一侧且在所述第二区域形成所述第一导电金属层。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电金属层的材料包括：铜和银中的一种或两种组合。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电金属层的厚度为1μm～100μm。
14.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述将所述第一介电层位于第一区域上的部分去除，包括：
采用激光刻蚀或化学腐蚀将所述第一介电层位于所述第一区域上的部分去除。
15.如权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池还包括：依次层叠形成于所述第二表面的第二透明导电氧化物层和第二导电图案，所述第二导电图案和所述第二透明导电氧化物层接触，所述第二导电图案具有第二多孔结构；所述制备方法还包括：
在所述第二导电图案远离所述基底层的一侧形成第二介电层，所述第二介电层至少覆盖第三区域，而裸露所述第二导电图案的所述第二多孔结构的至少部分表面；其中，所述第三区域是所述第二透明导电氧化物层未被所述第二导电图案覆盖的区域；
在所述第二介电层远离所述基底层的一侧且在第四区域形成第二导电金属层，所述第四区域是所述第二导电图案所在区域，所述第二导电金属层填充在所述第二导电图案的所述第二多孔结构中，与所述第二导电图案的所述第二多孔结构裸露的至少部分表面接触，共同形成第二栅线图案；
将所述第二介电层位于所述第三区域上的部分去除。
16.一种太阳能电池，其特征在于，采用如权利要求1～15任一项所述的制备方法制备得到。
17.一种光伏组件，其特征在于，包括：多个串联和/或并联连接的太阳能电池；
至少一个所述太阳能电池为如权利要求16所述的太阳能电池。
18.一种光伏系统，其特征在于，包括：如权利要求17所述的光伏组件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311846935.7A CN117810314A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311846935.7A CN117810314A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117810314A true CN117810314A (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=90432840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311846935.7A Pending CN117810314A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117810314A (zh) |
-
2023
- 2023-12-29 CN CN202311846935.7A patent/CN117810314A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2428997B1 (en) | Solar cell with electroplated metal grid | |
| US10573770B2 (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
| US20140349441A1 (en) | Solar cell with metal grid fabricated by electroplating | |
| JP6351601B2 (ja) | 電気めっき金属グリッドを用いた光起電力装置 | |
| JP5735093B1 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| CN108807565A (zh) | 一种钝化接触电极结构，其适用的太阳能电池及制作方法 | |
| EP2312641A1 (en) | Device comprising electrical contacts and its production process | |
| JP5971634B2 (ja) | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 | |
| JP5174635B2 (ja) | 太陽電池素子 | |
| CN105900248A (zh) | 电介质钝化的金属绝缘体光伏太阳能电池 | |
| US20130125974A1 (en) | Solar cell with metal grid fabricated by electroplating | |
| CN113130671A (zh) | 硅异质结太阳电池及其制备方法 | |
| JP2010123859A (ja) | 太陽電池素子および太陽電池素子の製造方法 | |
| JP3619681B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| CN217280794U (zh) | 一种光伏电池 | |
| CN115295638A (zh) | 一种太阳电池及其制备工艺 | |
| US9087941B2 (en) | Selective self-aligned plating of heterojunction solar cells | |
| CN117810314A (zh) | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统 | |
| CN115498071A (zh) | 电池的制备方法、电池和电子产品 | |
| JP2023531744A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JP6995996B2 (ja) | 付加的な導電線を有する薄膜デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2000077692A (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| CN221150034U (zh) | 异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| TWI705573B (zh) | 具有堆疊背面鈍化層的太陽電池及其製造方法 | |
| US20150207019A1 (en) | Method for Fabricating Crystalline Silicon Solar Cell Having Passivation Layer and Local Rear Contacts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |