CN117954529A - 一种太阳能电池及其制作方法、电池组件和光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于太阳能电池技术领域,提供了一种太阳能电池及其制作方法、电池组件和光伏系统。太阳能电池的制作方法包括:抛光硅衬底,在硅衬底的相背两侧分别形成第一抛光面和第二抛光面,第一抛光面包括栅线区和非栅线区;在栅线区的第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层;在非栅线区的第一抛光面制绒,形成绒面;在绒面和第一掺杂层制作第一表面钝化层;制作第一电极,第一电极穿过第一表面钝化层连接第一掺杂层;在硅衬底的第二抛光面制作第二界面钝化层;在第二界面钝化层制作第二掺杂层;在第二掺杂层制作第二表面钝化层;制作第二电极,第二电极穿过第二表面钝化层连接第二掺杂层。
Description
技术领域
本申请属于太阳能电池技术领域,尤其涉及一种太阳能电池及其制作方法、电池组件和光伏系统。
背景技术
太阳能电池发电为一种可持续的清洁能源来源,其利用半导体p-n结的光生伏特效应可以将太阳光转化成电能。
相关技术中,可在制绒后的硅衬底整面制作界面钝化层和掺杂层,形成钝化接触结构,来降低复合。然而如此,钝化效果较差,光电转换效率较低。
基于此,如何提高钝化接触结构的钝化效果,成为了亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种太阳能电池及其制作方法、电池组件和光伏系统,旨在解决如何提高钝化接触结构的钝化效果的问题。
本申请提供的太阳能电池的制作方法,包括:
抛光硅衬底,在所述硅衬底的相背两侧分别形成第一抛光面和第二抛光面,所述第一抛光面包括栅线区和非栅线区;
在所述栅线区的所述第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层;
在所述非栅线区的所述第一抛光面制绒,形成绒面;
在所述绒面和所述第一掺杂层制作第一表面钝化层;
制作第一电极,所述第一电极穿过所述第一表面钝化层连接所述第一掺杂层;
在所述硅衬底的第二抛光面制作第二界面钝化层;
在所述第二界面钝化层制作第二掺杂层;
在所述第二掺杂层制作第二表面钝化层;
制作第二电极,所述第二电极穿过所述第二表面钝化层连接所述第二掺杂层。
具体地,在所述栅线区的所述第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层,包括:
在所述第一抛光面制作依次层叠的所述第一界面钝化层和所述第一掺杂层;
在所述栅线区的所述第一掺杂层制作掩膜;
去除所述非栅线区自所述掩膜露出的所述第一界面钝化层和所述第一掺杂层。
具体地,所述第一表面钝化层包括第一氧化铝层和第一氮化硅层,在所述绒面和所述第一掺杂层制作第一表面钝化层,包括:
在所述绒面和所述第一掺杂层制作所述第一氧化铝层;
在所述第一氧化铝层制作所述第一氮化硅层;
和/或,所述第二表面钝化层包括第二氧化铝层和第二氮化硅层,在所述第二掺杂层制作第二表面钝化层,包括:
在所述第二掺杂层制作所述第二氧化铝层;
在所述第二氧化铝层制作所述第二氮化硅层。
具体地,制作第一电极,包括:
在所述第一表面钝化层丝网印刷第一浆料;
利用烧结炉处理所述第一浆料;
激光烧结利用所述烧结炉处理后的所述第一浆料,形成所述第一电极;
和/或,制作第二电极,包括:
在所述第二表面钝化层丝网印刷第二浆料;
利用烧结炉处理所述第二浆料;
激光烧结利用所述烧结炉处理后的所述第二浆料,形成所述第二电极。
具体地,在所述利用烧结炉处理所述第一浆料的步骤中,处理温度为500℃-600℃,处理时长为1min-2min;
和/或,在所述利用烧结炉处理所述第二浆料的步骤中,处理温度为500℃-600℃,处理时长为1min-2min。
具体地,在所述激光烧结利用烧结炉处理后的所述第一浆料形成所述第一电极的步骤中,烧结时长为1ms-100ms;
和/或,在所述激光烧结利用烧结炉处理后的所述第二浆料形成所述第二电极的步骤中,烧结时长为1ms-100ms。
本申请提供的太阳能电池,由上述任一项的太阳能电池的制作方法制成。
本申请提供的太阳能电池,包括硅衬底、第一界面钝化层、第一掺杂层、第一表面钝化层、第一电极、第二界面钝化层、第二掺杂层、第二表面钝化层和第二电极;
所述硅衬底的一侧包括形成于栅线区的第一抛光面和形成于非栅线区的绒面,所述硅衬底的另一侧包括第二抛光面;
所述第一界面钝化层和所述第一掺杂层依次层叠于所述第一抛光面;
所述第一表面钝化层叠于所述第一掺杂层和所述绒面;
所述第一电极穿过所述第一表面钝化层连接所述第一掺杂层;
所述第二界面钝化层、所述第二掺杂层和所述第二表面钝化层,依次层叠于所述第二抛光面;
所述第二电极穿过所述第二表面钝化层连接所述第二掺杂层。
本申请提供的电池组件,包括上述任一项的太阳能电池。
本申请提供的光伏系统,包括上述的电池组件。
本申请实施例的太阳能电池及其制作方法、电池组件和光伏系统,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层,在第二抛光面制作第二界面钝化层和第二掺杂层,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区形成绒面且栅线区保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区制作第一电极的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
图1是本申请一实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图2是本申请一实施例的太阳能电池的结构示意图;
图3是本申请一实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图4是本申请一实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图5是本申请一实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图6是本申请一实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
图7是本申请一实施例的太阳能电池的制作方法的流程示意图;
主要元件符号说明:
太阳能电池10、硅衬底101、栅线区110、非栅线区120、第一界面钝化层11、第一掺杂层12、第一表面钝化层13、第一氧化铝层131、第一氮化硅层132、第一电极14、第二界面钝化层15、第二掺杂层16、第二表面钝化层17、第二氧化铝层171、第二氮化硅层172、第二电极18。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。此外,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”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申请和简化描述,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申请的限制。
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一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;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。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申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用场景。
本申请中,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层,在第二抛光面制作第二界面钝化层和第二掺杂层,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区形成绒面且栅线区保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区制作第一电极的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
实施例一
请参阅图1和图2,本申请实施例的太阳能电池10的制作方法,包括:
步骤S11:抛光硅衬底101,在硅衬底101的相背两侧分别形成第一抛光面和第二抛光面,第一抛光面包括栅线区110和非栅线区120;
步骤S12:在栅线区110的第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12;
步骤S13:在非栅线区120的第一抛光面制绒,形成绒面;
步骤S14:在绒面和第一掺杂层12制作第一表面钝化层13;
步骤S15:制作第一电极14,第一电极14穿过第一表面钝化层13连接第一掺杂层12;
步骤S16:在硅衬底101的第二抛光面制作第二界面钝化层15;
步骤S17:在第二界面钝化层15制作第二掺杂层16;
步骤S18:在第二掺杂层16制作第二表面钝化层17;
步骤S19:制作第二电极18,第二电极18穿过第二表面钝化层17连接第二掺杂层16。
本申请实施例的太阳能电池10的制作方法,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12,在第二抛光面制作第二界面钝化层15和第二掺杂层16,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区120形成绒面且栅线区110保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区120减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区110制作第一电极14的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池10的光电转换效率。
具体地,在步骤S11中,硅衬底101为N型单晶硅片。可以理解,在其他的实施例中,硅衬底101也可为P型单晶硅片或多晶硅片。
具体地,在步骤S11中,可将硅衬底101依次放入粗抛槽和抛光槽。进一步地,可对抛光槽后的硅衬底101进行酸洗、水洗和烘干。如此,使得硅衬底101的两侧形成抛光面。
具体地,在步骤S11中,可对硅衬底101的两侧整面抛光。换言之,第一抛光面和第二抛光面是硅衬底101两侧的整面,硅衬底101两侧没有未被抛光的区域。
具体地,在步骤S11中,第一抛光面为向光面,第二抛光面为背光面。可以理解,在其他的实施例中,也可以是,第一抛光面为背光面,第二抛光面为向光面。
具体地,在步骤S11中,栅线区110与非栅线区120的数量均为多个,且交替排列。换言之,相邻的两个栅线区110之间为非栅线区120,相邻的两个非栅线区120之间为栅线区110。
具体地,在步骤S11中,非栅线区120的宽度可为70μm-90μm。例如为70μm、72μm、75μm、80μm、85μm、88μm、90μm。如此,使得非栅线区120的宽度处于合适范围,可以避免宽度过小导致的钝化接触结构过小、钝化效果较差、难以制作电极,也可以避免宽度过大导致的绒面区过小、减反射效果差。在本实施例中,非栅线区120的宽度为80μm。
具体地,在步骤S12中,第一界面钝化层11包括氧化硅层,第一掺杂层12包括掺磷多晶硅层。如此,形成钝化接触结构,而且钝化接触结构位于抛光面,而非绒面,钝化的效果更好。
进一步地,可采用热氧化法、热硝酸氧化法或等离子体辅助N2O氧化法中的至少一种,制作氧化硅层。如此,提供多种制作氧化硅层的方式,可适应更多的实际生产场景。
进一步地,第一界面钝化层11的厚度为1nm-2nm。例如为1nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2nm。如此,使得第一界面钝化层11的厚度处于合适范围,可以避免厚度过小导致的钝化效果较差,也可以避免厚度过大导致的电阻率过高。
进一步地,可采用LPCVD或PECVD或PVD中的至少一种,制作掺磷多晶硅层。如此,提供多种制作掺磷多晶硅层的方式,可适应更多的实际生产场景。
进一步地,在制作掺磷多晶硅层后,制作方法可包括:刻蚀第二抛光面的磷硅玻璃和掺磷多晶硅。更进一步地,可采用链式湿法设备,利用酸或碱进行刻蚀。如此,可以去除在第一抛光面的栅线区110制作掺磷多晶硅层时在第二抛光面形成的磷硅玻璃和掺磷多晶硅,防止其阻碍后续膜层的制作。更进一步地,刻蚀第二抛光面的氧化硅。如此,可以去除在第一抛光面的栅线区110制作氧化硅层时在第二抛光面形成的氧化硅,防止其阻碍后续膜层的制作。
请注意,在制作掺磷多晶硅层时,第一抛光面形成的磷硅玻璃,可在后续步骤S13后,即制绒步骤后,去除。
进一步地,第一掺杂层12的厚度为60nm-120nm。例如为60nm、62nm、80nm、100nm、118nm、120nm。如此,使得第一掺杂层12的厚度处于合适范围,保证钝化接触的效果。
可以理解,在其他的实施例中,第一界面钝化层11可包括氧化铝、氮化硅、本征非晶硅、氮氧化硅和碳化硅中的一种或者多种。在其他的实施例中,第一掺杂层12包括掺杂晶体硅层、掺杂非晶硅层、掺杂纳米晶硅层、掺杂混晶硅层、掺杂碳化硅层、掺杂二氧化硅层、掺杂碳氧化硅层、掺杂氮氧化硅层、掺杂碳氮氧化硅层中的至少一种。例如,第一掺杂层12包括掺硼多晶硅层。
具体地,在步骤S16中,第二界面钝化层15与第一界面钝化层11类似,解释和说明可参照前文,为避免冗余在此不再赘述。在本实施例中,步骤S16可在步骤S12之后且步骤S13之前进行。可以理解,在其他的实施例中,步骤S16的执行顺序也可位于其他位置,或与其他步骤同时进行。在此不对步骤S16的具体顺序进行限定。
具体地,在步骤S17中,第二掺杂层16包括掺硼多晶硅层。第二掺杂层16与第一掺杂层12类似,解释和说明可参照前文,为避免冗余在此不再赘述。在本实施例中,步骤S17可在步骤S12之后且步骤S13之前进行。可以理解,在其他的实施例中,步骤S17的执行顺序也可位于其他位置,或与其他步骤同时进行。在此不对步骤S17的具体顺序进行限定。类似地,在步骤S17之后,可刻蚀第一抛光面的硼硅玻璃和掺硼多晶硅。更进一步地,可采用链式湿法设备,利用酸或碱进行刻蚀。在制作掺硼多晶硅层时,第二抛光面形成的硼硅玻璃,可在后续步骤S13后,即制绒步骤后,去除。
可以理解,在刻蚀第一抛光面的硼硅玻璃和掺硼多晶硅后,第一抛光面的栅线区110和非栅线区120均依次层叠第一界面钝化层11和第一掺杂层12,第二抛光面依次层叠第二界面钝化层15和第二掺杂层16。
具体地,在步骤S13中,可利用槽式机在非栅线区120的第一抛光面进行碱制绒。可以理解,栅线区110由于磷硅玻璃的保护不发生反应,非栅线区120生长金字塔状的绒面。
进一步地,可利用氢氟酸去除栅线区110的磷硅玻璃和第二抛光面的硼硅玻璃。其中,磷硅玻璃在步骤S12制作第一掺杂层12时形成,硼硅玻璃在步骤S17制作第二掺杂层16时形成。如此,可以在硅衬底101的第一侧的非栅线区120形成绒面,栅线区110形成依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12,可在硅衬底101的第二侧,在第二抛光面形成依次层叠的第二界面钝化层15和第二掺杂层16。
具体地,在步骤S14中,第一表面钝化层13包括氧化铝、氮化硅、氮氧化硅层中的至少一种。
具体地,在步骤S18中,第二表面钝化层17包括氧化铝、氮化硅、氮氧化硅层中的至少一种。
具体地,在步骤S15中,第一电极14可包括第一主栅和第一副栅。可先印刷第一主栅再印刷第一副栅。
具体地,在步骤S15中,第一电极14包括银电极。可以理解,在其他的实施例中,第一电极14可为铝电极、银铝电极、铜电极、金电极或其他电极。
具体地,在步骤S19中,第二电极18与第一电极14类似,解释和说明可参照前文。
具体地,在步骤S15和步骤S19之后,利用光注入退火炉进行退火。如此,有利于提高光电转换效率。
具体地,在步骤S15和步骤S19之后,可测试太阳能电池10,进行分档。如此,实现IV测试分档,根据太阳能电池10的性能和外观,分为不同的效率档位。
实施例二
请参阅图3,在一些实施例中,步骤S12包括:
步骤S121:在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12;
步骤S122:在栅线区110的第一掺杂层12制作掩膜;
步骤S123:去除非栅线区120自掩膜露出的第一界面钝化层11和第一掺杂层12。
如此,实现在栅线区110的第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12。
具体地,在步骤S121中,第一界面钝化层11和第一掺杂层12可参照前文,为避免冗余,在此不再赘述。
具体地,在步骤S122中,可利用喷墨打印或丝网印刷工艺中的至少一种,制作掩膜。掩膜可包括石蜡掩膜、浆料掩膜中的至少一种。
具体地,在步骤S123中,可利用醚类和/或热碱去除掩膜。例如,利用二乙二醇单丁醚去除掩膜。
具体地,在步骤S123前,可刻蚀掉第一侧未被掩膜覆盖的位于非栅线区120域的磷硅玻璃、第一掺杂层12和第一界面钝化层11。进一步地,可使用链式湿法设备,利用HF选择性刻蚀第一掺杂层12上的的磷硅玻璃,再用碱去除非栅线区120的第一掺杂层12和第一界面钝化层11。
实施例三
请参阅图4,在一些实施例中,第一表面钝化层13包括第一氧化铝层131和第一氮化硅层132,步骤S14包括:
步骤S141:在绒面和第一掺杂层12制作第一氧化铝层131;
步骤S142:在第一氧化铝层131制作第一氮化硅层132。
如此,可以实现第一表面钝化层13的制作,在钝化的同时可以减反射,有利于提高光电转换效率。
具体地,在步骤S141中,可采用原子层沉积法制作第一氧化铝层131。第一氧化铝层131的厚度可为3nm-5nm。例如为3nm、3.2nm、3.5nm、3.8nm、4nm、4.2nm、4.5nm、4.8nm、5nm。如此,使得第一氧化铝层131的厚度处于合适范围,有利于保证钝化效果。
具体地,在步骤S142中,第一氮化硅层132的数量为2层,可以理解,在其他的实施例中,第一氮化硅层132的数量可以为1层、3层或其他数量。
具体地,在步骤S142中,第一氮化硅层132的厚度为70nm-80nm。例如为70nm、72nm、75nm、78nm、80nm。如此,使得第一氮化硅层132的厚度处于合适范围,可以避免厚度过小导致的减反射效果差,也可以避免厚度过大导致的浪费材料。
请参阅图5,在一些实施例中,第二表面钝化层17包括第二氧化铝层171和第二氮化硅层172,步骤S18包括:
步骤S181:在第二掺杂层16制作第二氧化铝层171;
步骤S182:在第二氧化铝层171制作第二氮化硅层172。
如此,可以实现第二表面钝化层17的制作,在钝化的同时可以减反射,有利于提高光电转换效率。
具体地,在步骤S181中,可采用原子层沉积法制作第二氧化铝层171。第二氧化铝层171的厚度可为3nm-5nm。例如为3nm、3.2nm、3.5nm、3.8nm、4nm、4.2nm、4.5nm、4.8nm、5nm。如此,使得第二氧化铝层171的厚度处于合适范围,有利于保证钝化效果。
具体地,在步骤S182中,第二氮化硅层172的厚度为90nm-120nm。例如为90nm、95nm、100nm、110nm、120nm。如此,使得第二氮化硅层172的厚度处于合适范围,可以避免厚度过小导致的减反射效果差,也可以避免厚度过大导致的浪费材料。
实施例四
请参阅图6,在一些实施例中,步骤S15包括:
步骤S151:在第一表面钝化层13丝网印刷第一浆料;
步骤S152:利用烧结炉处理第一浆料;
步骤S153:激光烧结利用烧结炉处理后的第一浆料,形成第一电极14。
如此,实现第一电极14的制作。而且,先利用烧结炉作为预烧结,挥发掉第一浆料中的有机物,再利用激光烧结诱导电极与掺杂层形成更好的接触,有利于提高电池的品质和光电转换效率。
可以理解,如果不经过烧结炉,直接利用激光烧结,浆料中的有机物不能挥发。
具体地,在步骤S151中,第一浆料包括银浆、银铝浆中的至少一种。进一步地,第一浆料可包括第一主栅浆料和第一副栅浆料,第一主栅浆料可为非烧穿型浆料,第一副栅浆料可为烧穿型浆料。如此,使得主栅具有较高的拉力和可靠性,副栅可以直接一烧穿表面钝化层,不用激光开槽。
具体地,在步骤S152中,可将印刷了第一浆料的硅片送入烧结炉,使得烧结炉处理第一浆料,挥发第一浆料中的有机物。
具体地,在步骤S153中,可利用电流源对硅片施加至少一个电流脉冲,并利用激光扫描栅线区110。如此,利用电流诱导烧结,使得浆料和掺杂层形成更好的接触。进一步地,电流脉冲的强度为短路电流强度的10-30倍。
请参阅图7,在一些实施例中,步骤S19包括:
步骤S191:在第二表面钝化层17丝网印刷第二浆料;
步骤S192:利用烧结炉处理第二浆料;
步骤S193:激光烧结利用烧结炉处理后的第二浆料,形成第二电极18。
如此,实现第二电极18的制作。而且,先利用烧结炉作为预烧结,挥发掉第二浆料中的有机物,再利用激光烧结诱导电极与掺杂层形成更好的接触,有利于提高电池的品质和光电转换效率。
关于制作第二电极18的其他解释和说明,可参照前文关于制作第一电极14的解释和说明,为避免冗余,在此不再赘述。
实施例五
在一些实施例中,在步骤S152中,处理温度为500℃-600℃,处理时长为1min-2min。
在一些实施例中,在步骤S192中,处理温度为500℃-600℃,处理时长为1min-2min。
如此,使得烧结炉处理的温度和时长处于合适范围,可以避免温度过低、时长过小导致的难以挥发浆料中的有机物,也可以避免温度过高、时长过长导致的浪费能源、提高成本。
具体地,处理温度可指峰值温度。
具体地,处理温度例如为500℃、510℃、550℃、580℃、600℃。
具体地,处理时长例如为1min、1.2min、1.5min、1.8min、2min。
实施例六
在一些实施例中,在步骤S153中,烧结时长为1ms-100ms。
在一些实施例中,在步骤S193中,烧结时长为1ms-100ms。
如此,使得激光烧结的时长处于合适范围,可以避免时长过小导致的烧结不充分、电极与掺杂层的接触较差,也可以避免时长过长导致的浪费能源、提高成本。
具体地,烧结时长例如为1ms、2ms、10ms、50ms、80ms、100ms。
综合以上,本申请实施例的太阳能电池10的制作方法,实现了硅衬底101第一侧的局域钝化接触,大幅降低了第一侧的接触电阻率ρc(0.5-1mΩ.cm2)和金属诱导复合J0,meta l(20-40fA/cm2)。同时,实现了硅衬底101第二侧的全域钝化接触,降低了第二侧的接触电阻率ρc(1-2mΩ.cm2)和金属诱导复合J0,meta l(30-50fA/cm2)。这样,实现了双面钝化接触,大幅提高了效率。而现有TOPCon电池技术只能实现背面钝化接触,效率提升空间有限。
另外,本申请实施例的太阳能电池10的制作方法,在低温烧结时,浆料可以烧穿两侧的氧化铝、氮化硅层,与掺杂层形成轻微接触,纳米级别银微晶轻微刺入掺杂层,金属诱导复合更小。低温烧结后的激光烧结,利用局部激光束与施加在太阳能电池10第一侧的偏置电压相结合,产生局部高密度电流,高电流密度导致在接触界面处产生热点,在这个特定的点发生电流诱导烧结,Ag和Si相互扩散,优化接触。这样,大幅降低了正背面接触电阻率和金属诱导复合。
再者,相关技术中的浆料普遍需要较高的烧结温度,例如大于780℃的烧结温度,才能实现较好的接触,如果要实现正背面同时烧结,只能通过升温来实现,这就导致了掺磷多晶硅层较高的金属诱导复合。而本申请中,烧结炉预烧结后,进行激光烧结,可通过对第一浆料和第二浆料施加不同功率的激光,使得作用于第一浆料的激光的功率小于作用于第二浆料的激光的功率,实现不同烧结温度的第一浆料和第二浆料同时烧结,使得在烧结炉预烧结时,浆料则只需要较低的烧结温度,即500℃-600℃,就能实现较好的接触。
实施例七
本申请实施例的太阳能电池10,由实施例一至实施例六任一项的太阳能电池10的制作方法制成。
本申请实施例的太阳能电池10,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12,在第二抛光面制作第二界面钝化层15和第二掺杂层16,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区120形成绒面且栅线区110保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区120减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区110制作第一电极14的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池10的光电转换效率。
实施例八
本申请实施例的太阳能电池10,包括硅衬底101、第一界面钝化层11、第一掺杂层12、第一表面钝化层13、第一电极14、第二界面钝化层15、第二掺杂层16、第二表面钝化层17和第二电极18;
硅衬底101的一侧包括形成于栅线区110的第一抛光面和形成于非栅线区120的绒面,硅衬底101的另一侧包括第二抛光面;
第一界面钝化层11和第一掺杂层12依次层叠于第一抛光面;
第一表面钝化层13叠于第一掺杂层12和绒面;
第一电极14穿过第一表面钝化层13连接第一掺杂层12;
第二界面钝化层15、第二掺杂层16和第二表面钝化层17,依次层叠于第二抛光面;
第二电极18穿过第二表面钝化层17连接第二掺杂层16。
本申请实施例的太阳能电池10,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12,在第二抛光面制作第二界面钝化层15和第二掺杂层16,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区120形成绒面且栅线区110保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区120减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区110制作第一电极14的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池10的光电转换效率。
实施例九
本申请实施例的电池组件,包括实施例七或实施例八任一项的太阳能电池10。
本申请实施例的电池组件,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12,在第二抛光面制作第二界面钝化层15和第二掺杂层16,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区120形成绒面且栅线区110保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区120减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区110制作第一电极14的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池10的光电转换效率。
在本实施例中,电池组件中的多个太阳能电池10可依次串接在一起从而实现形成电池串,从而实现电流的串联汇流输出,例如,可通过设置焊带(汇流条、互联条)、导电背板等方式来实现电池片的串接。
可以理解的是,在这样的实施例中,电池组件还可包括金属框架、背板、光伏玻璃和胶膜。胶膜可填充在太阳能电池10正面和背面及光伏玻璃、相邻电池片等之间,作为填充物,其可为良好的透光性能和耐老化性能的透明胶体,例如胶膜可采用EVA胶膜或者POE胶膜,具体可根据实际情况进行选择,在此不作限制。
光伏玻璃可覆盖在太阳能电池10的正面的胶膜上,光伏玻璃可为超白玻璃,其具有高透光率、高透明性,并且具有优越的物理、机械以及光学性能,例如,超白玻璃的透光率可达92%以上,其可在尽可能不影响太阳能电池10的效率的情况下对太阳能电池10进行保护。同时,胶膜可将光伏玻璃和太阳能电池10黏合在一起,胶膜的存在可以对太阳能电池10进行密封绝缘以及防水防潮。
背板可贴附在太阳能电池10背面的胶膜上,背板可以对太阳能电池10起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性、阻水性和耐老化性,背板可以有多重选择,通常可为钢化玻璃、有机玻璃、铝合金TPT复合胶膜等,其具体可根据具体情况进行设置,在此不作限制。背板、太阳能电池10、胶膜以及光伏玻璃组成的整体可设置在金属框架上,金属框架作为整个电池组件的主要外部支撑结构,且可为电池组件进行稳定的支撑和安装,例如,可通过金属框架将电池组件安装在所需要安装的位置。
实施例十
本申请实施例的光伏系统,包括实施例九的电池组件。
本申请实施例的光伏系统,由于在第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层11和第一掺杂层12,在第二抛光面制作第二界面钝化层15和第二掺杂层16,故可以使得两面的钝化接触结构均位于抛光面上,钝化的效果更好。而且,在非栅线区120形成绒面且栅线区110保持第一抛光面,不仅可以利用绒面在非栅线区120减反射,还可以利用绒面和抛光面的亮度不同,提高在栅线区110制作第一电极14的效率和精度。这样,有利于提高太阳能电池10的光电转换效率。
在本实施例中,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,光伏阵列可为多个电池组件的阵列组合,例如,多个电池组件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。
在本说明书的描述中,参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外,以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制作方法,其特征在于,包括:
抛光硅衬底,在所述硅衬底的相背两侧分别形成第一抛光面和第二抛光面,所述第一抛光面包括栅线区和非栅线区;
在所述栅线区的所述第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层;
在所述非栅线区的所述第一抛光面制绒,形成绒面;
在所述绒面和所述第一掺杂层制作第一表面钝化层;
制作第一电极,所述第一电极穿过所述第一表面钝化层连接所述第一掺杂层;
在所述硅衬底的第二抛光面制作第二界面钝化层;
在所述第二界面钝化层制作第二掺杂层;
在所述第二掺杂层制作第二表面钝化层;
制作第二电极,所述第二电极穿过所述第二表面钝化层连接所述第二掺杂层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,在所述栅线区的所述第一抛光面制作依次层叠的第一界面钝化层和第一掺杂层,包括:
在所述第一抛光面制作依次层叠的所述第一界面钝化层和所述第一掺杂层;
在所述栅线区的所述第一掺杂层制作掩膜;
去除所述非栅线区自所述掩膜露出的所述第一界面钝化层和所述第一掺杂层。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,所述第一表面钝化层包括第一氧化铝层和第一氮化硅层,在所述绒面和所述第一掺杂层制作第一表面钝化层,包括:
在所述绒面和所述第一掺杂层制作所述第一氧化铝层;
在所述第一氧化铝层制作所述第一氮化硅层;
和/或,所述第二表面钝化层包括第二氧化铝层和第二氮化硅层,在所述第二掺杂层制作第二表面钝化层,包括:
在所述第二掺杂层制作所述第二氧化铝层;
在所述第二氧化铝层制作所述第二氮化硅层。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,制作第一电极,包括:
在所述第一表面钝化层丝网印刷第一浆料;
利用烧结炉处理所述第一浆料;
激光烧结利用所述烧结炉处理后的所述第一浆料,形成所述第一电极;
和/或,制作第二电极,包括:
在所述第二表面钝化层丝网印刷第二浆料;
利用烧结炉处理所述第二浆料;
激光烧结利用所述烧结炉处理后的所述第二浆料,形成所述第二电极。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,在所述利用烧结炉处理所述第一浆料的步骤中,处理温度为500℃-600℃,处理时长为1min-2min;
和/或,在所述利用烧结炉处理所述第二浆料的步骤中,处理温度为500℃-600℃,处理时长为1min-2min。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制作方法,其特征在于,在所述激光烧结利用烧结炉处理后的所述第一浆料形成所述第一电极的步骤中,烧结时长为1ms-100ms;
和/或,在所述激光烧结利用烧结炉处理后的所述第二浆料形成所述第二电极的步骤中,烧结时长为1ms-100ms。
7.一种太阳能电池,其特征在于,由权利要求1-6任一项所述的太阳能电池的制作方法制成。
8.一种太阳能电池,其特征在于,包括硅衬底、第一界面钝化层、第一掺杂层、第一表面钝化层、第一电极、第二界面钝化层、第二掺杂层、第二表面钝化层和第二电极;
所述硅衬底的一侧包括形成于栅线区的第一抛光面和形成于非栅线区的绒面,所述硅衬底的另一侧包括第二抛光面;
所述第一界面钝化层和所述第一掺杂层依次层叠于所述第一抛光面;
所述第一表面钝化层叠于所述第一掺杂层和所述绒面;
所述第一电极穿过所述第一表面钝化层连接所述第一掺杂层;
所述第二界面钝化层、所述第二掺杂层和所述第二表面钝化层,依次层叠于所述第二抛光面;
所述第二电极穿过所述第二表面钝化层连接所述第二掺杂层。
9.一种电池组件,其特征在于,包括权利要求7或8所述的太阳能电池。
10.一种光伏系统,其特征在于,包括权利要求9所述的电池组件。
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PB01 | Publication | ||
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