CN118156329A - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及光伏技术领域,提供一种太阳能电池及光伏组件。太阳能电池包括:基底;边缘区具有第一导电掺杂部和第二导电掺杂部,第一导电掺杂部包括第一掺杂部和位于第一掺杂部沿第二方向的相对两侧的第二掺杂部,第一掺杂部的掺杂浓度大于第二掺杂部的掺杂浓度;钝化层位于第一表面;第二边缘细栅位于相应的第二导电掺杂部上,第一边缘细栅包括第一子细栅和第二子细栅,至少部分第一子细栅和至少部分第二子细栅分别位于相应的两个第二掺杂部上,第二子细栅通过第一掺杂部与第一子细栅连接;边缘主栅位于钝化层上,且边缘主栅位于第一掺杂部上方,边缘主栅与第二边缘细栅连接。本申请实施例至少有利于提升太阳能电池的性能。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光伏技术领域,特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
目前,随着化石能源的逐渐耗尽,太阳能电池作为新的能源替代方案,使用越来越广泛。太阳能电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳能电池利用光生伏特原理产生载流子,然后使用电极将载流子引出,从而将电能有效利用。
IBC电池(交叉背电极接触电池,Interdigitated Back Contact),是指正负金属电极呈叉指状方式排列在电池背光面的一种背结背接触的太阳电池结构,IBC电池是目前转换效率最高的光伏电池之一,该电池以单晶硅为基体,p-n结及金属电极均位于电池背面,正面无金属电极遮光,可以获得非常高的短路电流和转换效率。然而影响IBC电池的电池性能的原因仍有很多,因此,IBC电池的光电转换效率以及结构有待提升。
发明内容
本申请实施例提供一种太阳能电池及光伏组件,至少有利于提升太阳能电池的性能。
一方面,本申请实施例提供一种太阳能电池,包括:基底,所述基底具有第一表面,所述第一表面包括中心区以及位于所述中心区相对两侧的边缘区,所述边缘区沿第一方向延伸;所述边缘区具有沿所述第一方向交替排布的第一导电掺杂部和第二导电掺杂部,所述第一导电掺杂部与所述第二导电掺杂部的导电类型不同,其中,所述第一导电掺杂部包括第一掺杂部和位于所述第一掺杂部沿第二方向的相对两侧的第二掺杂部,所述第一掺杂部的掺杂浓度大于所述第二掺杂部的掺杂浓度;钝化层,所述钝化层位于所述第一表面;位于所述第一表面的多个细栅,所述细栅沿所述钝化层的厚度方向贯穿所述钝化层,且所述细栅包括沿所述第一方向交替排布的第一边缘细栅和第二边缘细栅,沿所述第二导电掺杂部的厚度方向上,所述第二边缘细栅位于相应的所述第二导电掺杂部上,所述第一边缘细栅包括沿远离所述中心区的方向间隔排布的第一子细栅和第二子细栅,沿所述第一导电掺杂部的厚度方向上,至少部分所述第一子细栅和至少部分所述第二子细栅分别位于沿所述第二方向排布的相应的两个所述第二掺杂部上,所述第二子细栅通过所述第一掺杂部与所述第一子细栅连接;且沿所述第一方向延伸的边缘主栅,沿所述钝化层的厚度方向上,所述边缘主栅位于所述钝化层上,且所述边缘主栅位于所述第一掺杂部上方,所述边缘主栅与所述第二边缘细栅连接。
另一方面,本申请实施例还提供一种光伏组件,包括:电池串,电池串由多个如上述实施例所述的太阳能电池连接而成;连接部件,所述连接部件用于电连接相邻的两个太阳能电池;封装胶膜,所述封装胶膜用于覆盖所述电池串的表面;盖板,所述盖板用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点:基底的第一表面包括中心区以及位于中心区相对两侧的边缘区,边缘区为靠近基底边缘的区域,边缘区包括导电类型不同且交替排布的第一导电掺杂部和第二导电掺杂部,钝化层位于第一表面,用于对第一表面进行钝化,定义钝化层的厚度为第三方向,多条细栅沿第三方向贯穿钝化层,其中多条细栅包括位于边缘区的极性不同的第一边缘细栅和第二边缘细栅,第一边缘细栅位于第一导电掺杂部上,用于自第一导电掺杂部收集载流子,第二边缘细栅位于第二导电掺杂部上,用于自第二掺导电部收集载流子,其中,第一导电掺杂部包括第一掺杂部以及位于第一掺杂部沿第二方向上相对两侧的第二掺杂部,第一边缘细栅包括沿远离中心区的方向依次间隔排布的第一子细栅和第二子细栅,至少部分第一子细栅和至少部分第二子细栅分别位于沿第二方向排布的相应的两个第二掺杂部上,且第二子细栅通过相应的第一掺杂部与第一子细栅连接,沿第一方向延伸的边缘主栅为最靠近边缘的主栅,边缘主栅与第二边缘细栅交叉,用于收集第二边缘细栅所收集的载流子,边缘主栅与第二边缘细栅的极性相同,边缘主栅与第一边缘细栅的极性不同,沿第一边缘细栅的延伸方向上,第一边缘细栅在边缘主栅处断开,以使第一边缘细栅与边缘主栅绝缘,因此,沿第二方向延伸的第一边缘细栅被设置为沿第二方向间隔排布的第一子细栅和第二子细栅,沿第二方向上,边缘主栅设置在第一子细栅与第二子细栅之间,沿第三方向上,边缘主栅位于沿第一方向排布的一列第一掺杂部上方。
第一子细栅在相应的第二掺杂部所收集的载流子可以通过位于中心区的与第一子细栅同极性的主栅所收集,但由于第一子细栅与第二子细栅断开,且第一子细栅与第二子细栅之间具有极性不同的边缘主栅,因此,第二子细栅在相应的第二掺杂部所收集的载流子可以通过掺杂浓度较大的第一掺杂部传输到第一子细栅上,进而被与第一子细栅连接的主栅所收集,如此,边缘主栅与边缘主栅所靠近的边缘之间不必因边缘主栅的存在而无法设置第一边缘细栅,避免了在边缘区设置范围较大的第二导电掺杂部,实现在边缘区设置交替排布的第一导电掺杂部以及第二导电掺杂部,并利用相应的细栅对位于边缘区的第一导电掺杂部以及第二导电掺杂部的载流子进行收集,降低了载流子传输过程中的复合损失,另外,边缘主栅与边缘之间可以具有一定的间隔距离,如此,避免了边缘主栅设置的过于靠近边缘,缓解了对边缘主栅以及焊带进行焊接时由于应力集中造成的裂片问题,有利于提升太阳能电池的可靠性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制;为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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为相关技术提供的第一种太阳能电池背面栅线的结构示意图;
图2为相关技术提供的第二种太阳能电池背面栅线的结构示意图;
图3为相关技术提供的第三种太阳能电池背面栅线的结构示意图;
图4为相关技术提供的一种太阳能电池的掺杂区的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的第一表面的俯视结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的背面栅线的结构示意图;
图7为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的背面结构示意图;
图8为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的包括第一边缘细栅的局部剖视图;
图9为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的包括第二边缘细栅的局部剖视图;
图10为本申请一些实施例提供的另一种太阳能电池的第一表面的俯视结构示意图;
图11为本申请一些实施例提供的另一种太阳能电池的背面结构示意图;
图12为本申请一些实施例提供的另一种太阳能电池的背面栅线的结构示意图;
图13为本申请一些实施例提供的又一种太阳能电池的背面栅线的结构示意图;
图14为本申请一些实施例提供的又一种太阳能电池的第一表面的俯视结构示意图;
图15为本申请一些实施例提供的一种光伏组件的部分立体结构示意图。
具体实施方式
如本文中所使用,描述为彼此“相邻”的特征(例如,区、结构、装置)意指并包含彼此最接近(例如,最靠近)定位的具有一或多个所公开标识的特征。不匹配“相邻”特征的一或多个所公开标识的额外特征(例如,额外区、额外结构、额外装置)可安置于“相邻”特征之间。换句话说,“相邻”特征可定位成直接彼此邻近,使得无其它特征介入于“相邻”特征之间;或“相邻”特征可定位成彼此间接邻近,使得具有除与至少一个“相邻”特征相关联的标识以外的标识的至少一个特征定位在“相邻”特征之间。
以下描述中,在第一部件上方或者上形成或设置有第二部件,或者,在第一部件表面上形成或设置有第二部件,或者,在第一部件一侧形成或设置有第二部件,可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例,并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以额外的部件,从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。为了简单和清楚起见,可以以不同比例任意绘制各种部件。在附图中,为了简化,可以省略一些层/部件。
如无特别说明,在第一部件表面形成或设置有第二部件,指的是第一部件与第二部件直接相接触。
其中,上述的“部件”可以指,层、膜、区域、部分、结构等。
而且,为便于描述,在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等间隔相对术语,以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)原件或部件的关系。除了图中所示的方位外,间隔相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上),而本文使用的间隔相对描述符可以同样地作出相应的解释。在以下实施例中,术语“上部”,“在…上方”和/或“上方”是沿着与前表面和后表面的距离增加的方向定义的。如在实施例中说明的材料、配置、尺寸、工艺和/或操作可以在其它实施例中采用,并且可以省略其详细描述。
如本文中所使用,例如“下面”、“下方”、“下部”、“底部”、“上方”、“上部”、“顶部”、“前”、“后”、“左”、“右”等空间相对术语可为了易于描述而用于描述如图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除非另外规定,否则除图示中所描绘的定向之外,空间相对术语意图涵盖材料的不同定向。举例来说,如果图示中的材料倒置,那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“下”或“底部”的元件将定向于所述其它元件或特征的“上方”或“顶部”。因此,术语“下方”可取决于使用术语的上下文涵盖上方及下方两种定向,这对于所属领域的一般技术人员将是显而易见的。材料可以其它方式定向(例如,旋转90度、倒置、翻转),且本文中所使用的空间相对描述词可相应地进行解释。
除非从上下文中明显看出,否则本文所使用的术语连接及其各种相关形式,例如,连接(connect、connected、connection)等可以是指电连接。
如本文中所使用,“和/或”包含相关联所列项中的一或多个的任何和所有组合。
由背景技术可知,IBC电池的光电转换效率以及结构有待提升。
图1为相关技术提供的第一种太阳能电池背面栅线的结构示意图;图2为相关技术提供的第二种太阳能电池背面栅线的结构示意图;图3为相关技术提供的第三种太阳能电池背面栅线的结构示意图;图4为相关技术提供的一种太阳能电池的掺杂区的结构示意图。
参考图1至图3,经过分析发现,目前的背接触太阳能电池,即IBC电池中,用于收集载流子的栅线均位于背面,基底的背面包括交替排布的P型掺杂区以及N型掺杂区,栅线可以包括沿基底的厚度方向贯穿钝化层且与掺杂区相接触的多条细栅,以及包括位于部分钝化层上以及部分细栅上的多条主栅,多条细栅包括用于位于N型掺杂区上的多条第一细栅20以及位于P型掺杂区上的多条第二细栅21,通常情况下,第一细栅20与第二细栅21沿第一方向Y0交替排布,第一细栅20以及第二细栅21均沿第二方向X0延伸,主栅包括与第一细栅20交叉且连接的第一主栅13,以及包括与第二细栅21交叉且连接的第二主栅14,由于主栅的延伸方向与细栅的延伸方向相交,因此,在栅线的排布方式中,细栅要与不同极性的主栅绝缘,也就是说,第一细栅20与第二主栅14绝缘,第二细栅21与第一主栅13绝缘。
相关技术中,一种背接触太阳能电池的背面栅线的排布如图1所示,主栅沿第一方向Y0延伸,细栅沿第二方向X0延伸,第一方向Y0与第二方向X0相交,电池片10具有沿第二方向X0相对的两个边缘,分别为第一边缘11和第二边缘12,沿第二方向X0上,主栅包括位于最外侧的两条边缘主栅,两条边缘主栅可以分别为邻近第一边缘11的第一主栅13和邻近第二边缘12的第二主栅14,邻近第一边缘11的第一主栅13与第一边缘11之间未设置任何极性的细栅,邻近第二边缘12的第二主栅14与第二边缘12之间也未设置任何极性的细栅,边缘主栅较为靠近所邻近的边缘,后续形成组件的过程中,需要将焊带与主栅焊接在一起以实现多个电池片10的连接,由于边缘主栅距离边缘较近,且电池片10的边缘原本具有微裂缝,将边缘主栅与焊带焊接的过程中会引起应力集中,导致电池片10发生裂片,进而导致组件的良率较低,电池片10的可靠性较差。
参考图2,如果边缘主栅向电池片10的中心区域移动一定的距离,也就是说,靠近第一边缘11的第一主栅13与第一边缘11之间具有一定的距离,靠近第二边缘12的第二主栅14与第二边缘12之间也具有一定的距离,那么,此时靠近第一边缘11的第一主栅13与第一边缘11之间仅设置有与第一主栅13同极性的第一细栅20,靠近第二边缘12的第二主栅14与第二边缘12之间设置仅设置有与第二主栅14同极性的第二细栅21,如此,靠近第一边缘11的基底内产生的载流子需被传输较长距离才能被第二细栅21收集,进而被位于电池片10中间区域的第二主栅14收集,靠近第二边缘12的基底内产生的载流子需被传输较长距离才能被第一细栅20收集,进而被位于电池片10中间区域的第一主栅13收集,如此,长距离扩散过程的复合损失会降低短路电流,增加串联电阻,降低填充因子,降低太阳电池的光电转换效率。
参考图3,也可以将边缘主栅的主栅本体16和焊接点15分开设置,将焊接点15向电池片10的中心区域移动一定的距离,改善焊接隐裂问题,边缘主栅的主栅本体16依然设置在电池片10的边缘,如此,可以一定程度上改善边缘载流子的收集,但是,如此设置仍存在弊端,参考图4,由于靠近第一边缘11的焊接点与第一边缘11之间具有一定的距离,靠近第二边缘12的焊接点与第二边缘12之间具有一定的距离,因此,靠近第一边缘11的掺杂区中,仍存在较大面积整块的P型掺杂区31,靠近第二边缘12的掺杂区中,仍存在较大面积整块的N型掺杂区30,也就是说,靠近边缘的部分掺杂区中N型掺杂区与P型掺杂区的排布并非交替分布且较为均匀的排布方式,如此,靠近边缘的掺杂区产生的载流子仍存在较长距离扩散的问题,长距离扩散的复合损失会降低短路电流,增加串联电阻,降低填充因子,降低太阳电池的光电转换性能。
为解决上述问题,本申请实施例提供了一种太阳能电池和光伏组件,太阳能电池中,位于最外侧的靠近边缘的边缘主栅可以与边缘之间具有一定的间隔距离,且边缘主栅与所靠近的边缘之间可以具有与边缘主栅不同极性的第二子细栅,第二子细栅与位于边缘主栅远离相应边缘一侧的第一子细栅通过边缘主栅下方的第一掺杂部连接,不仅降低了边缘载流子传输过程中复合损失,还避免了边缘主栅设置的过于靠近边缘,缓解了焊接过程中由于应力集中造成的裂片问题,有利于提升太阳能电池的可靠性。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图5为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的第一表面的俯视结构示意图;图6为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的背面栅线的结构示意图;图7为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的背面结构示意图;图8为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的包括第一边缘细栅的局部剖视图;图9为本申请一些实施例提供的一种太阳能电池的包括第二边缘细栅的局部剖视图。
参考图5至图9,本申请实施例一方面提供一种太阳能电池,包括:基底100,基底100具有第一表面101,第一表面101包括中心区I以及位于中心区I相对两侧的边缘区II,边缘区II沿第一方向Y延伸;边缘区II具有沿第一方向Y交替排布的第一导电掺杂部110和第二导电掺杂部120,第一导电掺杂部110与第二导电掺杂部的导电类型不同,其中,第一导电掺杂部110包括第一掺杂部111和位于第一掺杂部111沿第二方向X的相对两侧的第二掺杂部112,第一掺杂部111的掺杂浓度大于第二掺杂部112的掺杂浓度;钝化层130,钝化层130位于第一表面101;位于第一表面101的多个细栅,细栅沿钝化层130的厚度方向贯穿钝化层130,且细栅包括沿第一方向Y交替排布的第一边缘细栅210和第二边缘细栅220,沿第二导电掺杂部120的厚度方向上,第二边缘细栅220位于相应的第二导电掺杂部120上,第一边缘细栅210包括沿远离中心区I的方向间隔排布的第一子细栅211和第二子细栅212,沿第一导电掺杂部110的厚度方向上,至少部分第一子细栅211和至少部分第二子细栅212分别位于沿第二方向X排布的相应的两个第二掺杂部112上,第二子细栅212通过第一掺杂部111与第一子细栅211连接;且沿第一方向Y延伸的边缘主栅310,沿钝化层130的厚度方向上,边缘主栅310位于钝化层130上,且边缘主栅310位于第一掺杂部111上方,边缘主栅310与第二边缘细栅220连接。
其中,基底100具有相对的两个边缘103,边缘主栅310为最靠近边缘103的主栅,边缘主栅310与边缘103之间具有一定的间隔距离,且边缘主栅310与所靠近的边缘103之间可以具有与边缘主栅310不同极性的第二子细栅212,第二子细栅212与位于边缘主栅310远离相应边缘103一侧的第一子细栅211通过边缘主栅310下方的第一掺杂部111连接,对于边缘区II,边缘区II包括沿第一方向Y交替分布的第一导电掺杂部110和第二导电掺杂部120,第一导电掺杂部110和第二导电掺杂部120中的一者为P型掺杂区,另一者为N型掺杂区,实现边缘区II中N型掺杂区与P型掺杂区的均匀分布,避免了边缘区II域具有较大面积的第一导电掺杂部110或者第二导电掺杂部120,降低了边缘区II载流子传输过程中的复合损失,以及避免了边缘主栅310设置的过于靠近边缘103,一定程度缓解了焊接过程中由于应力集中造成的裂片问题,有利于提升组件的可靠性。
在一些实施例中,太阳能电池为背接触太阳能电池,背接触太阳能电池指的是不同极性的电极(第一细栅和第二细栅)均位于基底背面的太阳能电池。
在一些实施例中,基底100的材料可以为元素半导体材料。具体地,元素半导体材料由单一元素组成,例如可以是硅或者锗。其中,元素半导体材料可以为单晶态、多晶态、非晶态或者微晶态(同时具有单晶态和非晶态的状态,称为微晶态),例如,硅可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。
在一些实施例中,基底100的材料也可以是化合物半导体材料。常见的化合物半导体材料包括但不限于锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟、钙钛矿、碲化镉、铜铟硒等材料。基底100也可以为蓝宝石基底、绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底。
在一些实施例中,基底100可以为N型半导体基底或者P型半导体基底。N型半导体基底内掺杂有N型掺杂元素,N型掺杂元素可以为磷(P)元素、铋(Bi)元素、锑(Sb)元素或砷(As)元素等V族元素中的任意一者。P型半导体基底内掺杂有P型元素,P型掺杂元素可以为硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)元素或铟(In)元素等III族元素中的任意一者。
在一些实施例中,参考图8和图9,沿基底100的厚度方向上,也就是第三方向Z上,基底100具有相对设置的第一表面101以及第二表面102,基底100的第一表面101可以为背面,且第二表面102为正面,正面可以作为受光面,用于接收入射光线,背面作为背光面。其中,背光面也是可以接收入射光线,只是接收入射光线的效率比受光面接收入射光线的效率弱一些。
值得说明的是,受光面接收到的入射光线是由太阳光直接照射在太阳能电池上的,背光面所接收到的入射光线是经由地面反射后、别的物件反射、以及位于基底100上的膜层的折射所带来的。
在一些实施例中,基底100的正面具有绒面结构,绒面结构可以包括规整形状的金字塔绒面结构以及不规则形状的黑硅。绒面结构的斜面可以增加入射光的内反射,从而提高基底100对入射光线的吸收利用率,进而提高太阳能电池的电池效率。
在一些实施例中,基底100的正面具有一层前表面场(未图示),其掺杂离子的导电类型与基底100的掺杂离子的导电类型相同,利用场钝化效应降低表面少子浓度,从而降低表面复合速率,同时还可以降低串联电阻,提升电子传输能力。
在一些实施例中,太阳能电池包括:正面钝化层320,正面钝化层320位于正面,正面钝化层320视为前钝化层。正面钝化层320可以为单层结构或叠层结构,正面钝化层320的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。
在一些实施例中,第一表面101可以为抛光面,抛光面指的是经过抛光溶液或者激光刻蚀去除表面的绒面结构,形成的平整面。抛光后背面平整度增加,对长波光的反射增加,促进了入射光的二次吸收,从而提升短路电流,同时由于背面比表面积减小,降低了背面复合,且能够提升背面钝化效果。
在一些实施例中,第一表面101包括依次间隔排布的第一掺杂区和第二掺杂区,第一掺杂区内可以掺杂有与基底100相同的导电类型的掺杂离子,第二掺杂区内具有与基底100不同的导电类型的掺杂离子。例如,基底100为N型基底,第一掺杂区为N型掺杂区,第二掺杂区为P型掺杂区,则第二掺杂区与第二掺杂区以外的剩余基底100之间构成PN结,有效分流载流子。
在一些实施例中,第一掺杂区内的掺杂离子的掺杂浓度大于基底100内掺杂离子的掺杂浓度,第一掺杂区与基底100之间构成高低结,增强载流子的分离能力。
其中,第一掺杂区与第二掺杂区之间可以具有间隙(gap)或者隔离结构(未图示),或者,沿第三方向上,第一掺杂区与第二掺杂区的高度不同,以实现不同导电类型区域之间的自动隔离,可以消除IBC电池背面重掺杂的P型掺杂区和N型掺杂区形成隧道结产生漏电而影响电池效率。
在一些实施例中,太阳能电池包括钝化接触(passivated contact)结构,下面以第一掺杂区内掺杂有与基底100相同的导电类型的掺杂离子,第二掺杂区内具有与基底100不同的导电类型的掺杂离子为例进行说明。
在一些实施例中,第一掺杂区具有第一钝化接触结构,第一钝化接触结构包括第一隧穿层以及第一掺杂导电层,其中,第一隧穿层位于基底与第一掺杂区之间,第一掺杂区作为第一掺杂导电层,第一掺杂导电层内的掺杂元素浓度大于基底的掺杂元素浓度。第一钝化接触结构提供了良好的表面钝化,第一隧穿层可以使多数载流子隧穿进入第一掺杂导电层的同时阻挡少数载流子复合,使得多数载流子在第一掺杂导电层横向传输被金属电极收集,进而极大地降低了金属接触复合电流,提升了太阳能电池的开路电压和短路电流。
在一些实施例中,第一隧穿层的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者。
在一些实施例中,第二掺杂导电层的材料可以包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。
在一些实施例中,第二掺杂区具有第二钝化接触结构,第二钝化接触结构包括第二隧穿层以及第二掺杂导电层,第二掺杂区包括沿远离基底的方向依次排布的第二掺杂主体、第二隧穿层以及第二掺杂导电层,第二掺杂主体以及第二掺杂导电层具有与基底不同的导电类型的掺杂离子,且第二掺杂导电层内的掺杂元素浓度大于第二掺杂主体的掺杂元素浓度。第二钝化接触结构提供了良好的表面钝化,第二隧穿层可以使多数载流子隧穿进入第二掺杂导电层的同时阻挡少数载流子复合,使得多数载流子在第二掺杂导电层横向传输被金属电极收集,进而极大地降低了金属接触复合电流,提升了太阳能电池的开路电压和短路电流。
在一些实施例中,第二隧穿层的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者。
在一些实施例中,第二掺杂导电层的材料可以包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。
需要说明的是,在一些实施例中,第一掺杂区和第二掺杂区可以均具有相应的钝化接触结构;或者,第一掺杂区和第二掺杂区中的一者具有相应的钝化接触结构,第一掺杂区和第二掺杂区中的另一者不具有相应的钝化接触结构;或者,第一掺杂区和第二掺杂区均不具有钝化接触结构。
参考图5,第一表面包括中心区I以及位于中心区I沿第二方向X上相对两侧的边缘区II,边缘区II沿第一方向Y延伸,第一方向Y与第二方向X相交,需要说明的是,边缘区II为靠近基底100边缘103的区域,基底100具有沿第二方向X排布的两个边缘103。
继续参考图5,边缘区II具有沿第一方向Y交替排布的第一导电掺杂部110和第二导电掺杂部120,第一导电掺杂部110为位于边缘区II的第一掺杂区或者第二掺杂区中的一者,第二导电掺杂部120为位于边缘区II的第一掺杂区或者第二掺杂区中的另一者,同一边缘区II内,第一导电掺杂部110与第二导电掺杂部120的导电类型不同,例如,同一边缘区II内,第一导电掺杂部110可以为N型掺杂区,第二导电掺杂部120可以为P型掺杂区,或者,同一边缘区II内,第一导电掺杂部110可以为P型掺杂区、第二导电掺杂部120可以为N型掺杂区。
本申请实施例提供的技术方案中,位于边缘区II的N型掺杂区与P型掺杂区交替且均匀的分布,避免了边缘区II存在大面积的N型掺杂区或者P型掺杂区,避免了边缘区II产生的载流子经过较长距离被相应的栅线收集,降低了长距离传输造成的复合损失,有利于增加短路电流,降低串联电阻,提高填充因子,提升太阳电池的光电转换性能。
继续参考图5,第一导电掺杂部110包括第一掺杂部111和位于第一掺杂部111沿第二方向X的相对两侧的第二掺杂部112,在一些实施例中,同一边缘区II内,第二掺杂部112与第一掺杂部111的导电类型相同。需要说明的是,同一边缘区II内,若第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第二导电掺杂部120为P型掺杂区,则第一掺杂部111以及第二掺杂部112均为N型掺杂区,且第一掺杂部111的掺杂浓度大于第二掺杂部112的掺杂浓度。同一边缘区II内,若第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第二导电掺杂部120为N型掺杂区,则第一掺杂部111以及第二掺杂部112均为P型掺杂区,且第一掺杂部111的掺杂浓度大于第二掺杂部112的掺杂浓度。
将第一掺杂部111的浓度设置较大的好处在于:第一子细栅211与第二子细栅212之间进行载流子的传输时,第一子细栅211通过第一掺杂部111与第二子细栅212电连接,掺杂浓度较大的第一掺杂部111具有较优的载流子传输能力,有利于降低电阻,减小载流子传输过程中的复合损失,进而有利于提升太阳能电池的光电转换效率。
参考图8以及图9,钝化层130位于第一表面101,钝化层130可以包括单层膜层结构或者叠层膜层结构,钝化层130的材料可以为包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的任意一种或者多种。
参考图6至图9,太阳能电池还包括多条栅线,栅线包括沿钝化层130的厚度方向贯穿钝化层130的多条细栅,以及包括位于部分钝化层130上以及部分细栅上的多条主栅,多条细栅包括位于第一掺杂区的多条第一细栅以及位于第二掺杂区的多条第二细栅,第一细栅与第二细栅的极性不同,第一细栅与第二细栅可以沿第一方向Y交替排布,第一细栅以及第二细栅均沿第二方向X延伸,主栅包括沿第二方向X交替分布的第一主栅和第二主栅,第一主栅与第二主栅的极性不同,第一主栅与第二主栅均沿第一方向Y延伸,第一主栅与第一细栅交叉且连接,第二主栅与第二细栅交叉且连接,沿第二方向X上,第一细栅与第二主栅之间具有间隔,第二细栅与第一主栅之间具有间隔,第一细栅与第二主栅绝缘,第二细栅与第一主栅绝缘。
需要说明的是,图6至图7中,沿第二方向X延伸的黑色填充矩形所表示的细栅可以为第一细栅或者第二细栅中的一者,沿第二方向X延伸的白色填充矩形所表示的细栅可以为第一细栅或者第二细栅中的另一者,图6至图7中,沿第一方向Y延伸的黑色填充矩形所表示的主栅可以为第一主栅或者第二主栅中的一者,沿第一方向Y延伸的白色填充矩形所表示的主栅可以为第一主栅或者第二主栅中的另一者,黑色填充矩形所表示的细栅与黑色填充矩形所表示的主栅为相同极性的栅线,白色填充矩形所表示的细栅与白色填充矩形所表示的主栅为相同极性的栅线。
在一些实施例中,第一细栅与第二细栅可以由烧穿型浆料烧结而成。在一些实施例中,第一细栅的材料可以包括铝、银、金、镍、钼或铜的一种或多种。在一些实施例中,第二细栅的材料可以包括铝、银、金、镍、钼或铜的一种或多种。
在一些实施例中,第一主栅以及第二主栅由非烧穿型浆料构成,第一主栅以及第二主栅位于钝化层130远离基底100的表面,如此,可以无需对第一掺杂区以及第二掺杂区进行排版设置,以防止第一主栅与第二掺杂区电接触,以及防止第二主栅与第一掺杂区电接触,出现短路的问题。此外,第一主栅以及第二主栅可以不对钝化层造成破坏,从而使钝化层的膜层的完整性得以保证,从而提高钝化层对基底100的钝化效果,有利于降低太阳能电池的光学损失,从而提高太阳能电池的光电转换效率。此外,由于非烧穿型浆料没有过多的玻璃粉对PN结产生破坏,因此可有效降低金属复合,提升太阳能电池的开路电压以及提高太阳能电池的转换效率。
参考图6至图9,其中,对于同一边缘区II,位于边缘区II的第一细栅或者第二细栅中的一者为第一边缘细栅210,位于边缘区II的第一细栅或者第二细栅中的另一者为第二边缘细栅220,沿第三方向上,第二边缘细栅220位于相应的第二导电掺杂部120上,第一边缘细栅210包括沿远离中心区I的方向间隔排布的第一子细栅211和第二子细栅212,沿第三方向上,至少部分第一子细栅211位于第一掺杂部111靠近中心区I一侧的第二掺杂部112上,至少部分第二子细栅212位于第一掺杂部111靠近边缘103一侧的第二掺杂部112上,如此,对于一条第一边缘细栅210,第二子细栅212通过第一掺杂部111与第一子细栅211连接,如此,第二子细栅212所收集的载流子可以通过第一掺杂部111传输至第一子细栅211,被第一子细栅211所收集的载流子被与第一子细栅211连接的主栅所收集,有效地避免第二子细栅212所收集的载流子无法被主栅所收集。
参考图6至图9,边缘主栅310为位于边缘区II的主栅,且边缘主栅310为最靠近边缘103的主栅,在一些实施例中,第一掺杂部111的导电类型与边缘主栅310的导电类型不同。沿第三方向Z上,边缘主栅310位于部分钝化层130上以及部分第二边缘细栅220上,边缘主栅310与第二边缘细栅220连接,用于收集第二边缘细栅220所收集的载流子,沿第三方向Z上,边缘主栅310位于第一掺杂部111上方,边缘主栅310与第一掺杂部111之间具有钝化层130,边缘主栅310与第一掺杂部111绝缘。
在一些实施例中,沿第一导电掺杂部的厚度方向(第三方向Z上),第一子细栅211在第一表面101的正投影与部分第二掺杂部112以及部分第一掺杂部111重叠,和/或,第二子细栅212在第一表面101的正投影与部分第二掺杂部112以及部分第一掺杂部111重叠。也就是说,沿第三方向Z上,部分第一子细栅211还位于用于实现该第一子细栅211与第二子细栅212连接的第一掺杂部111上,部分第二子细栅212还位于用于实现该第二子细栅212与第一子细栅211连接的第一掺杂部111上,如此,第一子细栅211以及第二子细栅212均与第一掺杂部111直接接触,有利于提高第一子细栅211与第二子细栅212之间载流子的传输效率,降低电阻,降低载流子传输过程中的复合损失,有利于提升太阳能电池的效率。
在一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距为50μm~100μm,例如,可以是55μm、56μm、60μm、70μm或者86μm。和/或,边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距为50μm~100μm,例如,可以是55μm、56μm、60μm、70μm或者86μm。沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的距离过近,可以导致边缘主栅310与不同极性的第一子细栅211相连接,影响太阳能电池的性能,同理,沿第二方向X上,边缘主栅310与第二子细栅212之间的距离过近,可以导致边缘主栅310与不同极性的第二子细栅212相连接,影响太阳能电池的性能;沿第二方向X上,若边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距过大,和/或,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距过大,则会导致第一子细栅211与第二子细栅212之间的间隔较大,进而导致载流子的传输距离增大,增大复合损失,因此,将边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距设置在50μm~100μm,和/或,将边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距设置在50μm~100μm,不仅有利于保证不同极性的栅线相互绝缘,还有利于避免产生较大的复合损失。
在一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距可以为50μm~60μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距可以为60μm~70μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距可以为70μm~80μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距可以为80μm~90μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第一子细栅211之间的间距可以为90μm~100μm。
在一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距可以为50μm~60μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距可以为60μm~70μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距可以为70μm~80μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距可以为80μm~90μm。在另一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310与第二子细栅212之间的间距可以为90μm~100μm。
在一些实施例中,边缘区II具有远离中心区I的边缘103,沿第二方向X上,边缘主栅310至边缘103的距离为2mm~5mm,例如,可以是2mm、3mm、4mm、4.5mm或者5mm。需要说明的是,该间距范围是边缘主栅310与该边缘主栅310所邻近的边缘103之间的间距,由于电池片的边缘103原本具有微裂缝,若边缘主栅310距离边缘103过近,那么后续形成组件的过程中,边缘主栅310与焊带焊接的过程中会引起应力集中,导致裂片问题发生的几率增加;若边缘主栅310距离边缘103过远,那么,沿第二方向X上,位于边缘主栅310与该边缘主栅310所邻近的边缘103之间的第二子细栅212所述收集的载流子被边缘主栅310所收集时,也需要经过相对较长的传输距离,因此,将边缘主栅310与该边缘主栅310所邻近的边缘103之间的间距设置在2mm~5mm,不仅有利于降低焊接过程中发生裂片的几率,提升组件的可靠性,还有利于保证边缘主栅310具有较优的载流子收集能力。
在一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310至边缘103的距离为2mm~3mm。在一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310至边缘103的距离为3mm~4mm。在一些实施例中,沿第二方向X上,边缘主栅310至边缘103的距离为4mm~5mm。
在一些实施例中,沿第二方向X上,第一掺杂部111的尺寸大于边缘主栅310的尺寸。如此,沿第二方向X上,不仅有利于保证位于第一掺杂部111相对两侧的第二掺杂部112上的第一子细栅211和第二子细栅212与边缘主栅310之间具有足够的间距,还有利于保证第一子细栅211和第二子细栅212均与第一掺杂部111距离较近,有利于提升第一子细栅211与第二子细栅212通过第一掺杂部111传输载流子的能力。
在一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为2~10。例如,可以为3、4、5、7或者9。
在一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为5~10。例如,可以为5、6、7、8或者8.5。若第一掺杂部111的掺杂浓度过小,则无法有效提高第二子细栅212与第一子细栅211之间的载流子传输效率,第一掺杂部111的掺杂浓度过大,则第一掺杂部111中的掺杂离子容易向第二掺杂部112扩散,对第二掺杂部112的性能造成较大的影响,因此,将第一掺杂部111与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值设置5~10,不仅有利于有效的提升载流子的传输效率,还有利于避免第一掺杂部111对第二掺杂部112的性能造成较大的影响。
在一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为5~6。在另一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为6~7。在另一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为7~8。在另一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为8~9。在另一些实施例中,第一掺杂部111的掺杂浓度与第二掺杂部112的掺杂浓度的比值为9~10。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为0.9E19/cm3~2.2E19/cm3,例如可以为:0.91E19/cm3、0.93E19/cm3、0.95E19/cm3、1E19/cm3或者2E19/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,在一些例子中,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为0.9E19/cm3~1.5E19/cm3;在一些例子中,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为1.5E19/cm3~2E19/cm3;在一些例子中,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为2E19/cm3~2.5E19/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为0.9E20/cm3~2.2E20/cm3,例如可以为:0.91E20/cm3、0.93E20/cm3、0.95E20/cm3、1E20/cm3或者2E20/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,在一些例子中,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为0.9E20/cm3~1.5E20/cm3;在一些例子中,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为1.5E20/cm3~2E20/cm3;在一些例子中,第二掺杂部112的掺杂浓度可以为2E20/cm3~2.5E20/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第一掺杂部111的掺杂浓度可以为0.9E20/cm3~1.1E20/cm3,例如可以为:0.91E20/cm3、0.93E20/cm3、0.95E20/cm3、1E20/cm3或者1.4E20/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第一掺杂部111的掺杂浓度可以为0.9E20/cm3~1E20/cm3;在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第一掺杂部111的掺杂浓度可以为1E20/cm3~1.1E20/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第一掺杂部111的掺杂浓度可以为0.9E21/cm3~1.1E21/cm3,例如可以为:0.91E21/cm3、0.93E21/cm3、0.95E21/cm3、1E21/cm3或者1.4E21/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第一掺杂部111的掺杂浓度可以为0.9E21/cm3~1E21/cm3;在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第一掺杂部111的掺杂浓度可以为1E21/cm3~1.1E21/cm3。
需要说明的是,本申请实施例中涉及的掺杂浓度均可以为在相应膜层的表面测量得到的掺杂浓度。
图10为本申请一些实施例提供的另一种太阳能电池的第一表面的俯视结构示意图;图11为本申请一些实施例提供的另一种太阳能电池的背面结构示意图;图12为本申请一些实施例提供的另一种太阳能电池的背面栅线的结构示意图。
参考图5至图7,以及参考图10至图12,在一些实施例中,位于中心区I两侧的两个边缘区II分别为第一边缘区和第二边缘区,位于第一边缘区II内的第一导电掺杂部110的导电类型与位于第二边缘区II内的第一导电掺杂部110的导电类型不同或者相同。也就是说,对于邻近不同边缘103的不同边缘主栅310的极性可以相同也可以不同,在一些例子中,参考图6和图7,靠近基底100一侧边缘103的边缘主栅310为第一主栅,靠近基底100另一侧边缘103的边缘主栅310也为第一主栅,或者,参考图6和图7,靠近基底100一侧边缘103的边缘主栅310为第二主栅,靠近基底100另一侧边缘103的边缘主栅310也为第二主栅。在另一些例子中,参考图11和图12,靠近基底100一侧边缘103的边缘主栅310为第一主栅,靠近基底100另一侧边缘103的边缘主栅310为第二主栅,或者,参考图11和图12,靠近基底100一侧边缘103的边缘主栅310为第二主栅,靠近基底100另一侧边缘103的边缘主栅310为第一主栅。
本申请实施例对靠近边缘103的边缘主栅310的极性不做限制,只要保证第一主栅与第二主栅沿第二方向X交替排布,边缘主栅310可以是第一主栅也可以是第二主栅。
图13为本申请一些实施例提供的又一种太阳能电池的背面栅线的结构示意图。
参考图13,在一些实施例中,边缘主栅310包括沿第一方向Y排布的主栅本体311和焊接部312,主栅本体311沿第一方向Y延伸,在沿第二方向X上,焊接部312的尺寸大于主栅本体311的尺寸,如此,主栅本体311与焊接部312沿第一方向Y排布,相较于图3所示的错位排布,有利于降低在边缘主栅310上焊接焊带的难度。
参考图13,在一些实施例中,沿第二方向X上,由于主栅本体311尺寸小于焊接部312的尺寸,相应的,沿第三方向Z上,位于主栅本体311下的第一掺杂部111沿第二方向X的尺寸小于位于焊接部312下的第一掺杂部111沿第二方向X的尺寸。如此,有利于避免第一子细栅211或者第二子细栅212与焊接部312相连接。
图14为本申请一些实施例提供的又一种太阳能电池的第一表面的俯视结构示意图。
参考图14,在一些实施例中,第二掺杂部112包括第一部分123和第二部分124,沿第三方向上,第一边缘细栅位于第二部分124上,第二部分124的掺杂浓度大于第一部分123的掺杂浓度,第二部分124用于作为选择性发射极,这样便可降低第一边缘细栅和第二掺杂部112之间的接触电阻,同时还能降低载流子复合,增强太阳能电池的输出电压和电流,从而能显著提升太阳能电池的效率。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第一部分123的掺杂浓度可以为0.5E19/cm3~1.1E19/cm3,例如可以为:0.6E19/cm3、0.7E19/cm3、0.75E19/cm3、1E19/cm3或者1.1E19/cm3。在一些实施例中,第一导电掺杂部110为P型掺杂区,第二部分124的掺杂浓度可以为1.5E19/cm3~3E19/cm3,例如可以为:1.71E19/cm3、1.83E19/cm3、1.95E19/cm3、2E19/cm3或者2.5E19/cm3。
在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第一部分123的掺杂浓度可以为0.5E20/cm3~1.1E20/cm3,例如可以为:0.6E20/cm3、0.7E20/cm3、0.75E20/cm3、1E20/cm3或者1.1E20/cm3。在一些实施例中,第一导电掺杂部110为N型掺杂区,第二部分124的掺杂浓度可以为1.5E20/cm3~3E20/cm3,例如可以为:1.71E20/cm3、1.83E20/cm3、1.95E20/cm3、2E20/cm3或者2.5E20/cm3。
参考图14,在一些实施例中,第二导电掺杂部120包括第三部分121和第四部分122,沿第三方向上,第二边缘细栅位于第四部分122上,第四部分122的掺杂浓度大于第三部分121的掺杂浓度,第四部分122用于作为选择性发射极,有利于降低第二边缘细栅和第二导电掺杂部120之间的接触电阻,同时还能降低载流子复合,增强太阳能电池的输出电压和电流,从而能显著提升太阳能电池的效率。
在一些实施例中,第二导电掺杂部120为P型掺杂区,第三部分121的掺杂浓度可以为0.5E19/cm3~1.1E19/cm3,例如可以为:0.6E19/cm3、0.7E19/cm3、0.75E19/cm3、1E19/cm3或者1.1E19/cm3。在一些实施例中,第二导电掺杂部120为P型掺杂区,第四部分122的掺杂浓度可以为1.5E19/cm3~3E19/cm3,例如可以为:1.71E19/cm3、1.83E19/cm3、1.95E19/cm3、2E19/cm3或者2.5E19/cm3。
在一些实施例中,第二导电掺杂部120为N型掺杂区,第三部分121的掺杂浓度可以为0.5E20/cm3~1.1E20/cm3,例如可以为:0.6E20/cm3、0.7E20/cm3、0.75E20/cm3、1E20cm3或者1.1E20/cm3。在一些实施例中,第二导电掺杂部120为N型掺杂区,第四部分122的掺杂浓度可以为1.5E20/cm3~3E20/cm3,例如可以为:1.71E20/cm3、1.83E20/cm3、1.95E20/cm3、2E20/cm3或者2.5E20/cm3。
在一些实施例中,太阳能电池还包括减反射层(未图示),减反射层位于钝化层130远离背面的一侧以及正面钝化层130远离基底100的一侧,第一细栅贯穿减反射层、钝化层130与第一掺杂区表面电接触,第二细栅贯穿减反射层、钝化层130与第二掺杂区表面电接触。减反射层的折射率较高,减少电池背面的反射损伤,减反射层的材料可以为氮化硅或者氮氧化硅的任意一种或者多种。
上述实施例提供的太阳能电池中,位于边缘区的第一子细栅所收集的载流子可以通过位于中心区的与第一子细栅同极性的主栅所收集,由于第一子细栅与第二子细栅断开,且第一子细栅与第二子细栅之间具有极性不同的边缘主栅,因此,位于边缘区的第二子细栅所收集的载流子可以通过掺杂浓度较大的第一掺杂部传输到第一子细栅上,进而被与第一子细栅连接的主栅所收集,如此,边缘主栅与边缘主栅所靠近的边缘之间不必因边缘主栅的存在而无法设置第一边缘细栅,避免了在边缘设置范围较大的第二导电掺杂部,实现在边缘区设置交替排布的第一导电掺杂部以及第二导电掺杂部,并利用相应的细栅对边缘的第一导电掺杂部以及第二导电掺杂部的载流子进行收集,降低了载流子的传输复合损失,另外,边缘主栅与边缘可以具有一定的间隔距离,如此,避免了边缘主栅设置的过于靠近边缘,对边缘主栅以及焊带进行焊接时,缓解了由于应力集中造成的裂片的问题,有利于提升太阳能电池的结构可靠性。
本申请另一实施例提供一种光伏组件,可用于采用上述实施例中的太阳能电池组装,以提高光伏组件的稳定性。需要说明的是,与上述实施例相同或者相应的部分,可参考前述实施例的相应说明,以下将不做详细赘述。以下将结合附图对本实施例提供的光伏组件进行详细说明。
光伏组件包括:电池串,由多个如上述实施例所述的太阳能电池连接而成;连接部件,所述连接部件用于电连接相邻的两个太阳能电池;封装胶膜,所述封装胶膜用于覆盖所述电池串的表面;盖板,所述盖板用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
图15为本申请一些实施例提供的一种光伏组件的部分立体结构示意图。
参考图15,在一些实施例中,多个太阳能电池300沿第一方向Y依次排列,其中太阳能电池300可以与上述实施例中任意一种太阳能电池300的结构相同,此处不再进行赘述。
相邻的太阳能电池300通过连接部件301进行连接,连接部件301位于太阳能电池300中的主栅远离电池本体的表面且与主栅电接触,连接部件301的一端与一太阳能电池300的第一主栅电连接,连接部件301的另一端与相邻的另一太阳能电池300的第二主栅电连接,连接部件301可以与主栅的焊接部焊接,以使连接部件301与主栅进行电连接,多个太阳能电池300通过连接部件301进行串联。
连接部件301可以由导电层以及包裹导电层表面的焊接层组成,导电层的材料包括铜、镍、金、银等导电性较好的导电材料,或者低电阻率的合金材料;焊接层的材料包括锡锌合金、锡铋合金或者锡铟合金等熔点较低的材料。
在一些实施例中,焊接层内可以具有助焊剂,助焊剂指的是在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程,同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。由于助焊剂的熔点低于焊接层的熔点,助焊剂可以有利于增加熔融态的焊接层的流动性,以使连接部件与栅线结构可以更好的合金化。在一些实施例中,助焊剂包括无机助焊剂、有机助焊剂以及树脂助焊剂。
在一些实施例中,封装胶膜可以为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)胶膜等有机封装胶膜。一方面封装胶膜可以防止太阳能电池因为恶劣环境(如雨、雪、沙尘、灰尘、热等)而损坏,使太阳能电池的耐久性得到提高,延长太阳能电池的寿命;另一方面,封装胶膜也可以防止太阳能电池的表面形成氧化层,以保证最高效率的电能转换。
在一些实施例中,盖板可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。盖板可以避免太阳能电池受到环境的影响,提高光伏组件的使用寿命和稳定性。
本申请实施例提供的光伏组件包括上述实施提供的太阳能电池,由于太阳能电池的边缘主栅距离边缘具有一定的距离,因此,利用连接部件将太阳能电池连接所形成的光伏组件中,太阳能电池发生裂片的几率较小,光伏组件的良率较高。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本申请的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本申请的精神和范围内,均可作各自变动与修改,因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
基底,所述基底具有第一表面,所述第一表面包括中心区以及位于所述中心区相对两侧的边缘区,所述边缘区沿第一方向延伸;
所述边缘区具有沿所述第一方向交替排布的第一导电掺杂部和第二导电掺杂部,所述第一导电掺杂部与所述第二导电掺杂部的导电类型不同,其中,所述第一导电掺杂部包括第一掺杂部和位于所述第一掺杂部沿第二方向的相对两侧的第二掺杂部,所述第一掺杂部的掺杂浓度大于所述第二掺杂部的掺杂浓度;
钝化层,所述钝化层位于所述第一表面;
位于所述第一表面的多个细栅,所述细栅沿所述钝化层的厚度方向贯穿所述钝化层,且所述细栅包括沿所述第一方向交替排布的第一边缘细栅和第二边缘细栅,沿所述第二导电掺杂部的厚度方向上,所述第二边缘细栅位于相应的所述第二导电掺杂部上,所述第一边缘细栅包括沿远离所述中心区的方向间隔排布的第一子细栅和第二子细栅,沿所述第一导电掺杂部的厚度方向上,至少部分所述第一子细栅和至少部分所述第二子细栅分别位于沿所述第二方向排布的相应的两个所述第二掺杂部上,所述第二子细栅通过所述第一掺杂部与所述第一子细栅连接;
且沿所述第一方向延伸的边缘主栅,沿所述钝化层的厚度方向上,所述边缘主栅位于所述钝化层上,且所述边缘主栅位于所述第一掺杂部上方,所述边缘主栅与所述第二边缘细栅连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一导电掺杂部的厚度方向上,所述第一子细栅在所述第一表面的正投影与部分所述第二掺杂部以及部分所述第一掺杂部重叠,和/或,所述第二子细栅在所述第一表面的正投影与部分所述第二掺杂部以及部分所述第一掺杂部重叠。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第二方向上,所述边缘主栅与所述第一子细栅之间的间距为50μm~100μm,和/或,所述边缘主栅与所述第二子细栅之间的间距为50μm~100μm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述边缘区具有远离所述中心区的边缘,沿所述第二方向上,所述边缘主栅至所述边缘的距离为2mm~5mm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第二方向上,所述第一掺杂部的尺寸大于所述边缘主栅的尺寸。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,同一所述边缘区内,所述第二掺杂部与所述第一掺杂部的导电类型相同。
7.根据权利要求1或6所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂部的掺杂浓度与所述第二掺杂部的掺杂浓度的比值为5~10。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂部的导电类型与所述边缘主栅的导电类型不同。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,位于所述中心区两侧的两个所述边缘区分别为第一边缘区和第二边缘区,位于所述第一边缘区内的所述第一导电掺杂部的导电类型与位于所述第二边缘区内的所述第一导电掺杂部的导电类型不同或者相同。
10.一种光伏组件,其特征在于,包括:
电池串,所述电池串由多个如权利要求1至9中任一项所述的太阳能电池连接而成;
连接部件,所述连接部件用于电连接相邻的两个太阳能电池;
封装胶膜,所述封装胶膜用于覆盖所述电池串的表面;
盖板,所述盖板用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
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