CN119008719A - 背接触电池、电池组件和光伏系统 - Google Patents

背接触电池、电池组件和光伏系统 Download PDF

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CN119008719A
CN119008719A CN202411496870.2A CN202411496870A CN119008719A CN 119008719 A CN119008719 A CN 119008719A CN 202411496870 A CN202411496870 A CN 202411496870A CN 119008719 A CN119008719 A CN 119008719A
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Inventor
王渊
邱开富
韦沛成
王永谦
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Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
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Zhejiang Aiko Solar Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本申请涉及太阳能电池技术领域,提供了一种背接触电池、电池组件和光伏系统,背接触电池的第一钝化接触结构层叠设置在抛光区域,第二钝化接触结构层叠设置在绒面区域,至少部分第二钝化接触结构具有延伸至第一掺杂层的部分区域上的延伸部。第一透明导电薄膜与第一掺杂层导电接触。第二透明导电薄膜的第一导电部层叠设置在本体部上,第二导电部层叠设置在延伸部上,第一导电部的厚度小于第一透明导电薄膜的厚度且小于第二导电部的厚度。如此,通过设置延伸部,并且对第一透明导电薄膜与第二透明导电薄膜中第一导电部和第二导电部三者的厚度进行优化设计,其可以在提高背接触电池的抗热斑性能的同时,减少背面的寄生吸收,提高背接触电池的双面率。

Description

背接触电池、电池组件和光伏系统
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种背接触电池、电池组件和光伏系统。
背景技术
目前,在太阳能电池中,背接触电池是一种将发射极和基极接触电极均放置在电池背面(非受光面)的电池,该电池的受光面无任何金属电极遮挡,从而有效增加了电池片的短路电流。
为了提高背接触电池的效率,可将背接触电池的其中一个掺杂层设置成多晶硅层,另一个掺杂层则设置成非晶硅层或者微晶硅层等不同的类型的掺杂层,然后设置TCO等透明导电膜层,从而形成混合式背接触电池,也即HBC(Hybrid Back Contact,杂化背接触)技术。然而,相关技术中的混合式背接触电池的双面率较低,因此,如何提升混合式背接触电池的双面率成为了技术人员研究的技术问题。
发明内容
本申请提供一种背接触电池、电池组件和光伏系统。
本申请是这样实现的,本申请实施例的背接触电池包括:
硅基底,所述硅基底具有相对的正面和背面,所述背面包括沿第一方向交替排布的若干抛光区域和若干绒面区域,所述抛光区域和绒面区域均沿第二方向延伸,所述第二方向与所述第一方向交叉;
若干第一钝化接触结构,所述第一钝化接触结构包括依次层叠设置在所述抛光区域上的第一钝化层和第一掺杂层;
若干第二钝化接触结构,所述第二钝化接触结构包括依次层叠设置在所述绒面区域上的第二钝化层和第二掺杂层,至少部分所述第二钝化接触结构具有与所述绒面区域相对应的本体部和自所述本体部延伸至所述第一掺杂层的部分区域上的延伸部;
第一透明导电薄膜,所述第一透明导电薄膜至少层叠设置在所述第一掺杂层上;和
第二透明导电薄膜,所述第二透明导电薄膜包括层叠设置在所述本体部上的第一导电部和层叠设置在所述延伸部上的第二导电部,所述第一导电部的厚度小于所述第一透明导电薄膜的厚度,且所述第一导电部的厚度小于所述第二导电部的厚度。
在一些实施例中,所述第二导电部的厚度与所述第一透明导电薄膜的厚度相同。
在一些实施例中,所述第一导电部包括平铺段和连接段,所述平铺段平铺覆盖在所述绒面区域上,所述第二导电部平铺覆盖在所述延伸部上,所述第二导电部相较于所述平铺段更加远离所述硅基底的正面,所述连接段相对所述平铺段向背离所述硅基底的方向弯折以连接所述第二导电部,所述连接段的厚度小于所述平铺段的厚度。
在一些实施例中,所述连接段的厚度与所述平铺段的厚度之间的比值为1:3-1:2。
在一些实施例中,所述平铺段的厚度为75nm-85nm。
在一些实施例中,所述第一钝化接触结构在所述第一方向上的侧面为斜面,所述连接段层叠设置在所述斜面上且连接所述平铺段和所述第二导电部。
在一些实施例中,所述第一钝化层为隧穿氧化层,所述第一掺杂层为掺杂多晶硅层;
所述第二钝化层为本征非晶硅层或者隧穿氧化层中的至少一种,所述第二掺杂层为掺杂非晶硅层和掺杂微晶硅中的至少一种。
在一些实施例中,所述第一透明导电薄膜的厚度为90nm-155nm;和/或
所述第二导电部的厚度为90nm-155nm。
在一些实施例中,所述第一透明导电薄膜的厚度与所述第一导电部的厚度之间的比值为1.2-1.8。
在一些实施例中,所述第一掺杂层和所述第二掺杂层在所述第一方向上邻接。
在一些实施例中,所述第一掺杂层为基区掺杂层,所述第二掺杂层为发射极掺杂层,所有所述第二掺杂层在所述硅基底上的正投影面积之和大于所有所述第一掺杂层在所述硅基底上的正投影面积之和。
在一些实施例中,所有所述第二掺杂层在所述硅基底上的正投影面积之和与所述背面的面积之比为65%-85%。
在一些实施例中,在所述第一方向上,所述延伸部的长度为10μm-600μm,在所述第二方向上,所述延伸部的长度为10μm-5000μm。
在一些实施例中,在所述第一方向上,所述延伸部的长度为10μm-150μm,在所述第二方向上,所述延伸部的长度为20μm-500μm。
在一些实施例中,在单个所述延伸部上,所述第二导电部的面积大小为100μm2-50000μm2
在一些实施例中,在所述背接触电池中,所有所述延伸部上的所述第二导电部的面积之和与所述背面的面积之比为1.5*10-8-1.5*10-5
在一些实施例中,在所述第二钝化接触结构中,所述本体部沿所述第二方向连续延伸,所述延伸部形成在所述本体部的预设位置处。
在一些实施例中,在所述第二方向上,所述本体部的一侧具有多个间隔设置的所述延伸部。
在一些实施例中,在所述第二方向上,位于所述本体部一侧的相邻两个所述延伸部之间的距离为1cm-10cm。
在一些实施例中,在所述第二方向上,位于所述本体部一侧的相邻两个所述延伸部之间的距离大于或者等于2cm且小于4cm。
本申请还提供一种电池组件,所述电池组件包括若干上述任一项所述的背接触电池。
本申请还提供一种光伏系统,所述光伏系统包括上述的电池组件。
在本申请实施例的背接触电池、电池组件和光伏系统中,硅基底的背面具有若干抛光区域和若干绒面区域,第一钝化接触结构层叠设置在抛光区域上,第二钝化接触结构层叠设置在绒面区域上,至少部分第二钝化接触结构具有与绒面区域相对应的本体部和自本体部延伸至第一掺杂层的部分区域上的延伸部。第一透明导电薄膜至少层叠设置在第一掺杂层上且与第一掺杂层导电接触。第二透明导电薄膜包括第一导电部和第二导电部,第一导电部层叠设置在第二钝化接触结构的本体部上,第二导电部则与第一导电部连接且层叠设置在第二钝化接触结构的延伸部上。第一导电部的厚度小于第一透明导电薄膜的厚度,并且,第一导电部的厚度小于第二导电部的厚度。如此,将第二透明导电薄膜与绒面区域相对应的第一导电部的厚度设置得较薄,在背面光线进入时,可以减少绒面区域处寄生吸收,提升背接触电池的双面率,同时,将背面的部分区域设置成绒面,还可以进一步降低背面光线的反射率,从而进一步提升双面率。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
图1是本申请实施例提供的光伏系统的模块示意图;
图2是本申请实施例提供的电池组件的模块示意图;
图3是本申请实施例提供的背接触电池的平面结构示意图;
图4是本申请实施例提供的背接触电池的剖面结构示意图;
图5是本申请实施例提供的背接触电池的局部的剖面结构示意图;
图6是本申请实施例提供的背接触电池的局部的另一剖面结构示意图。
主要元件符号说明:
光伏系统1000、电池组件200、背接触电池100、硅基底10、正面11、背面12、抛光区域121、绒面区域122、第一钝化接触结构20、第一钝化层21、第一掺杂层22、第二钝化接触结构30、第二钝化层31、第二掺杂层32、本体部301、延伸部302、预设位置303、第一透明导电薄膜40、第二透明导电薄膜50、第一导电部51、第二导电部52。
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”、“横向”、“纵向”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。
请参阅图1-图2,本申请实施例中的光伏系统1000可包括本申请实施例中的电池组件200,本申请实施例中的电池组件200可包括多个本申请实施例中的背接触电池100。
在本申请的实施例中,电池组件200中的多个背接触电池100可串接在一起形成多个电池串,各个电池串可串联、并联、或者串并联组合后实现电流的汇流输出,例如,可通过焊接焊带的方式来实现各个电池片之间的连接,可通过汇流条来实现各个电池串之间的连接。在一些实施例中,各个电池串可组成电池片阵列,然后通过前板、前胶膜、后胶膜和背板封装在一起形成电池组件200。
请参阅图3和图4,本申请实施例中的背接触电池100可包括硅基底10、若干第一钝化接触结构20、若干第二钝化接触结构30、若干第一透明导电薄膜40和若干第二透明导电薄膜50。
硅基底10具有相对的正面11和背面12,背面12包括若干抛光区域121和若干绒面区域122。若干抛光区域121和若干绒面区域122沿第一方向交替排列,且抛光区域121和绒面区域122均沿第二方向延伸,第二方向与第一方向交叉。
具体地,如图3所示,抛光区域121和绒面区域122可沿硅基底10的横向方向交替排列且均沿纵向方向延伸,也即,第一方向可为背接触电池100的横向方向,第二方向可为背接触电池100的横向方向,两者相互垂直。当然,在其它实施例中,第一方向和第二方向也可以是其它方向,例如,两者可分别为硅基底10的对角线方向,具体在此不作限制。
第一钝化接触结构20可包括依次层叠设置在抛光区域121上的第一钝化层21和第一掺杂层22(每个抛光区域121上均设有第一钝化接触结构20,两者的数量一一对应),也即,第一钝化层21层叠设置在抛光区域121上,第一掺杂层22层叠设置在第一钝化层21上。
第二钝化接触结构30可包括依次层叠设置在绒面区域122上的第二钝化层31和第二掺杂层32(每个绒面区域122上均设有第二钝化接触结构30两者的数量一一对应)。
其中,如图3和图4所示,至少部分第二钝化接触结构30具有与绒面区域122相对应的本体部301和自本体部301延伸至第一掺杂层22的部分区域上的延伸部302。也即是说,在若干个第二钝化接触结构30中,至少具有一个第二钝化接触结构30除了层叠覆盖绒面区域122外,还具有延伸至第一钝化接触结构20上的延伸部302,延伸部302也有第二钝化层31和第二掺杂层32构成。也即,在抛光区域121的部分位置处具有由第一钝化层21、第一掺杂层22、第二钝化层31和第二掺杂层32依次堆叠形成的堆叠结构)。
示例性地,在一些实施例中,第一钝化接触结构20仅层叠设置在抛光区域121上,第二钝化接触结构30则除了层叠设置在绒面区域122的本体部301以外,其还具有层叠于抛光区域121上的延伸部302,第二钝化层31对应绒面区域122的表面可为绒面,第二掺杂层32对应绒面区域122的部分背离硅基底10的表面也可为绒面。
如图4和图5所示,若干第二透明导电薄膜50与若干第一透明导电薄膜40沿第一方向依次交替排布。第一透明导电薄膜40至少层叠设置在第一掺杂层22上且与第一掺杂层22导电接触,每个所述第一掺杂层22上均对应设置有一层第一透明导电薄膜40。第二透明导电薄膜50与第二掺杂层32导电接触,每个第二掺杂层32上均对应设置有一层第二透明导电薄膜50。第二透明导电薄膜50可包括第一导电部51和第二导电部52,第一导电部51层叠设置在第二钝化接触结构30的本体部301上与第二掺杂层32导电接触,第二导电部52则与第一导电部51连接且延伸层叠设置在第二钝化接触结构30的延伸部302上。
在一些实施例中,第二透明导电薄膜50可优选与第一透明导电薄膜40绝缘隔离设置,以实现两者在物理上的间隔绝缘以避免两者接触而导致短路,也即,在一些实施例中,若干第一透明导电薄膜40和若干第二透明导电薄膜50可沿第一方向依次交替间隔排布。
当然,需要说明的是,在本申请中,第一导电部51和第二导电部52两者为一个连续的整体。如图4所示,在一些实施例中,第一透明导电薄膜40可仅层叠设置在第一掺杂层22未被延伸部302覆盖的至少部分区域上。当然,在一些实施例中,第一透明导电薄膜40可以是在完全覆盖第一掺杂层22中未被延伸部302覆盖的区域的同时,其还有部分延伸覆盖在延伸部302上方且与第二导电部52间隔,本申请对于第一透明导电薄膜40的设置方式不作限制。也即是说,在本申请的实施例中,每个第一透明导电薄膜40优选仅覆盖第一掺杂层22未被延伸部302覆盖的部分,或者第一透明导电薄膜40也延伸至延伸部302上但不与第二导电部52接触(即两者在延伸部302上间隔)。
其中,请参阅图5,第一导电部51的厚度(例如图5中示例的M3和M4)小于第一透明导电薄膜40的厚度M1,并且,第一导电部51的厚度(例如图5中示例的M3和M4)小于第二导电部52的厚度M2,即,在图5所示的实力中,M3和M4均小于M1,同时M3和M4也均小于M2。也即,第二透明导电薄膜50中位于绒面区域122处的第一导电部51的厚度小于第一透明导电薄膜40的厚度且同时也小于第二透明导电薄膜50中延伸至抛光区域122上的第二导电部52的厚度。
需要说明的是,在本文中,某一膜层层叠设置在某一表面或者某一膜层的部分区域、全部区域,可以是该膜层直接层叠设置在该表面或者某一膜层上,也可以是该膜层与该表面或者膜层之间还设置有其它膜层,覆盖所表示的仅仅只是用于限定膜层的具体设置范围。
此外,在本文中,某一膜层与某一区域或者某一层结构相对应的部分所指的是该膜层在厚度方向上与该区域或者其它某层结构重叠的部分,例如,第二钝化接触结构30包括与绒面区域122相对应的本体部301所指的是第二钝化接触结构30中层叠覆盖于绒面区域122上的部分。在下文中若存在类似描述,也可参阅此处理解。
在本申请实施例中的背接触电池100、电池组件200和光伏系统1000中,硅基底10的背面12具有若干抛光区域121和若干绒面区域122,第一钝化接触结构20层叠设置在抛光区域121上,第二钝化接触结构30层叠设置在绒面区122域上,至少部分第二钝化接触结构30具有与绒面区域122相对应的本体部301和自本体部301延伸至第一掺杂层22的部分区域上的延伸部302。第一透明导电薄膜40至少层叠设置在第一掺杂层22上且与第一掺杂层22导电接触。第二透明导电薄膜50包括第一导电部51和第二导电部52,第一导电部51层叠设置在第二钝化接触结构30的本体部301上,第二导电部52则与第一导电部51连接且层叠设置在第二钝化接触结构30的延伸部302上。第一导电部51的厚度小于第一透明导电薄膜40的厚度,并且,第一导电部51的厚度小于第二导电部52的厚度。如此,将第二透明导电薄膜50与绒面区域122相对应的第一导电部51的厚度设置得较薄,在背面12光线进入时,可以减少绒面区域122处寄生吸收,提升背接触电池100的双面率,同时,将背面12的部分区域设置成绒面,还可以进一步降低背面12光线的反射率,从而进一步提升双面率。
此外,第二钝化接触结构30的延伸部302层叠设置在第一掺杂层22的部分区域上,在该区域处,延伸部302与第一掺杂层30在背接触电池100的厚度方向上形成漏电接触结构,而第二透明导电薄膜50的第二导电部52延伸层叠设置在延伸部302上,可使得延伸部302能够与第一掺杂层30之间在厚度方向上形成漏电通道。“漏电接触”所指的是延伸部302和第一掺杂层30的漏电接触区311之间没有绝缘,而是漏电导通形成漏电点,两者可以是两者直接接触形成漏电点位,也可以是通过其它的介电层来实现隧穿以达到漏电接触的功能。
这样,在延伸部302的位置处,背接触电池100在厚度方向形成漏电点位,可以降低背接触电池100被遮挡时的反向击穿电压,从而提升背接触电池100的抗热斑性能,降低电池组件200热斑风险,同时,将位于延伸部302上的第二导电部52的厚度设置的较厚,可以提升该区域的钝化性能,减少效率损失。
也就是说,在本申请的实施例中,通过设置延伸部302,并且对第一透明导电薄膜40与第二透明导电薄膜50中第一导电部51和第二导电部52三者的厚度进行优化设计,其可以在提高背接触电池100的抗热斑性能的同时,减少背面的寄生吸收,提高背接触电池100的双面率。
具体地,在本申请的实施例中,硅基底10可为N型硅基底,也可为P型硅基底,具体在此不作限制。第一掺杂层22可为N型掺杂层,第二掺杂层32可为P型掺杂层,或者第一掺杂层22为P型掺杂层,第二掺杂层32为P型掺杂层,具体在此不作限制,只需要两者极性相反即可。此外,在本申请的背接触电池中,第一透明导电薄膜40上还可设有第一电极(图未示出),第一透明导电薄膜40上还可设有第二电极(图未示出),可通过第一电极和第二电极来实现电流的收集汇流和输出。
第一透明导电薄膜40和第二透明导电薄膜50均可TCO膜层等兼备透光和导电性能的膜层,两者均可为单一的膜层,也可为多层复合膜层,具体在此不作限制。
在本申请中,背接触电池100可为混合式背接触电池,第一钝化层21可为隧穿氧化层,例如,隧穿氧化硅层,第一掺杂层22可为掺杂多晶硅层。第二钝化层31可为本征非晶硅层或者隧穿氧化层(例如隧穿氧化硅层)中的至少一种,第二掺杂层32为掺杂非晶硅层和掺杂微晶硅层中的至少一种。
在这样的情况下,第一钝化接触结构20为隧穿钝化接触结构,第二钝化接触结构30为异质结钝化接触结构。这样,通过将第一掺杂层22设计成掺杂多晶硅层,将第二掺杂层32设计成掺杂非晶硅层和掺杂微晶硅中的至少一种,可以形成混合式的背接触电池100,提高背接触电池100的效率。
同时,将掺杂多晶硅对应的区域设置成抛光区域121,其可以避免掺杂多晶硅对应的区域的钝化效果较差而影响效率,而掺杂非晶硅和/或掺杂微晶硅的钝化效果较佳,将掺杂非晶硅和/或掺杂微晶硅对应的区域设置成绒面则可以提高背面12的减反效果,进而提高背接触电池100的双面率。也即是说,在这样的情况下,可以在保证第一掺杂层22对应区域处的钝化效果的同时,进一步提升背接触电池100的双面率。
在一些实施例中,第一掺杂层22可为P型掺杂多晶硅层,第二掺杂层32则可为N型掺杂非晶硅层和N型掺杂微晶硅层中的至少一种。当然,在其它实施例中,也可以是第一掺杂层22可为N型掺杂多晶硅层,第二掺杂层32则可为P型掺杂非晶硅层和P型掺杂微晶硅层中的至少一种,具体在此不作限制。
请参阅图5和图6,在一些实施例中,第一导电部51包括平铺段511和连接段512,平铺段511平铺覆盖在绒面区域122上,第二导电部52平铺覆盖在延伸部302上,第二导电部52相较于平铺段511更加远离硅基底10的正面11,连接段512相对平铺段511向背离硅基底10的方向弯折以连接第二导电部52,连接段512的厚度小于平铺段511的厚度,例如,如图5所示,在图5所示的实力中,M4小于M3。
如此,通过连接段512的设置可以将平铺段511和第二导电部52导通以提高背接触电池100的抗热斑性能,而将第二透明导电薄膜50中用于连接平铺设置在绒面区域122和平铺设置在抛光区域121上的两个部分的连接段512的厚度设置的更小,可以在提高背接触电池100的抗热斑性能的同时控制背接触电池100的制造成本。
具体地,在这样的实施例中中,连接段512的轮廓可为形状规则的折线段、圆弧段、弧形曲线等形状,也可为不规则轮廓,具体在此不作限制。例如,如图5所示,在图5所示的实施例中,连接段512为规则的折线段。当然,在一个可能的实施例中,连接段512也可为能够使得第一导电部51和平铺段511能够顺滑连接的弧形连接段。
请参阅图6,在一些实施例中,第一钝化接触结构20在第一方向上的侧面可为斜面,连接段512可层叠位于斜面上且分别与平铺段511和第二导电部52连接。
如此,通过斜面的设置,可以在沉积过程中使得连接段512能够更加顺滑地连接平铺段511和第二导电部52,保证连接性能以提高背接触电,100的抗热斑性能。
具体地,在这样的实施例中,斜面可为规则的平直斜面,也可以为不规则的异形斜面,“斜面”所指的是第一钝化接触结构20在第一方向上的侧面为非垂直与硅基底10的垂直面。
在一些实施例中,连接段512的厚度与平铺段511的厚度之间的比值为1:3-1:2,也即,连接段512的厚度为平铺段511的厚度的三分之一至二分之一。例如,在图5所示的示例中,M4与M3之间的比值为1:3-1:2。
如此,通过对连接段512和平铺段511的厚度比值进行合理的优化设计,可以在保证平铺段511与第二导电部52的电连接可靠性以提升背接触电池100的抗热斑性能的同时控制制造成本。也即是说,将两者的厚度比值设置在这一合理范围内,可以提高抗热斑性能的可靠性和稳定性的同时不会导致成本过高。
在一些实施例中,平铺段511的厚度可为75nm-85nm。
如此,通过将平铺段511的厚度设置在这一合理范围内,可以避免平铺段511的厚度过小而导致其制作难度过大以及避免导致钝化效果较差,同时还可以避免厚度过大而导致成本升高。也即是说,将厚度设置上述合理范围内,可以在降低工艺难度、保证钝化效果、控制成本的同时,减少背面的寄生吸收,提高双面率。
具体地,在这样的实施例中,平铺段511的厚度可例如为75nm、76nm、77nm、78nm、79nm、80nm、81nm、82nm、83nm、84nm、85nm或者75nm-85nm之间的任一数值,具体在此不作限制。
请参阅图5,在一些实施例中,第一透明导电薄膜40的厚度M1的大小可为90nm-155nm。
如此,通过将第一透明导电薄膜40的厚度M1设置在这一合理范围内,可以避免第一透明导电薄膜40的对应绒面区域122的部分的厚度过小而导致其制作难度过大以及钝化效果较差,同时还可以避免厚度过大而导致成本升高。
具体地,在这样的实施例中,第一透明导电薄膜40的厚度M1的大小可例如为90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、135nm、140nm、145nm、150nm、155nm或者90nm-155nm之间的任一数值,具体在此不作限制。
在一些实施例中,第二导电部52的厚度M2的大小也可为90nm-150nm。
如此,通过将第二导电部52的厚度设置在这一合理范围内,可以在保证第二导电部52对延伸部302处的堆叠结构的钝化效果的同时将成本控制得相对较低。
具体地,在这样的实施例中,第二导电部52的厚度M2的大小可例如为90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、135nm、140nm、145nm、150nm、155nm或者90nm-155nm之间的任一数值,具体在此不作限制。
在一些实施例中,第二导电部52的厚度可与第一透明导电薄膜40的厚度相同,也即,在图5所示的示例中,M2与M1相等。如此,将第二导电部52的厚度设置成与第一透明导电薄膜40的厚度设置的相同,可以提升第一钝化接触结构20和第二钝化接触结构30形成的堆叠区域处的钝化效果,并且可以提升钝化的一致性。
在一些实施例中,第一透明导电薄膜40的厚度与第一导电部51的厚度之间的比值为1.2-1.8。
如此,通过将第一透明导电薄膜40的厚度与第一导电部51的厚度之间的比值设置在这一合理范围内,可以使得背面12的寄生吸收和钝化效果达到较优的匹配效果。
具体地,在这样的实施例中,两者之间的比值可例如为1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8或者1.2-1.8之间的任一数值,具体在此不作限制。
请参阅图3和图4,在一些实施例中,第一掺杂层22和第二掺杂层32在第一方向上邻接。也即,抛光区域121和绒面区域122在第一方向上连续且邻接,第一掺杂层22和第二掺杂层32的侧面可彼此接触。
如此,可以尽可能的减少硅基底10的背面12上未被第一掺杂层22和第二掺杂层32覆盖的面积(即无掺杂区域的面积),从而提升背接触电池100的效率。
具体地,在这样的实施例中,第一掺杂层22可为掺杂多晶硅层,第二掺杂层32可为掺杂非晶硅层和/或掺杂微晶硅层,掺杂非晶硅层和掺杂微晶硅层的横向导电性能较差,因此,为了提升效率,可以将第一掺杂层22和第二掺杂层32设置成邻接。
在一些实施例中,第一掺杂层22可为基区掺杂层,第二掺杂层32可为发射极掺杂层,所有第二掺杂层32在硅基底10上的正投影面积之和大于所有第一掺杂层22在硅基底10上的正投影面积之和。
如此,可以提高背接触电池100中发射极的面积,从而提升背接触的效率。
具体地,在这样的实施例中,在硅基底10为N型硅基底10时,第一掺杂层22为N型掺杂层,第二掺杂层32为P型掺杂层,在硅基底10为P型硅基底10时,第一掺杂层22为P型掺杂层,第二掺杂层32为N型掺杂层。
进一步地,在这样的实施例中,所有第二掺杂层32在硅基底10上的正投影面积之和与背面12的面积之比为65%-85%,所有第一掺杂层22在硅基底10上的正投影面积之和与背面12的面积之比为15%-35%。
如此,通过对第一掺杂层22和第二掺杂层32的面积占比设置在上述合理范围内,可以在保证基区的面积占比的同时提升发射极区的面积,进一步优化背接触电池100的效率。
具体地,在这样的实施例中,所有第二掺杂层32在硅基底10上的正投影面积之和与背面12的面积之比可例如为65%、70%、75%-、80%、85%或者65%-85%之间的任一数值,具体在此不作限制。所有第一掺杂层22在硅基底10上的正投影面积之和与背面12的面积之比可例如为15%、20%、25%-、30%、35%或者15%-35%。
在本申请的实施例中,第二导电部52可以完全覆盖延伸部302也可以是部分覆盖延伸部302(如图4-图6所示)。可以理解的是,延伸部302与第一掺杂层22形成漏电接触,堆叠结构即为漏电接触结构。在延伸部302上,被第二导电部52所覆盖的区域为有效漏电区域,没有被第二导电部52覆盖的区域则为无效漏电区域,在背接触电池100中,仅有效漏电区域能够起到提高抗热斑性能的功能。
在这样的实施例中,第一掺杂层22为掺杂多晶硅层,优选为N型掺杂多晶硅层,第二掺杂层32为掺杂非晶硅层和/或掺杂微晶硅层,优选为P型掺杂非晶硅层和/或N型掺杂微晶硅层。
此外,在本申请的实施例中,在背接触电池100中,可以是所有的第二钝化接触结构30均具有延伸部302(如图3所示),也可以部分第二钝化结构具有延伸部302。如图3所示,对于具有延伸部302的第二钝化接触结构30,其可以是在本体部301的预设位置303处具有延伸部302,预设位置303的数量可以是单个也可以是多个,具体在此不作限制。
也即是说,在本申请中,可以是所有的第二钝化接触结构30均可与第一钝化接触结构20形成漏电点位,也可以是部分第二钝化接触结构30与第一钝化接触结构20形成漏电点位。对于每个第二钝化接触结构30而言,其上的漏电点位的数量(即延伸部302数量)可以是单个也可以是多个,具体在此不作限制,只需要延伸部302与第一掺杂层22形成的漏电接触面积不会导致背接触电池100的效率大幅度降低即可。
此外,如图3所示,对于单个第二钝化接触结构30而言,单个第二钝化接触结构30上可具有多个延伸部302,从而在单个抛光区域121上形成多个漏电接触点位,在单个第二钝化接触结构30具有多个延伸部302时,多个延伸部302可沿第二方向间隔设置,具体在此不作限制。
此外,在一些实施例中,对于单个第二钝化接触结构30而言,其可以是仅在一侧形成有延伸部302,也可以是在两侧都形成有延伸部302,具体在此不作限制,图4所示出的是本体部101的两侧均具有延伸部302。
请参阅图3和图5,在一些实施例中,延伸部302在第一方向上的长度L1可为10μm-600μm,延伸部302在第二方向上的长度L2可为10μm-5000μm。
如此,通过对延伸部302在各个方向上的长度进行合理的设置,可以控制延伸部302的面积处于一个合理的范围内,从而将单个延伸部302的有效漏电触面积控制在合理的范围内,避免漏电接触面积过小而导致抗热斑性能无法达到预期的效果,也可以避免漏电接触面积过大而导致效率损失过大,也即,这样设置可以平衡抗热斑性能和效率之间的关系,使其达到较优的匹配效果。
具体地,在这样的实施例中,延伸部302在第一方向上的长度L1可例如为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm或者10μm-600μm之间的任一数值。
延伸部302在第二方向上的长度L2可例如为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1500μm、2000μm、2500μm、3000μm、3500μm、4000μm、4500μm、5000μm或者10μm-5000μm之间的任一数值。
进一步地,在这样的实施例中,延伸部302在第一方向上的长度L1优选为10μm-150μm,延伸部302在第二方向上的长度L2优选为20μm-500μm。
请参阅图5,在一些实施例中,第二导电部52在第一方向上的长度L3大于或者等于10μm,也即10μm≤L3。
如此,可以避免第二导电部52的延伸长度过小而导致抗热斑性能的效果较差。
进一步地,在这样的实施例中,第二导电部52在第一方向上的长度与延伸部302在第一方向上的长度之间的比值大于90%,也即,L3:L1≥90%。例如91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%等。
如此,通过将第二导电部52的长度L3与延伸部302的长度L1比值设置在大于90%这一较优的范围内,可以在有效提高抗热斑性能的同时也保证转换效率。
具体地,如上文所述,在一些实施例中,延伸部302在第一方向上的长度L1的大小可为10μm-600μm,优选10μm-150μm,那么,在本实施例中,位于延伸部302上的第二导电部52在第一方向上的长度L1的最小值大于9μm,最大值则可大于540μm且小于或者等600μm,优选大于135μm且小于150μm。
请参阅图3,在一些实施例中,在单个第二掺杂层32上,延伸部302的数量可为多个,多个延伸部302在第二方向上间隔排列。也即,在第二方向上,第二掺杂层32的一侧具有多个间隔设置的延伸部302。在第二方向上,相邻两个延伸部302之间的距离H1为1cm-10cm。
如此,可以避免相邻两个延伸部302的间距H1过小而漏电点的过于集中而导致发热量无法及时地散发而导致温度大幅度升高。
具体地,在这样的实施例中,相邻两个延伸部302之间的距离H1可例如为1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、7.5cm、8cm、8.5cm、9cm、9.5cm、10cm或者1cm-10cm之间的任一数值。
进一步地,在这样的实施例中,在第二方向上,相邻两个延伸部302之间的距离H1优选大于等于2cm且小于4cm。
如此,通过本申请发明人的研究和论证,将间距设置在这一优选范围内,可以在将延伸部302的数量设置得较多的情况下最大程度地避免热量过于集中,也即是说,这样可以使得平衡抗热斑性能与热量过于集中的关系,使其达到最优的匹配效果。
具体地,在这样的实施例中,相邻两个延伸部302之间的距离H1可优选例如为2cm、2.2cm、2.4cm、2.6cm、2.8cm、3cm、3.1cm、3.2cm、3.3cm、3.4cm、3.5cm、3.6cm、3.7cm、3.9cm、3.95cm。
在一些实施例中,在背接触电池100中,延伸部302的分布密度为0.01个/cm2-1.5个/cm2。如此,通过合理地控制延伸部302的分布密度,其可以避免漏电点过于集中分布。
在这样的实施例中,延伸部302的分布密度所指的是背接触电池100上的延伸部302的个数之和与背接触电池100的背面12的面积之间的比值。具体地,延伸部302的分布密度可例如为0.01个/cm2、0.05个/cm2、0.1个/cm2、0.2个/cm2、0.3个/cm2、0.4个/cm2、0.5个/cm2、0.6个/cm2、0.7个/cm2、0.8个/cm2、0.9个/cm2、1个/cm2、1.1个/cm2、1.2个/cm2、1.3个/cm2、1.4个/cm2、1.5个/cm2或者0.01个/cm2-1.5个/cm2之间的任一数值。
在一些实施例中,在单个延伸部302中,第二导电部52的面积大小(即单个延伸部302上被第二导电部52覆盖的区域的面积)为100μm2-50000μm2
如此,通过将第二导电部52的面积控制在这一合理范围内,可以在提高抗热斑性能的同时保证效率损失不会较大。
具体地,在这样的实施例中,单个第二导电部52的面积可例如为100μm2、200μm2、300μm2、350μm2、400μm2、450μm2、480μm2、500μm2、600μm2、700μm2、800μm2、900μm2、1000μm2、1100μm2、1200μm2、1300μm2、1400μm2、1500μm2、2000μm2、3000μm2、4000μm2、5000μm2、6000μm2、7000μm2、8000μm2、9000μm2、10000μm2、15000μm2、20000μm2、25000μm2、30000μm2、35000μm2、40000μm2、45000μm2、50000μm2或者100μm2-50000μm2之间的任一数值。
在一些实施例中,在背接触电池100中,所有延伸部302上的第二导电部52(即所有第二导电部52)的面积之和(即背接触电池100中各个延伸部302上的有效漏电面积之和)与背面12的面积之比为1.5*10-8-1.5*10-5
如此,所有第二导电部52的面积之和与背面12的面积的比值设置在这一合理范围内,可以避免漏电接触的面积占比过大而严重影响背接触电池100的效率,也即,可以在保证抗热斑性能的同时保证背接触电池100的效率。
具体地,在这样的实施例中,两者的面积之比可例如为1.5*10-8、2*10-8、2.5*10-8、3.5*10-8、4.5*10-8、4.5*10-8、5*10-8、6*10-8、7*10-8、8*10-8、9*10-8、1*10-7、1*10-6、1*10-5、1.5*10-5或者为4.5*10-8-1.5*10-5之间的其它任意数值,具体在此不作限制。在一些实施例中,两者之间的比值可优选大于1.5*10-8且小于4.5*10-8
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”等的描述意指结合所述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,以上所述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 (22)

1.一种背接触电池,其特征在于,包括:
硅基底,所述硅基底具有相对的正面和背面,所述背面包括沿第一方向交替排布的若干抛光区域和若干绒面区域,所述抛光区域和绒面区域均沿第二方向延伸,所述第二方向与所述第一方向交叉;
若干第一钝化接触结构,所述第一钝化接触结构包括依次层叠设置在所述抛光区域上的第一钝化层和第一掺杂层;
若干第二钝化接触结构,所述第二钝化接触结构包括依次层叠设置在所述绒面区域上的第二钝化层和第二掺杂层,至少部分所述第二钝化接触结构具有与所述绒面区域相对应的本体部和自所述本体部延伸至所述第一掺杂层的部分区域上的延伸部;
第一透明导电薄膜,所述第一透明导电薄膜至少层叠设置在所述第一掺杂层上;和
第二透明导电薄膜,所述第二透明导电薄膜包括层叠设置在所述本体部上的第一导电部和层叠设置在所述延伸部上的第二导电部,所述第一导电部的厚度小于所述第一透明导电薄膜的厚度,且所述第一导电部的厚度小于所述第二导电部的厚度。
2.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第二导电部的厚度与所述第一透明导电薄膜的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一导电部包括平铺段和连接段,所述平铺段平铺覆盖在所述绒面区域上,所述第二导电部平铺覆盖在所述延伸部上,所述第二导电部相较于所述平铺段更加远离所述硅基底的正面,所述连接段相对所述平铺段向背离所述硅基底的方向弯折以连接所述第二导电部,所述连接段的厚度小于所述平铺段的厚度。
4.根据权利要求3所述的背接触电池,其特征在于,所述连接段的厚度与所述平铺段的厚度之间的比值为1:3-1:2。
5.根据权利要求3所述的背接触电池,其特征在于,所述平铺段的厚度为75nm-85nm。
6.根据权利要求3所述的背接触电池,其特征在于,所述第一钝化接触结构在所述第一方向上的侧面为斜面,所述连接段层叠设置在所述斜面上且连接所述平铺段和所述第二导电部。
7.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一钝化层为隧穿氧化层,所述第一掺杂层为掺杂多晶硅层;
所述第二钝化层为本征非晶硅层或者隧穿氧化层中的至少一种,所述第二掺杂层为掺杂非晶硅层和掺杂微晶硅中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一透明导电薄膜的厚度为90nm-155nm;和/或
所述第二导电部的厚度为90nm-155nm。
9.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一透明导电薄膜的厚度与所述第一导电部的厚度之间的比值为1.2-1.8。
10.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一掺杂层和所述第二掺杂层在所述第一方向上邻接。
11.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,所述第一掺杂层为基区掺杂层,所述第二掺杂层为发射极掺杂层,所有所述第二掺杂层在所述硅基底上的正投影面积之和大于所有所述第一掺杂层在所述硅基底上的正投影面积之和。
12.根据权利要求11所述的背接触电池,其特征在于,所有所述第二掺杂层在所述硅基底上的正投影面积之和与所述背面的面积之比为65%-85%。
13.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,在所述第一方向上,所述延伸部的长度为10μm-600μm,在所述第二方向上,所述延伸部的长度为10μm-5000μm。
14.根据权利要求13所述的背接触电池,其特征在于,在所述第一方向上,所述延伸部的长度为10μm-150μm,在所述第二方向上,所述延伸部的长度为20μm-500μm。
15.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,在单个所述延伸部上,所述第二导电部的面积大小为100μm2-50000μm2
16.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,在所述背接触电池中,所有所述延伸部上的所述第二导电部的面积之和与所述背面的面积之比为1.5*10-8-1.5*10-5
17.根据权利要求1所述的背接触电池,其特征在于,在所述第二钝化接触结构中,所述本体部沿所述第二方向连续延伸,所述延伸部形成在所述本体部的预设位置处。
18.根据权利要求17所述的背接触电池,其特征在于,在所述第二方向上,所述本体部的一侧具有多个间隔设置的所述延伸部。
19.根据权利要求18所述的背接触电池,其特征在于,在所述第二方向上,位于所述本体部一侧的相邻两个所述延伸部之间的距离为1cm-10cm。
20.根据权利要求19所述的背接触电池,其特征在于,在所述第二方向上,位于所述本体部一侧的相邻两个所述延伸部之间的距离大于或者等于2cm且小于4cm。
21.一种电池组件,其特征在于,包括若干权利要求1-20任一项所述的背接触电池。
22.一种光伏系统,其特征在于,包括权利要求21所述的电池组件。
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