CN209592056U - 一种具有透明导电层的单多晶p型双面perc电池 - Google Patents
一种具有透明导电层的单多晶p型双面perc电池 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种具有透明导电层的单多晶P型双面PERC电池，包括P型衬底（1），所述P型衬底的上面由下往上依次叠置N型扩散层（2）、二氧化硅层（3）、正金属电极（8）和上透明导电层（9）；所述P型衬底的下面由上往下依次叠置下钝化层（14）和背金属电极（7）；本实用新型可以双面受光发电，扩大了使用场所；透明导电层使电池片的受光率提高，同时其导电特性良好，也可以降低串联电阻，进而提高本实用新型的太阳能电池的短路电流和填充因子；通过优化太阳能电池中的各部分的具体尺寸与材质，使得本实用新型的太阳能电池的光电转换效率达到最优。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种具有透明导电层的单多晶P型双面PERC电池。
背景技术
自从第一块太阳能电池在贝尔实验室诞生以来，硅太阳能电池得到了广泛的研究发展以及实际应用，特别是晶体硅太阳能电池，随着科学技术的不断发展，晶体硅太阳能电池的光电转换效率不断提升，生产成本也在持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的百分之八十以上，晶体硅太阳能电池片的产线光电转换效率目前也已突破22％，与传统火力发电的成本差也在不断缩小，在未来几年有望与火力发电的成本持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁无污染能源在改变能源结构、减少环境污染、实现可持续发展等方面的重要作用日益显现。按基材的掺杂类型不同，可以将晶体硅太阳能电池分为N型晶体硅太阳能和P型晶体硅太阳能电池。但现有的太阳能电池存在光电转换效率偏低的缺陷，如何改变晶体硅太阳能电池的结构，以进一步提高其光电转换效率，这是业界亟需解决的技术问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提出一种具有透明导电层的单多晶P型双面PERC电池。
本实用新型采用的技术方案是一种具有透明导电层的单多晶P型双面PERC电池，包括P型衬底，所述P型衬底的上面由下往上依次叠置N型扩散层、二氧化硅层、正金属电极和上透明导电层；所述P型衬底的下面由上往下依次叠置下钝化层和背金属电极。
所述下钝化层和背金属电极之间设有氮化硅层。
所述下钝化层下方覆盖一层下透明导电层，该透明导电层将所述背金属电极7夹在钝化层与透明导电层中间。
所述二氧化硅层上方覆盖一层上钝化层，所述正金属电极和透明导电层设置在所述上钝化层上方。
所述透明导电层上方设有正电引出极，所述正电引出极和正金属电极皆采用栅格状，并且所述正电引出极和正金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
所述下透明导电层的下面设有背电引出极，所述背电引出极和背金属电极皆采用栅格状，并且所述背电引出极和背金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
所述P型衬底采用P型单晶硅片或P型多晶硅片；所述下钝化层采用氧化铝层或氮氧化硅层、或者氧化铝和氮氧化硅同时存在的掺杂层；所述正金属电极和N型扩散层之间设有连通槽，所述连通槽贯穿所述二氧化硅层；所述上透明导电层采用氧化铟锡透明导电膜或氧化钨锡透明导电膜。
本实用新型提供的技术方案的有益效果是：
本实用新型公开的太阳能电池，通过在P型单多晶硅片上的透明导电层使电池片接收阳光的受光率提高，同时其导电特性良好，也可以降低串联电阻，进而提高本实用新型的太阳能电池的短路电流和填充因子；通过优化太阳能电池中的各部分的具体尺寸与材质，使得本实用新型的太阳能电池的光电转换效率达到最优；同时本实用新型的制造方法简单易行，且与现有的制备工艺兼容，便于工业化生产；同时本电池可以双面受光发电，扩大了使用场所。
附图说明
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：
图1是简单的P型双面PERC电池的结构图；
图2是设有氮化硅层的电池结构；
图3是设有下透明导电层的电池结构；
图4是设有上钝化层的电池结构图；
图5是设有上钝化层和下透明导电层的电池结构；
图6是设有正电引出极的电池结构；
图7是设有背电引出极的电池结构；
图8是设有正电引出极和氮化硅层的电池结构；
图9是设有正电引出极和背电引出极的电池结构。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型公开了一种具有透明导电层的单多晶P型双面PERC电池，参看图1示出的实施例，电池包括P型衬底1，所述P型衬底的上面由下往上依次叠置N型扩散层2、二氧化硅层3、正金属电极8和上透明导电层9；所述P型衬底的下面由上往下依次叠置下钝化层14和背金属电极7。上透明导电层9采用透光性和导电性良好的材料制成，光线从电池正面或者从电池背面皆可照射到pn结，由光生伏特效应在P型衬底和N型扩散层上产生电动势，正金属电极8和背金属电极7连接外部负荷，从而向外部负荷供电。藉此结构，本电池可以双面受光发电，扩大了使用场所。需要指出，为方便描述引入上下、正背的概念，以说明各部位的相对位置关系，上下、正背的词汇不用于限定技术特征本身。
此实施例在制备过程中，先在二氧化硅层上制备正金属电极，再设置上透明导电层。由于正金属电极一般采用栅格状，故此透明导电层很多部分是直接与二氧化硅层接触的。所述透明导电层具有良好的透光性和导电性，使电池片接收阳光的受光率提高，并可以降低串联电阻，进而提高本实用新型的太阳能电池的短路电流和填充因子。
参看图2示出的实施例，在图1示出的实施例的基础上，在所述下钝化层14和背金属电极7之间设置氮化硅层5。
参看图3示出的实施例，在图1示出的实施例的基础上，在所述下钝化层14下方覆盖一层下透明导电层19，该透明导电层将所述背金属电极7夹在钝化层与透明导电层中间。在图3示出的实施例中，所述正金属电极8和N型扩散层2之间设有连通槽12，所述连通槽贯穿所述二氧化硅层3。这些连通槽是在烧制正金属电极8的时候，金属材质的正金属电极8在高温的作用下贯穿二氧化硅层形成的。连通槽有利于正金属电极收集电流。当正金属电极8和N型扩散层2的中间还夹有钝化层的时候，连通槽可以一并贯穿中间的夹层。
参看图4示出的实施例，在图2示出的实施例的基础上，所述二氧化硅层3上方覆盖一层上钝化层4，所述正金属电极8和透明导电层9设置在所述上钝化层上方。参看图5示出的实施例，在图3示出的实施例的基础上，所述二氧化硅层3上方覆盖一层上钝化层4，所述正金属电极8和透明导电层9设置在所述上钝化层上方。在制备电池片的时候将电池片置于反应炉中，电池片的背面暴露在反应炉中的时候，其正面不做处理的话也同样暴露在反应炉中。为简化工艺步骤，降低生产成本，故此电池片的正面不做覆盖处理，在电池片的正面也生成一层钝化层。所述上钝化层和下钝化层采用同种材料，可采用氧化铝层或氮氧化硅层、或者氧化铝和氮氧化硅同时存在的掺杂层。
参看图6示出的实施例，在图2示出的实施例的基础上，所述透明导电层9上方设有正电引出极10，所述正电引出极10和正金属电极8皆采用栅格状，并且所述正电引出极和正金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致，以便让尽可能多的光线的通过。此实施例中由正电引出极10连接外部负载。
参看图7示出的实施例，在图6示出的实施例的基础上，所述下透明导电层19的下面设有背电引出极13，所述背电引出极13和背金属电极7皆采用栅格状，并且所述背电引出极和背金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致，以便让尽可能多的光线的通过。此实施例中由背电引出极13连接外部负载。
参看图8示出的实施例，在图4示出的实施例的基础上，所述透明导电层9上方设有正电引出极10，所述正电引出极10和正金属电极8皆采用栅格状，并且所述正电引出极和正金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致，以便让尽可能多的光线的通过。此实施例中由正电引出极10连接外部负载。
参看图9示出的实施例，在图8示出的实施例的基础上，所述下透明导电层19的下面设有背电引出极13，所述背电引出极13和背金属电极7皆采用栅格状，并且所述背电引出极和背金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致，以便让尽可能多的光线的通过。此实施例中由背电引出极13连接外部负载。
在较佳实施例中，P型衬底1可以采用P型单晶硅片，也可以采用P型多晶硅片。所述上透明导电层9和下透明导电层19皆可采用氧化铟锡透明导电膜（ITO）或氧化钨锡透明导电膜（IWO）。这两种材料具有较好的高透光性和导电性。
在较佳实施例中，所述P型衬底1的厚度为150至300微米，反射率5%至25%；所述二氧化硅层3的厚度为1至10纳米；所述氮化硅层5的厚度为100至250纳米。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，非起限制作用。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有透明导电层的单多晶P型双面PERC电池，包括P型衬底（1），其特征在于：所述P型衬底的上面由下往上依次叠置N型扩散层（2）、二氧化硅层（3）、正金属电极（8）和上透明导电层（9）；所述P型衬底的下面由上往下依次叠置下钝化层（14）和背金属电极（7）。
2.如权利要求1所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述下钝化层（14）和背金属电极（7）之间设有氮化硅层（5）。
3.如权利要求1所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述下钝化层（14）下方覆盖一层下透明导电层（19），该透明导电层将所述背金属电极（7）夹在钝化层与透明导电层中间。
4.如权利要求2所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述二氧化硅层（3）上方覆盖一层上钝化层（4），所述正金属电极（8）和透明导电层（9）设置在所述上钝化层上方。
5.如权利要求3所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述二氧化硅层（3）上方覆盖一层上钝化层（4），所述正金属电极（8）和透明导电层（9）设置在所述上钝化层上方。
6.如权利要求2所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述透明导电层（9）上方设有正电引出极（10），所述正电引出极（10）和正金属电极（8）皆采用栅格状，并且所述正电引出极和正金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
7.如权利要求3所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述下透明导电层（19）的下面设有背电引出极（13），所述背电引出极（13）和背金属电极（7）皆采用栅格状，并且所述背电引出极和背金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
8.如权利要求4所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述透明导电层（9）上方设有正电引出极（10），所述正电引出极（10）和正金属电极（8）皆采用栅格状，并且所述正电引出极和正金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
9.如权利要求5所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述下透明导电层（19）的下面设有背电引出极（13），所述背电引出极（13）和背金属电极（7）皆采用栅格状，并且所述背电引出极和背金属电极的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
10.如权利要求2至9任一项所述的单多晶P型双面PERC电池，其特征在于：所述P型衬底（1）采用P型单晶硅片或P型多晶硅片；所述下钝化层（14）采用氧化铝层或氮氧化硅层、或者氧化铝和氮氧化硅同时存在的掺杂层；所述正金属电极（8）和N型扩散层（2）之间设有连通槽（12），所述连通槽贯穿所述二氧化硅层（3）；所述上透明导电层（9）采用氧化铟锡透明导电膜或氧化钨锡透明导电膜。
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|---|---|---|---|---|
| CN111063744A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-24 | 天津爱旭太阳能科技有限公司 | 太阳能电池和用于制造太阳能电池的方法 |
| CN113809185A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-17 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池的制备方法以及太阳能电池 |
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