CN209658197U - 具有透明导电层的单多晶n型双面topcon电池 - Google Patents
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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N型双面TOPCON电池，包括：N型衬底，所述N型衬底的正面依次向上设置有P型扩散层、SiO2层、钝化层和正金属电极，所述N型衬底的背面依次向下设置有遂穿SiO2层、磷掺杂N型硅薄层、第一透明导电层和背金属电极，所述第一透明导电层与磷掺杂N型硅薄层之间夹设负电引导极。本实用新型通过增加透明导电层，可以使电池片接收阳光的受光率提高，同时因其导电特性，可以降低串联电阻，提高太阳能电池的短路电流和填充因子。
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N型双面TOPCON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，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，这是业界广泛关注的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池。
本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提出一种具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，包括：N型衬底，所述N型衬底的正面依次向上设置有P型扩散层、SiO2层、钝化层和正金属电极，所述N型衬底的背面依次向下设置有遂穿SiO2层、磷掺杂N型硅薄层、第一透明导电层和背金属电极，所述第一透明导电层与磷掺杂N型硅薄层之间夹设负电引导极。
进一步的，所述正金属电极与钝化层之间设有SiN层或第二透明导电层。
进一步的，当所述正金属电极与钝化层之间设置第二透明导电层时，所述第二透明导电层与钝化层之间夹设正电引导极。
优选地，所述N形衬底为N型单多晶硅片，所述N型单多晶硅片的厚度为150-300微米。
优选地，所述正电引导极和正金属电极都为栅格状，并且所述正电引导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。
优选地，所述P型扩散层的电阻在50至100欧姆/□之间。
优选地，所述遂穿SiO2层厚度为在1~30纳米之间。
优选地，所述SiO2层的厚度在1到20纳米之间。
优选地，所述钝化层的材质为氧化铝和/或氮氧化硅。
优选地，所述第一透明导电层和第二透明导电层为ITO层或IWO层。
与现有技术比较，本实用新型的优点在于：通过增加透明导电层，可以使电池片接收阳光的受光率提高，同时因其导电特性，可以降低串联电阻，提高太阳能电池的短路电流和填充因子。并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。
附图说明
图1为本实用新型的采用一层透明导电层的结构示意图；
图2为本实用新型的采用SiN层的结构示意图；
图3为本实用新型的采用两层透明导电层的结构示意图；
图4为本实用新型的优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。
如图1所示，本实用新型提出了一种具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，包括：N型衬底1，N型衬底1的正面依次向上叠置有P型扩散层11、SiO2层12、钝化层13和正金属电极14，N型衬底1的背面依次向下设置有遂穿SiO2层21、磷掺杂N型硅薄层22、第一透明导电层23和背金属电极24，第一透明导电层23与磷掺杂N型硅薄层22之间夹设有负电引导极25。在具体制备过程中，先在磷掺杂N型硅薄层22上制备负电引导极25，再设置第一透明导电层23，再在透明导电层23上制备背金属电极24，提高接触效果。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。
当光线照射到pn结上时，由光生伏特效应在N型衬底和P型扩散层上产生电动势，通过正金属电极和背金属电极连接外部负荷，从而向外部负荷供电。
如图2、图3所示，正金属电极14与钝化层13之间设有SiN层15或第二透明导电层16，在具体制备过程中，直接在钝化层13外设置一层SiN层15，再制备正金属电极14并进行烧结。或者在钝化层13外直接制备正金属电极14并进行烧结，再设置第二透明导电层16，由于正金属电极14一般采用栅格状，故此透明导电层很多部分是直接与钝化层13接触，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。
如图4所示，在具体的实施例中，当正金属电极14与钝化层13之间设置第二透明导电层16时，第二透明导电层16与钝化层13之间夹设正电引导极17。正电引导极17和正金属电极14都为栅格状，并且正电引导极17和正金属电极14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，提高受光率。
本实用新型中，第一透明导电层23和第二透明导电层16为氧化铟锡透明导电膜（ITO）或氧化钨锡透明导电膜（IWO）。
本实用新型中，钝化层13可以是氧化铝、氮氧化硅或者氧化铝氮氧化硅同时存在。
本实用新型优化各部分的具体尺寸与材质，使得本实用新型的光电转换效率达到最优。同时本实用新型还具有制造方法简单易行，且与现有的制备工艺兼容，便于工业化生产。
具体优化尺寸为：N型单多晶硅片的厚度为150-300微米，其表面形成的绒面的绒粒为1~15微米，反射率为5~25%；硅片经过硼扩散以后方块电阻在50~100欧姆/□；在N型单多晶硅片的背面进行隧穿氧化层制备的隧穿氧化层厚度为1~30纳米。N型单多晶硅片上表面进行氧化处理的SiO2层厚度为1~20纳米。
本实用新型中，金属电极的制备方法可以包括印刷、银线、电镀等等。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，包括：N型衬底（1），其特征在于，所述N型衬底（1）的正面依次向上设置有P型扩散层（11）、SiO2层（12）、钝化层（13）和正金属电极（14），所述N型衬底的背面依次向下设置有遂穿SiO2层（21）、磷掺杂N型硅薄层（22）、第一透明导电层（23）和背金属电极（24），所述第一透明导电层（23）与磷掺杂N型硅薄层（22）之间夹设负电引导极（25）。
2.如权利要求1所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述正金属电极（14）与钝化层（13）之间设有SiN层（15）或第二透明导电层（16）。
3.如权利要求2所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述正金属电极（14）与钝化层（13）之间设置第二透明导电层（16）时，所述第二透明导电层（16）与钝化层（13）之间夹设正电引导极（17）。
4.如权利要求1所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述N型衬底（1）为N型单多晶硅片，所述N型单多晶硅片的厚度为150-300微米。
5.如权利要求3所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述正电引导极（17）和正金属电极（14）都为栅格状，并且所述正电引导极（17）和正金属电极（14）的图形大小形状相同、并且在铅锤方向重叠一致。
6.如权利要求1所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述P型扩散层（11）的电阻在50至100欧姆/□之间。
7.如权利要求1所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述遂穿SiO2层（21）厚度为在1~30纳米之间。
8.如权利要求1所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述SiO2层（12）的厚度在1到20纳米之间。
9.如权利要求1所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述钝化层（13）的材质为氧化铝和/或氮氧化硅。
10.如权利要求2所述的具有透明导电层的单多晶N型双面TOPCON电池，其特征在于，所述第一透明导电层（23）和第二透明导电层（16）为ITO层或IWO层。
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|---|---|---|---|---|
| CN111009583A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-14 | 江苏微导纳米科技股份有限公司 | Topcon结构电池及其制备方法 |
| EP3979336A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-06 | Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd. | Solar cell and photovoltaic module |
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