CN209658201U - 一种具有透明导电层的单多晶n型双面perc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PERC电池，包括N型衬底（1），所述N型衬底的上面由下往上依次叠置P型扩散层（2）、上二氧化硅层（3）、上钝化层（4）和正电引出层；所述N型衬底的下面由上往下依次叠置高浓度N型扩散层（15）、下二氧化硅层（16）、背金属电极（7）和下透明导电层（19）；本实用新型可以双面受光发电，极大扩大了使用场所，通过在N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。
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P型晶体硅太阳能和N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N型双面PERC电池。
本实用新型采用的技术方案是设计一种具有透明导电层的单多晶N型双面PERC电池，包括N型衬底，所述N型衬底的上面由下往上依次叠置P型扩散层、上二氧化硅层、上钝化层和正电引出层；所述N型衬底的下面由上往下依次叠置高浓度N型扩散层、下二氧化硅层、背金属电极和下透明导电层。
所述下透明导电层的下表面设有背电引出极，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。
所述下二氧化硅层下表面设有一层下钝化层，所述背金属电极夹在所述下透明导电层与下钝化层之间。
所述正电引出层包括设置在所述上钝化层上方的氮化硅层，和设置在所述氮化硅层上方的正金属电极。
所述正电引出层包括正金属电极和上透明导电层，所述正金属电极夹在所述上透明导电层和上钝化层之间。
所述上透明导电层的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。
所述上透明导电层和下透明导电层皆采用氧化铟锡透明导电膜，或皆采用氧化钨锡透明导电膜。
所述上钝化层和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N型衬底采用N型单晶硅片或N型多晶硅片。
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，可以双面受光发电，极大扩大了使用场所，通过在N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。
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是带氮化硅层的电池结构；
图2是带上透明导电层的电池结构；
图3是带氮化硅层和下钝化层的电池结构；
图4是带上透明导电层和下钝化层的电池结构；
图5是带氮化硅层和下透明导电层的电池结构；
图6是带上透明导电层和下透明导电层的电池结构；
图7是带氮化硅层、下透明导电层和下钝化层的电池结构；
图8是带上透明导电层、下透明导电层和下钝化层的电池结构；
图9是带连通槽的电池结构。
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N型双面PERC电池，参看图1和图2示出的实施例，电池包括包括N型衬底1，所述N型衬底的上面由下往上依次叠置P型扩散层2、上二氧化硅层3、上钝化层4和正电引出层；所述N型衬底的下面由上往下依次叠置高浓度N型扩散层15、下二氧化硅层16、背金属电极7和下透明导电层19。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N型衬底和P型扩散层上产生电动势，正电引出层和背金属电极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。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内容。
此实施例在制备过程中，先在下二氧化硅层上制备背金属电极，再设置下透明导电层。由于背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3或图4示出的实施例，所述下二氧化硅层16的下表面设有一层下钝化层14，所述背金属电极7夹在所述下透明导电层19与下钝化层14之间。在制备电池片的时候将电池片置于反应炉中，电池片的正面暴露在反应炉中的时候，其背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，故此电池片的背面不做覆盖处理，在电池片的背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5或图6示出的实施例，所述下透明导电层19的下表面设有背电引出极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。
在图5或图6示出的实施例的基础上，所述下二氧化硅层16下表面设有一层下钝化层14，所述背金属电极7夹在所述下透明导电层19与下钝化层14之间。该实施例如图7和图8所示。
在图1、3、5、7示出的实施例中，所述正电引出层包括设置在所述上钝化层4上方的氮化硅层5，和设置在所述氮化硅层上方的正金属电极8。
在图2和图4示出的实施例中，所述正电引出层包括正金属电极8和上透明导电层9，所述正金属电极夹在所述上透明导电层和上钝化层4之间。
在图6和图8示出的实施例中，所述上透明导电层9的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。
在较佳实施例中，所述上透明导电层9和下透明导电层19皆采用氧化铟锡透明导电膜（ITO），或皆采用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N型衬底1采用N型单晶硅片或N型多晶硅片。
在较佳实施例中，所述N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。
在较佳实施例中，在正金属电极8与P型扩散层2之间设有连通槽12，在背金属电极7与高浓度N型扩散层15之间有连通槽12，如图9示出的实施例。这些连通槽是在烧制正金属电极8或背金属电极7的时候，金属材质的在高温的作用下贯穿中间的夹层而形成的。当正金属电极8与P型扩散层2之间有上钝化层4和上二氧化硅层3时，或者再加上氮化硅层5，连通槽可以一并贯穿这些夹层。当背金属电极7与高浓度N型扩散层15之间有下二氧化硅层16，或者再加上下钝化层14时连通槽可以一并贯穿这些夹层。这些连通槽有利于金属电极收集电流。
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N型双面PERC电池，包括N型衬底（1），其特征在于：所述N型衬底的上面由下往上依次叠置P型扩散层（2）、上二氧化硅层（3）、上钝化层（4）和正电引出层；所述N型衬底的下面由上往下依次叠置高浓度N型扩散层（15）、下二氧化硅层（16）、背金属电极（7）和下透明导电层（19）。
2.如权利要求1所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述下二氧化硅层（16）的下表面设有一层下钝化层（14），所述背金属电极（7）夹在所述下透明导电层（19）与下钝化层（14）之间。
3.如权利要求1所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述下透明导电层（19）的下表面设有背电引出极（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。
4.如权利要求3所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述下二氧化硅层（16）下表面设有一层下钝化层（14），所述背金属电极（7）夹在所述下透明导电层（19）与下钝化层（14）之间。
5.如权利要求1所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述正电引出层包括设置在所述上钝化层（4）上方的氮化硅层（5），和设置在所述氮化硅层上方的正金属电极（8）。
6.如权利要求1所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述正电引出层包括正金属电极（8）和上透明导电层（9），所述正金属电极夹在所述上透明导电层和上钝化层（4）之间。
7.如权利要求6所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述上透明导电层（9）的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。
8.如权利要求6所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述上透明导电层（9）和下透明导电层（19）皆采用氧化铟锡透明导电膜，或皆采用氧化钨锡透明导电膜。
9.如权利要求2所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述上钝化层（4）和下钝化层（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。
10.如权利要求2至9任一项所述的单多晶N型双面PERC电池，其特征在于：所述N型衬底（1）采用N型单晶硅片或N型多晶硅片。
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| CN201920487006.4U CN209658201U (zh) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | 一种具有透明导电层的单多晶n型双面perc电池 |
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| CN (1) | CN209658201U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111416003A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-14 | 熵熠(上海)能源科技有限公司 | 一种氧化铝钝化的背结硅异质结太阳电池及其制备方法 |
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2019
- 2019-04-11 CN CN201920487006.4U patent/CN209658201U/zh active Active
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