CN212848424U - 太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种太阳能电池，包括硅基底、依次设置在所述硅基底一侧表面的隧穿层与掺杂多晶硅层、设置在所述掺杂多晶硅层上的介质层与金属电极；所述金属电极包括贯穿所述介质层并与所述掺杂多晶硅层相接触的底层电极、层叠设置在所述底层电极上的顶层电极。本申请太阳能电池通过将至少部分金属电极设置由底层电极与顶层电极共同构成，保证电池钝化与电性传输性能，减少金属电极与掺杂多晶硅层的接触面积与复合损失，也降低浆料耗量与原料成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种太阳能电池。
背景技术
近年来，国内外光伏市场对高效太阳能电池的需求不断提高，业内众多厂商也纷纷着力于高效电池的研究与开发。TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池通过在电池表面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层掺杂多晶硅层，提高表面钝化性能，并可降低金属接触复合电流，有效提升电池的开路电压与短路电流。
上述TOPCon电池在金属化制程中，由于掺杂多晶硅层设置较薄，其所采用的导电浆料在高温烧结过程中易破坏电池整体钝化结构。因此需要对浆料组成进行优选设计，降低其与掺杂多晶硅层的接触电阻及复合损失；同时还需保证金属电极的电流传输性能。
鉴于此，有必要提供一种新的太阳能电池。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种太阳能电池，能够保证电池钝化与电流传输性能，降低浆料耗量与原料成本。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种太阳能电池，包括硅基底、依次设置在所述硅基底一侧表面的隧穿层与掺杂多晶硅层、设置在所述掺杂多晶硅层上的介质层与金属电极；所述金属电极包括贯穿所述介质层并与所述掺杂多晶硅层相接触的底层电极、层叠设置在所述底层电极上的顶层电极。
作为本申请实施例的进一步改进，所述金属电极还包括主栅，所述主栅设置在所述介质层表面且与所述掺杂多晶硅层相隔离，或，至少部分所述主栅贯穿所述介质层并与所述掺杂多晶硅层相接触。
作为本申请实施例的进一步改进，所述主栅沿第一方向延伸；所述底层电极与顶层电极共同形成沿垂直于第一方向的第二方向延伸且与所述主栅相连接的副栅。
作为本申请实施例的进一步改进，所述副栅包括沿第二方向依次间隔设置的若干底层电极。
作为本申请实施例的进一步改进，所述副栅包括沿第二方向首尾依次排列且相互间隔的若干子栅线，所述主栅位于两条相邻所述子栅线之间且两条相邻所述子栅线相向的一端连接在相应的主栅上。
作为本申请实施例的进一步改进，所述底层电极的宽度设置25～40μm；所述顶层电极的宽度设置不小于30μm。
作为本申请实施例的进一步改进，所述顶层电极连接在所述主栅上，且所述顶层电极与所述主栅两者的交叠区域沿垂直于所述主栅的方向的宽度设置不小于15μm。
作为本申请实施例的进一步改进，所述底层电极设置为银电极；所述顶层电极设置为铝电极。
作为本申请实施例的进一步改进，所述底层电极的厚度设置为3～4μm。
作为本申请实施例的进一步改进，所述底层电极不超出所述顶层电极。
本申请的有益效果是：本申请太阳能电池通过与所述掺杂多晶硅层相接触的底层电极收集表面电流，再通过层叠设置在底层电极上的顶层电极进行电流传输，避免顶层电极接触掺杂多晶硅层，保证电池钝化与电流传输性能，减小接触电池与复合损失，还能降低浆料耗量与原料成本。
附图说明
图1是本申请太阳能电池的结构示意图；
图2是本申请太阳能电池的背面示意图；
图3是图2中太阳能电池的主栅与银电极的结构示意图；
图4是本申请太阳能电池另一实施例的背面示意图。
100-太阳能电池；1-硅基底；11-扩散层；2-隧穿层；3-掺杂多晶硅层；4-介质层；51-主栅；52-副栅；520-子栅线；521-底层电极；522-顶层电极；6-钝化减反射层；7-正面电极。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本申请进行详细描述。但该实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
参图1至图3所示，本申请提供的太阳能电池100包括硅基底1、依次设置在所述硅基底1一侧表面的隧穿层2与掺杂多晶硅层3、设置在所述掺杂多晶硅层3上的介质层4与金属电极。
本实施例中，所述硅基底1采用N型单晶硅片；所述隧穿层2、掺杂多晶硅层3依次沉积在所述硅基底1的背面。所述隧穿层设置为SiO2膜层或SiOxNy膜层，且其厚度设置在1～3nm；所述掺杂多晶硅层3设置为磷掺杂多晶硅层，其厚度设置为60nm～200nm，通常可采用LPCVD或PECVD方法制得非晶硅层，再经高温退火得到。
所述介质层4即背钝化层，通常设置为SiNx膜，所述介质层4通常采用PECVD方法沉积得到，其厚度、折射率等可通过反应气体流量、沉积温度等进行调节控制，也可将上述介质层4设置为复合膜层或渐变膜层结构。所述金属电极为背面电极，其包括主栅51及连接至所述主栅51的副栅52，所述副栅52包括贯穿所述介质层4并与所述掺杂多晶硅层3相接触的底层电极521、层叠设置在所述底层电极521上并与所述主栅51相连接的顶层电极53。此处，所述底层电极521设置为银电极；所述顶层电极522设置为铝电极。
除此，所述太阳能电池100还包括设置在所述硅基底1正面的钝化减反射层6与正面电极7，所述正面电极7贯穿所述钝化减反射层6并与所述硅基底1正面的扩散层11相接触。所述钝化减反射层6可由依次沉积的Al2O3膜或SiNx膜构成；所述正面电极7由既定的银浆或银铝浆经丝网印刷、烧结得到。
所述硅基底1大致呈矩形，所述主栅51沿第一方向延伸；所述底层电极52与顶层电极53共同形成的副栅52沿垂直于第一方向的第二方向延伸。需要说明的是，前述附图仅用于本领域技术人员更好地理解本申请技术方案，而非所述太阳能电池100的完整图示。
实际生产中，先将既定规格的银浆印刷在所述介质层4表面，并经低温烘干成型(图3所示)；再将铝浆套印在所述硅基底1的背面，烘干、烧结得到前述主栅51、底层电极521与顶层电极522。所述主栅51与底层电极521在烧结过程中穿透所述介质层4并与所述掺杂多晶硅层3相接触，实现欧姆连接，所述顶层电极522不与所述掺杂多晶硅层3直接接触，避免其破坏所述硅基底1的背面钝化结构。在进行前述银浆的印刷过程中，还会在所述硅基底1表面印得至少三个标记点，以便于后续铝浆的对位印刷。所述标记点通常设置为四个，且分别邻近所述硅基底1四个边角设置。
所述底层电极521的厚度设置为3～4μm，远低于现有的底层电极栅线的高度，有效降低银浆耗量与原料成本。所述底层电极521主要用以收集表面电流，再通过所述顶层电极522将电流传输到所述主栅51位置，为降低所述副栅52的串阻，可在一定程度增大所述顶层电极522的宽度。此处，所述底层电极521优选不超出所述顶层电极522，所述底层电极521的宽度设置25～40μm，所述顶层电极522的宽度设置不小于30μm。当然，就双面电池而言，所述副栅52的宽度越宽，其双面率越低，需要对所述顶层电极522的宽度做综合考量设定。
所述副栅52包括首尾依次排列且相互间隔的若干子栅线520，所述主栅51位于两条相邻所述子栅线520之间且两条相邻所述子栅线520相向的一端连接在相应主栅51的边缘位置。为避免所述副栅52的顶层电极522影响所述主栅51后续焊接制程，所述主栅51的宽度设置大于该太阳能电池100后续焊接所采用的焊带的宽度。换言之，所述焊带仅与所述主栅51相接触，更好地保证焊接质量。
在此，每一所述子栅线520均包括沿第二方向依次间隔设置的若干底层电极521及将若干所述底层电极521连接呈一体的顶层电极522。上述设计能够降低银浆的耗量，也能减小金属电极与掺杂多晶硅层3的接触面积，进而减小表面复合损失。
所述主栅51、底层电极521两者也可采用不同的浆料，并通过两次印刷得到。如：所述主栅51可采用非烧穿型银浆制得，即所述主栅51经烧结后不与所述掺杂多晶硅层3相接触，此时，由于所述金属电极与掺杂多晶硅层3的整体接触面积降低，进一步减小金属电极与掺杂多晶硅层3的接触面积与表面复合损失，有利于提高所述太阳能电池100的开路电压。
参图4所示为本申请另一实施例，其区别于前述实施例的特征在于：所述顶层电极522并非设置呈栅线状，而是将所述主栅51一侧或相邻两所述主栅51之间的底层电极521连接呈一整体。换言之，通过将所述顶层电极522设置呈面状，极大地增强了电流传输性能。为确保所述顶层电极522与主栅51的电性连接，所述顶层电极522与所述主栅51的交叠区域沿垂直于所述主栅51的方向的宽度d设置不小于15μm。
综上所述，本申请太阳能电池100的底层电极521经高温烧结穿透所述介质层4并与所述掺杂多晶硅层3相接触，以进行表面电流的收集；再通过层叠设置的底层电极521与顶层电极522进行电流传输，避免顶层电极522破坏掺杂多晶硅层3的钝化性能，也能降低浆料耗量与原料成本。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，包括硅基底、依次设置在所述硅基底一侧表面的隧穿层与掺杂多晶硅层、设置在所述掺杂多晶硅层上的介质层与金属电极，其特征在于：所述金属电极包括贯穿所述介质层并与所述掺杂多晶硅层相接触的底层电极、层叠设置在所述底层电极上的顶层电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述金属电极还包括主栅，所述主栅设置在所述介质层表面且与所述掺杂多晶硅层相隔离，或，至少部分所述主栅贯穿所述介质层并与所述掺杂多晶硅层相接触。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：所述主栅沿第一方向延伸；所述底层电极与顶层电极共同形成沿垂直于第一方向的第二方向延伸且与所述主栅相连接的副栅。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于：所述副栅包括沿第二方向依次间隔设置的若干底层电极。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于：所述副栅包括沿第二方向首尾依次排列且相互间隔的若干子栅线，所述主栅位于两条相邻所述子栅线之间且两条相邻所述子栅线相向的一端连接在相应的主栅上。
6.根据权利要求3至5任一项所述的太阳能电池，其特征在于：所述底层电极的宽度设置25～40μm；所述顶层电极的宽度设置不小于30μm。
7.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于：所述顶层电极连接在所述主栅上，且所述顶层电极与所述主栅两者的交叠区域沿垂直于所述主栅的方向的宽度设置不小于15μm。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述底层电极设置为银电极；所述顶层电极设置为铝电极。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述底层电极的厚度设置为3～4μm。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述底层电极不超出所述顶层电极。
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