CN212874518U - 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背面的隧穿层与掺杂多晶硅层，所述硅基底的正面形成有扩散层，所述扩散层具有相邻的第一区域与第二区域；所述太阳能电池还包括设置在所述第一区域的钝化减反射层、设置在所述第二区域的透明氧化物导电层、设置在所述透明氧化物导电层背离所述扩散层一侧表面上的正面电极。本申请太阳能电池通过在扩散层的第二区域设置透明氧化物导电层，可将既定的低温浆料设置到所述透明氧化物导电层上，并经固化得到所述正面电极，无需高温烧结；且在扩散层的第一区域设置钝化减反射层，保证正面钝化性能。
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
随着光伏产业的快速发展，近年来国内外光伏市场对电池转换效率的需求也越来越高。另一方面，传统晶体硅太阳能电池仅仅依靠工艺改良对效率的提升也越来越难，这也使得业内各大厂商就新的高效电池结构及生产工艺进行积极研发。其中，TOPCon(TunnelOxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池通过在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，有效提升电池的开路电压与短路电流。
上述TOPCon电池的正面经扩散形成扩散层，所述扩散层上设置有钝化减反射层与正面电极，所述正面电极穿过钝化减反射层并与所述扩散层形成欧姆接触。电池的背面电极经由同样的高温烧结过程得到，这就要求电池背面的掺杂多晶硅层具备一定厚度，避免被烧穿，导致接触电阻增大，而若提高掺杂多晶硅层的厚度，又会影响电池电流密度；除此，高温烧结过程还会影响电池的使用寿命。业内也公开有在掺杂多晶硅层上设置透明氧化物导电层，再采用低温银浆固化制备金属电极的方案，但上述金属化方案较难直接应用于电池正面的扩散层。
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，能够降低掺杂多晶硅层厚度，保证正面钝化性能，提高电池性能。
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背面的隧穿层与掺杂多晶硅层，所述硅基底的正面形成有扩散层，所述扩散层具有相邻的第一区域与第二区域；所述太阳能电池还包括设置在所述第一区域的钝化减反射层、设置在所述第二区域的透明氧化物导电层、设置在所述透明氧化物导电层背离所述扩散层一侧表面上的正面电极。
作为本申请实施例的进一步改进，所述正面电极不超出所述透明氧化物导电层。
作为本申请实施例的进一步改进，所述太阳能电池还包括设置在所述掺杂多晶硅层背离所述硅基底一侧表面的背面透明氧化物导电层、连接所述背面透明氧化物导电层的背面电极。
作为本申请实施例的进一步改进，所述背面透明氧化物导电层覆盖所述掺杂多晶硅层的部分区域；所述太阳能电池还包括与所述背面透明氧化物导电层相邻设置且覆盖所述掺杂多晶硅层其它区域的背钝化层。
作为本申请实施例的进一步改进，所述背面电极不超出所述背面透明氧化物导电层。
作为本申请实施例的进一步改进，所述正面电极与背面电极均设置为银电极。
作为本申请实施例的进一步改进，所述掺杂多晶硅层的厚度设置为10～30nm。
作为本申请实施例的进一步改进，所述透明氧化物导电层的厚度设置为50～120nm。
作为本申请实施例的进一步改进，所述隧穿层设置为氧化硅膜层或氮氧化硅膜层或本征非晶硅膜层，且所述隧穿层的厚度设置为1～3nm。
作为本申请实施例的进一步改进，所述硅基底为N型硅片；所述钝化减反射层包括邻近所述扩散层设置的氧化铝膜层、层叠设置在所述氧化铝膜层上的氮化硅膜层。
本申请的有益效果是：采用本申请太阳能电池，通过在所述扩散层的第二区域设置透明氧化物导电层，可将既定的低温浆料设置到所述透明氧化物导电层上，并经固化得到所述正面电极，无需高温烧结，能够减小掺杂多晶硅层的厚度，避免高温烧结制程对硅基底可能造成的损伤，提高电池使用寿命；并且，所述扩散层的第一区域还设有钝化减反射层，保证正面钝化性能。
附图说明
图1是本申请太阳能电池一较佳实施例的结构示意图；
图2是本申请太阳能电池另一较佳实施例的结构示意图。
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-钝化减反射层；41-氧化铝膜层；42-氮化硅膜层；5-透明氧化物导电层；6-正面电极；7-背面透明氧化物导电层；8-背面电极；9-背钝化层。
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背面的隧穿层2与掺杂多晶硅层3。所述硅基底1的正面形成有扩散层11，所述扩散层11具有相邻的第一区域与第二区域。所述太阳能电池100还包括设置在所述第一区域的钝化减反射层4、设置在所述第二区域的透明氧化物导电层5、设置在所述透明氧化物导电层5背离所述扩散层11一侧表面上的正面电极6。
所述硅基底1的正面与背面分别对应于所述太阳能电池100的受光面与背光面。本实施例中，所述硅基底1采用N型单晶硅片，所述扩散层11为P型硼扩散层；所述隧穿层2设置为氧化硅膜层或氮氧化硅膜层或本征非晶硅膜层，且所述隧穿层2厚度设置为1～3nm；所述掺杂多晶硅层3设置为磷掺杂多晶硅层，通常可采用LPCVD或PECVD方法制得非晶硅层，再经高温退火得到。
所述钝化减反射层4包括邻近所述扩散层11设置的氧化铝膜层41、层叠设置在所述氧化铝膜层41上的氮化硅膜层42，所述氧化铝膜层41能够对P型扩散层起着较好的钝化效果；再配合具有既定厚度与折射率的氮化硅膜层42，起着减反射的作用，减少光线反射。
所述氧化铝膜层41可采用ALD或PECVD方法制得，且所述氧化铝膜层41的厚度设置为8～15nm。所述氮化硅膜层42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，也可将上述氮化硅膜层42设置为复合膜层或渐变膜层结构，此处不再赘述。
为保证所述正面电极6的电性连接与传输性能，并考虑所述正面电极6制备过程中的对位精度，所述第二区域设置大于所述正面电极6，以使得所述正面电极6不超出所述透明氧化物导电层5。所述透明氧化物导电层5通常采用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)等金属氧化物制成，为提高对入射光线的吸收，所述透明氧化物导电层5的厚度与所述钝化减反射层4基本一致，具体可设置为50～120nm，超出所述正面电极6的部分透明氧化物导电层5也起着减反射作用。
所述太阳能电池100还包括设置在所述掺杂多晶硅层3背离所述硅基底1一侧表面的背面透明氧化物导电层7、连接所述背面透明氧化物导电层7的背面电极8。所述背面透明氧化物导电层7同样采用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)等金属氧化物制成此处，所述背面透明氧化物导电层7覆盖所述掺杂多晶硅层3背离所述硅基底1一侧的整体表面，利于背面载流子的收集与传输。
所述正面电极6、背面电极8分别设置在所述透明氧化物导电层5、背面透明氧化物导电层7上，通过上述设计，所述正面电极6、背面电极8可采用既定的低温浆料经固化得到，无需高温烧结。所述低温浆料通常是指低温固化银浆，再经丝网印刷、固化得到相应的银电极，固化温度一般设置在200～250℃，远低于高温烧结的温度，避免所述硅基底1在高温烧结过程中可能出现的热损伤；也能很好地避免所述掺杂多晶硅层3在高温烧结过程中被烧透，导致电阻增大与电性性能降低。也基于此，所述掺杂多晶硅层3的厚度能够设置较小，优选为10～30nm。
参图2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：所述背面透明氧化物导电层7仅覆盖所述掺杂多晶硅层3的部分区域；所述太阳能电池100还包括与所述背面透明氧化物导电层7相邻设置且覆盖所述掺杂多晶硅层3其它区域的背钝化层9。换言之，所述背面透明氧化物导电层7设置在所述背面电极8所对应的电极区域，所述背面电极8同样设置不超出所述背面透明氧化物导电层7，所述掺杂多晶硅层3的其它区域被背钝化层9所覆盖。就双面电池而言，能够降低所述背面透明氧化物导电层7的光学性能需求，利于膜层的设计加工。
综上所述，本申请太阳能电池100通过在所述扩散层11的第二区域设置透明氧化物导电层5，使得所述硅基底1正面可采用既定的低温浆料制备正面电极6，无需高温烧结，能够减小掺杂多晶硅层3的厚度，避免高温烧结制程对硅基底1可能造成的损伤，提高电池使用寿命；并且，所述扩散层11的第一区域还设有钝化减反射层4，保证正面钝化性能。
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背面的隧穿层与掺杂多晶硅层，所述硅基底的正面形成有扩散层，其特征在于：所述扩散层具有相邻的第一区域与第二区域，所述太阳能电池还包括设置在所述第一区域的钝化减反射层、设置在所述第二区域的透明氧化物导电层、设置在所述透明氧化物导电层背离所述扩散层一侧表面上的正面电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述正面电极不超出所述透明氧化物导电层。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述太阳能电池还包括设置在所述掺杂多晶硅层背离所述硅基底一侧表面的背面透明氧化物导电层、连接所述背面透明氧化物导电层的背面电极。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于：所述背面透明氧化物导电层覆盖所述掺杂多晶硅层的部分区域；所述太阳能电池还包括与所述背面透明氧化物导电层相邻设置且覆盖所述掺杂多晶硅层其它区域的背钝化层。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于：所述背面电极不超出所述背面透明氧化物导电层。
6.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于：所述正面电极与背面电极均设置为银电极。
7.根据权利要求1或3所述的太阳能电池，其特征在于：所述掺杂多晶硅层的厚度设置为10～30nm。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述透明氧化物导电层的厚度设置为50～120nm。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述隧穿层设置为氧化硅膜层或氮氧化硅膜层或本征非晶硅膜层，且所述隧穿层的厚度设置为1～3nm。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述硅基底为N型硅片；所述钝化减反射层包括邻近所述扩散层设置的氧化铝膜层、层叠设置在所述氧化铝膜层上的氮化硅膜层。
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