CN216488095U - 选择性发射极太阳能电池片及光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种选择性发射极太阳能电池片及光伏组件，其中，选择性发射极太阳能电池片包括：硅片、设置在硅片正面的扩散掺杂混合层和设置在扩散掺杂混合层上的正电极；扩散掺杂混合层包括扩散层和重掺杂层；正电极设置在重掺杂层之上；重掺杂层包括第一重掺杂层和第二重掺杂层，扩散层上分布有若干凹槽，凹槽所在区域被分成位于硅片中心区域的第一凹陷区和围绕第一凹陷区外的第二凹陷区，第一重掺杂层设置在第一凹陷区内的凹槽内，第二重掺杂层设置在第二凹陷区内的凹槽内。本实用新型将重掺杂区分成不同的区域，并在不同的区域形成不同的重掺杂层，从而能够根据方阻差值对重掺杂进行调整，从而使掺杂后的方阻均匀性更好。

Description

选择性发射极太阳能电池片及光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别是一种选择性发射极太阳能电池片及光伏组件。

背景技术

晶体硅太阳能电池是目前使用最为广泛的太阳电池，占据了全世界太阳电池市场的主要份额，提高晶体硅太阳电池的光电转换效率是提高行业竞争力的重要途径。

选择性发射极结构是提高晶体硅太阳电池转换效率的有效手段之一，选择性发射极(selective emitter,SE)太阳能电池，即在金属栅线与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂，而在电极以外的区域进行低浓度掺杂。这样既降低了硅片和电极之间的接触电阻，又降低了表面的复合，提高了少子寿命。最终提升太阳电池效率。这种结构的电池具有以下3点明显的优点：(1)降低串联电阻，提高填充因子；(2)减少载流子复合，提高表面钝化效果；(3)增强电池短波光谱响应，提高短路电流和开路电压。目前选择性发射极的主要实现方法为激光PSG掺杂法，因其与PERC技术产线的工艺及设备兼容性很高，得到广泛的使用。通过采用扩散时产生的磷硅玻璃层作为掺杂源进行激光扫描，形成重掺杂区。

随着太阳能电池向高效，低成本方向发展，硅片表面掺杂浓度不断降低，PN结的结深越来越浅，方块电阻从100到160Ω不断增加，扩散对硅片掺杂均匀性的控制越来越差，导致扩散的光环效应明显(即硅片中间方阻值高，而四周方阻值低)，在扩散完成再进行激光掺杂后，会间接导致重掺杂区域的方阻的不均匀性增大，容易导致烧结不良；且随着大尺寸的硅片及丝网密栅的加快普及，掺杂区域的方阻不均匀性所产生的问题显得尤为突出。

有鉴于此，有必要提出一种在掺杂完成后能够使掺杂区方阻均匀的选择性发射极太阳能电池片。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种选择性发射极太阳能电池片，以解决现有技术中的不足，它将重掺杂区分成不同的区域，并在不同的区域形成不同的重掺杂层，从而能够根据方阻差值对重掺杂进行调整，从而使掺杂后的方阻均匀性更好。

本实用新型提供了的选择性发射极太阳能电池片，包括：硅片、设置在所述硅片正面的扩散掺杂混合层和设置在所述扩散掺杂混合层上的正电极；

所述扩散掺杂混合层包括扩散层和重掺杂层；所述正电极与所述重掺杂层位置相对并设置在所述重掺杂层之上；

所述重掺杂层包括第一重掺杂层和第二重掺杂层，所述扩散层上分布有若干凹槽，所述凹槽所在区域被分成位于所述硅片中心区域的第一凹陷区和围绕在所述第一凹陷区外的第二凹陷区，所述第一重掺杂层设置在所述第一凹陷区内的凹槽内，所述第二重掺杂层设置在所述第二凹陷区内的凹槽内。

进一步的，所述第一凹陷区呈矩形，所述第二凹陷区呈回字形。

进一步的，所述重掺杂层还包括第三重掺杂层，所述凹槽所在区域还具有围绕所述第二凹陷区外的第三凹陷区，所述第三重掺杂层设置在所述第三凹陷区内的凹槽内。

进一步的，所述第三凹陷区呈回字形。

进一步的，所述扩散掺杂混合层上还具有减反膜，所述正电极穿透所述减反膜与所述重掺杂层欧姆接触。

进一步的，所述正电极为印刷在所述凹槽内的栅线。

进一步的，所述栅线的宽度小于所述凹槽内的重掺杂层的宽度。

进一步的，所述第一凹陷区内包括若干相互平行的横向凹槽和若干相互平行的竖向凹槽，且所述横向凹槽与所述竖向凹槽垂直。

进一步的，所述硅片为P型衬底层。

本实用新型的另一实施例还公开了一种光伏组件，包括盖板玻璃、背板玻璃和采用封装胶膜封装固定在盖板玻璃和背板玻璃之间的电池片，所述电池片为所述的选择性发射极太阳能电池片。

与现有技术相比，本实用新型实施例创造性的将重掺杂区分成不同的区域，并在不同的区域形成不同的重掺杂层，从而能够根据方阻差值对重掺杂进行调整，从而使掺杂后的方阻均匀性更好。

附图说明

图1是本实用新型实施例公开的选择性发射极太阳能电池片的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的选择性发射极太阳能电池片的正面视图；

图3是本实用新型实施例公开的选择性发射极太阳能电池片正面视图中第二凹陷区的示意图；

图4是本实用新型实施例公开的选择性发射极太阳能电池片正面视图中第一凹陷区的示意图；

附图标记说明：1-硅片，2-扩散掺杂混合层，21-扩散层，210-凹槽，211-第一凹陷区，212-第二凹陷区，22-重掺杂层，221-第一重掺杂层，222-第二重掺杂层，3-正电极，4-减反膜。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型的实施例：如图1所示，公开了一种选择性发射极太阳能电池片包括：硅片1、设置在所述硅片1正面的扩散掺杂混合层2和设置在所述扩散掺杂混合层2上的正电极3；

所述扩散掺杂混合层2包括扩散层21和重掺杂层22；所述正电极3与所述重掺杂层22位置相对并设置在所述重掺杂层22之上；

所述重掺杂层22包括第一重掺杂层221和第二重掺杂层222，所述扩散层21上分布有若干凹槽210，如图2-4所示，所述凹槽210所在区域被分成位于所述硅片中心区域的第一凹陷区211和围绕在所述第一凹陷区211外的第二凹陷区212，所述第一重掺杂层221设置在所述第一凹陷区211内的凹槽内，所述第二重掺杂层222设置在所述第二凹陷区212内的凹槽内。需要说明的是本实施例中的凹槽为在激光掺杂过程中形成的，在进行激光掺杂的时候在硅片1的正面进行激光刻蚀，刻蚀后形成凹槽，同时在凹槽内形成重掺杂层。

由于正电极3是设置在所述凹槽210内，凹槽210所在区域在电池片的正面视图中表现为将正电极3的所在属于分成位于硅片中心区域的第一凹陷区211和位于边缘的第二凹陷区212(图2所示)。

本实施例公开的选择性发射极太阳能电池片设置第一重掺杂层221和第二重掺杂层222两种的重掺杂层，两种重掺杂层成型时的激光参数不同，从而形成掺杂程度不同的两种重掺杂层，掺杂层的具体激光参数与该掺杂层所在区域扩散后的方阻有关，也就是根据硅片上不同位置的区域进行不同程度的重掺杂从而使掺杂后的方阻的均匀性更好。

现有技术中，在对硅片扩散完成后硅片中心区域的扩散中心的方阻一般在160±5Ω，由于扩散的光环效应的影响，扩散的边缘区域的方阻与中心区域的方阻存在20Ω的差异。在进行重掺杂的时候，激光掺杂图形一般一体设计，也就是采用单一的激光进行重掺杂，所有重掺杂区域掺杂条件一致，激光掺杂Gap值一般控制在65Ω，采用上述方式重掺杂后导致激光掺杂区域边缘的方阻与中心区域的方阻仍然存在20Ω的差值。

采用激光掺杂图形一体设计进行激光掺杂，激光掺杂区域的方阻不均匀仍存在，激光掺杂区域的方阻不均匀容易存在接触及烧结不良的风险，同时也容易造成电性能分布不集中，造成电池片效率偏低的问题。

本实施例创造性的将重掺杂区分成不同的区域，并在不同的区域形成不同的重掺杂层，从而能够根据方阻差值对重掺杂进行调整，从而使掺杂后的方阻均匀性更好。

在具体实施的过程中，在硅片进行扩散工序后形成扩散层21，对扩散层21进行激光掺杂工序的过程中，在扩散层21上设计相互嵌套的图形，通过不同图形的设计来实现不同图形的激光掺杂层，该图形设计利用不同激光掺杂条件实现不同掺杂Gap值，图形设计中掺杂Gap值可通过对不同图形整面掺杂进行确认，该图形设计可通过同一激光器实现不同掺杂Gap或不同激光器实现，具体的图形中激光的刻蚀区域即为激光需要重掺杂的区域，也就是正电极与硅片结合的区域，通过两套图形控制激光的重掺杂，从而形成两种重掺杂层能够更好的避免掺杂后的不均匀性的问题。

为了确定扩散后的硅片表面的方阻值，在扩散后需要对硅片表面的方组值进行检测，检测表面扩散后的方阻值分布情况，现有技术中在扩散完成后硅片的中心区域的方阻值一般高于边缘区域的，并且方阻值自硅片的中心区域向边缘呈放射状递减。

在具体实施例中进行重掺杂的时候一般根据中心区域的最高方阻值与边缘区域的最低方阻值计算出两者的中间值，并将覆盖该中间值的方组织的区域设定为两个掺杂区域的分界，也就是第一凹陷区211和第二凹陷区212的分界位置。

在实际的操作过程中第一凹陷区211一般具有圆形结构，第二凹陷区212为环绕在第一凹陷区211外的环形结构。上述实施例是将所述凹槽210所在区域被分成两个部分，在另一实施例中还可以将所述凹槽210所在区域分成三个部分或者四个部分，具体的分界点根据方阻值确定，再次不在赘述。

进一步的，为了方便的实现第一凹陷区211的确定，在本实施例中所述第一凹陷区211呈矩形，所述第二凹陷区212呈回字形。采用上述方案在确定第一凹陷区211和第二凹陷区212的时候只需要确定矩形结构的四个边角的位置即可，从而方便的实现了激光图形的设计。

如上所述所述重掺杂层22还可以包括第三重掺杂层，所述凹槽210还具有围绕所述第二凹陷区外的第三凹陷区，所述第三重掺杂层设置在所述第三凹陷区内。可以理解的是所述第三凹陷区也呈回字形。

在具体的重掺杂过程中：先以第一激光参数对第一凹陷区211或第二凹陷区212中的一者进行掺杂，掺杂后测试掺杂后的区域的方阻值是否满足目标值，如果满足目标值则根据第一激光参数调整激光为第二参数，对另一凹陷区进行掺杂，掺杂后测量另一凹陷区的方阻值是否满足目标值，如果不满足则调整激光的第二参数中的相关数值，直至在另一凹陷区获得满足目标值的方阻值。

具体的在本实施例中在对第一凹陷区211进行掺杂的时候使用的激光参数如下：功率(28-32％)、频率(200-240KHZ)、扫描速度(20000-25000mm/s)；

在对第二凹陷区212进行掺杂的时候使用的激光参数如下：功率(28-32％)、频率(200-240KHZ)、扫描速度(24000-27000mm/s)；

可以理解的是所述扩散掺杂混合层2上还具有减反膜4，所述正电极3穿透所述减反膜4与所述重掺杂层2欧姆接触。

所述正电极3为印刷在所述凹槽210内的栅线。且所述栅线的宽度小于所述凹槽210内的重掺杂层的宽度。

所述第一凹陷区211内包括若干相互平行的横向凹槽和若干相互平行的竖向凹槽，且所述横向凹槽与所述竖向凹槽垂直。同样的，所述第二凹陷区212内包括若干相互平行的横向凹槽和若干相互平行的竖向凹槽，且所述横向凹槽与所述竖向凹槽垂直。

在本实施例中所述硅片为P型衬底层。

本实用新型的另一实施例还公开了一种光伏组件，包括盖板玻璃、背板玻璃和采用封装胶膜封装固定在盖板玻璃和背板玻璃之间的电池片，所述电池片为所述的选择性发射极太阳能电池片。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种选择性发射极太阳能电池片，其特征在于，包括：硅片、设置在所述硅片正面的扩散掺杂混合层和设置在所述扩散掺杂混合层上的正电极；

所述扩散掺杂混合层包括扩散层和重掺杂层；所述正电极与所述重掺杂层位置相对并设置在所述重掺杂层之上；

所述重掺杂层包括第一重掺杂层和第二重掺杂层，所述扩散层上分布有若干凹槽，所述凹槽所在区域被分成位于所述硅片中心区域的第一凹陷区和围绕在所述第一凹陷区外的第二凹陷区；所述第一重掺杂层设置在所述第一凹陷区内的凹槽内，所述第二重掺杂层设置在所述第二凹陷区内的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述第一凹陷区呈矩形，所述第二凹陷区呈回字形。

3.根据权利要求1所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述重掺杂层还包括第三重掺杂层，所述凹槽所在区域还具有围绕所述第二凹陷区外的第三凹陷区，所述第三重掺杂层设置在所述第三凹陷区内的凹槽内。

4.根据权利要求3所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述第三凹陷区呈回字形。

5.根据权利要求1所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述扩散掺杂混合层上还具有减反膜，所述正电极穿透所述减反膜与所述重掺杂层欧姆接触。

6.根据权利要求1所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述正电极为印刷在所述凹槽内的栅线。

7.根据权利要求6所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述栅线的宽度小于所述凹槽内的重掺杂层的宽度。

8.根据权利要求1所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述第一凹陷区内包括若干相互平行的横向凹槽和若干相互平行的竖向凹槽，且所述横向凹槽与所述竖向凹槽垂直。

9.根据权利要求1所述的选择性发射极太阳能电池片，其特征在于：所述硅片为P型衬底层。

10.一种光伏组件，其特征在于，包括盖板玻璃、背板玻璃和采用封装胶膜封装固定在盖板玻璃和背板玻璃之间的电池片，所述电池片为如权利要求1至9任一项所述的选择性发射极太阳能电池片。

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