CN219267664U - 一种异质结太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种异质结太阳能电池组件，包括基板、阻挡栅线层和金属栅线层，阻挡栅线层位于基板的正面和背面，金属栅线层位于阻挡栅线层的表面；金属栅线层的栅线与阻挡栅线层的栅线一一对应且金属栅线层的栅线的宽度小于阻挡栅线层的栅线的宽度；金属栅线层为铜浆印刷层或者银包铜浆印刷层；阻挡栅线层为能够阻挡铜金属的材料层。本实用新型通过增加阻挡栅线层使得金属栅线层使用含铜浆料制备时，不会存在铜往内侧的含硅层扩散的问题，在降低成本的同时满足质量要求。

Description

一种异质结太阳能电池组件

技术领域

本实用新型属于太阳能电池片技术领域，特别是涉及一种异质结太阳能电池组件。

背景技术

HJT(晶体硅异质结太阳电池)发展迅速，进一步推广的关键是提高光电转换效率，降低电池片的制作成本。现有的电池片中，为了保证光电转换效率，金属栅线层是采用银浆丝印而成，由于银浆占据较大的生产成本，因此降低银浆使用量，实现成本降低成为研究的重点方向。HJT的低温固化工艺使铜浆或银包铜浆料的导入提供了有利条件，但铜浆和银包铜浆中的铜在硅中容易扩散并形成深能级缺陷，导致电池效率偏低，所以在应用上一直存有技术障碍。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种异质结太阳能电池组件，通过增加阻挡栅线层使得金属栅线层使用含铜浆料制备时，不会存在铜往内侧的含硅层扩散的问题，在降低成本的同时满足质量要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种异质结太阳能电池组件，包括基板、阻挡栅线层和金属栅线层，所述阻挡栅线层位于所述基板的正面和背面，所述金属栅线层位于所述阻挡栅线层的表面；

所述金属栅线层的栅线与所述阻挡栅线层的栅线一一对应且所述金属栅线层的栅线的宽度小于所述阻挡栅线层的栅线的宽度；

所述金属栅线层为铜浆印刷层或者银包铜浆印刷层；

所述阻挡栅线层为能够阻挡铜金属的材料层。

进一步地说，所述阻挡栅线层为锡浆印刷层、碳浆印刷层或者石墨烯印刷层。

进一步地说，所述阻挡栅线层的厚度为50-100nm。

进一步地说，所述基板包括基板本体，所述基板本体的正面和背面均为粗糙不平的绒面层且分别定义为正面绒面层和背面绒面层；

所述正面绒面层的表面依次沉积正面本征非晶硅层、正面N型掺杂纳米硅层和正面透明导电膜层；

所述背面绒面层的表面依次沉积背面本征非晶硅层、背面P型掺杂纳米硅层和背面透明导电膜层。

进一步地说，所述基板为N型单晶硅片；

所述正面透明导电膜层和所述背面透明导电膜层均为I TO层。

进一步地说，所述正面本征非晶硅层和所述背面本征非晶硅层的厚度均为1-2nm；所述正面N型掺杂纳米硅层的厚度为15-20nm；所述背面P型掺杂纳米硅层的厚度为25-30nm。

进一步地说，所述正面透明导电膜层的厚度为75-90nm；所述背面透明导电膜层的厚度为90-100nm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型包括基板、阻挡栅线层和金属栅线层，阻挡栅线层位于所述基板的正面和背面，金属栅线层位于阻挡栅线层的表面；金属栅线层的栅线与阻挡栅线层的栅线一一对应且金属栅线层的栅线的宽度小于阻挡栅线层的栅线的宽度；金属栅线层为铜浆印刷层或者银包铜浆印刷层；阻挡栅线层为能够阻挡铜金属的材料层，因此本实用新型中的金属栅线层使用含铜浆料代替全银浆料，降低了HJT电池制造成本；丝网印刷的阻挡栅线层有效阻挡了铜往内侧的含硅层扩散，减少了因铜扩散导致的深能级缺陷；即本实用新型通过增加阻挡栅线层使得金属栅线层使用含铜浆料制备时，不会存在铜往内侧的含硅层扩散的问题，在降低成本的同时保证电池的光电转换效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的电池组件的局部的剖视图；

图2是本实用新型的基板的局部的剖视图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的优点及功效。本实用新型也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本实用新型所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例：一种异质结太阳能电池组件，如图1所示，包括基板2、阻挡栅线层2和金属栅线层3，所述阻挡栅线层位于所述基板的正面和背面，所述金属栅线层位于所述阻挡栅线层的表面；

所述金属栅线层的栅线与所述阻挡栅线层的栅线一一对应且所述金属栅线层的栅线的宽度小于所述阻挡栅线层的栅线的宽度；

所述金属栅线层为铜浆印刷层或者银包铜浆印刷层；

所述阻挡栅线层为能够阻挡铜金属的材料层。

本实施例中，所述阻挡栅线层为锡浆印刷层、碳浆印刷层或者石墨烯印刷层。但不限于此，其它能够阻挡金属栅线层的铜金属的稳定材料层均可。

所述阻挡栅线层的厚度为50-100nm。

如图2所示，所述基板1包括基板本体100，所述基板本体的正面和背面均为粗糙不平的绒面层且分别定义为正面绒面层101和背面绒面层201；

所述正面绒面层的表面依次沉积正面本征非晶硅层102、正面N型掺杂纳米硅层103和正面透明导电膜层104；

所述背面绒面层的表面依次沉积背面本征非晶硅层202、背面P型掺杂纳米硅层203和背面透明导电膜层204。

所述基板为N型单晶硅片；所述正面透明导电膜层和所述背面透明导电膜层均为ITO层。

所述正面本征非晶硅层和所述背面本征非晶硅层的厚度均为1-2nm；所述正面N型掺杂纳米硅层的厚度为15-20nm；所述背面P型掺杂纳米硅层的厚度为25-30nm。

所述正面透明导电膜层的厚度为75-90nm；所述背面透明导电膜层的厚度为90-100nm。

该电池组件的一种制备方法如下：

步骤1.前清洗：采用KOH溶液1对N型单晶硅基板基体进行双面清洗；KOH溶液1一般按照KOH:H₂O₂:碱拋添加剂:去离子水＝20:13:3:160，清洗的温度为65℃。

步骤2.吸杂：对基板基体采用管式高温扩散法进行背靠背单面吸杂，于表面沉积磷硅玻璃，并进行低温退火处理，退火过程中沉积的磷硅玻璃对基板基体具有偏析吸杂、去除金属杂质的作用；其中磷硅玻璃的高温扩散法的温度为900-1050℃，扩散时间为1.5-2h，低温退火处理的温度为600-700℃，退火时间为1-2h，得到基板基体100；

步骤3.制绒：采用槽式机台，硅基板依次经过HF溶液去磷硅玻璃(HF溶液浓度为5wt％，常温)，纯水清洗，KOH溶液2制绒(KOH溶液2一般按照KOH:碱拋添加剂:去离子水＝20:3:160的质量比例配制，在温度为80℃下进行)，纯水清洗,得到正面绒面层101和背面绒面层201；

步骤4.PECVD:采用PECVD方法先在上述背面绒面层201的表面先沉积背面本征非晶硅层202，沉积背面本征非晶硅202时，采用甚高频电源放电，电源频率为75MHz，PECVD的沉积温度为200-250℃，沉积压强优选为130-300Pa，硅烷气体流量比(SiH4/(SiH4+H2))为2-4％,控制沉积时间进而得到1.5-2nm厚的背面本征非晶硅层202；再在依次在正面绒面层101沉积正面本征非晶硅层102和正面N型掺杂纳米硅层103，其中沉积正面本征非晶硅层102时，采用甚高频电源放电，电源频率为75MHz，PECVD的沉积温度为200-250℃，沉积压强优选为130-300Pa，硅烷气体流量比(SiH4/(Si H4+H2))为2-3.5％；沉积正面N型掺杂纳米硅层103时，采用射频电源放电，电源频率为13.56MHz，PECVD的沉积温度为300-350℃，沉积压强为100-400Pa，硅烷气体流量比(SiH4/(Si H4+H2))为2.5-4％、磷烷气体流量比(BH3/(SiH4+B2H6))为2.5-8％；控制沉积时间进而得到1-2nm厚的正面本征非晶硅层102以及15-20nm厚Ⅰ型掺杂纳米硅层103(正面N型掺杂纳米硅，掺杂元素为磷)。最后在背面本征非晶硅层202上面沉积背面P型掺杂纳米硅层203,采用射频电源放电，电源频率为13.56MHz，PECVD的沉积温度为250-300℃，沉积压强为130-200Pa，硅烷气体流量比(SiH4/(SiH4+H2))为2-4％、硼烷气体流量比(BH3/(SiH4+B2H6))为5-7％，控制工艺时间得到25-30nm厚Ⅱ型掺杂纳米硅层203(背面P型掺杂纳米硅，掺杂元素为硼)。

步骤5.PVD:采用直流磁控溅射方法分别在正背面沉积ITO层，并分别获得正面透明导电膜层104和背面透明导电膜层204；其中控制磁控溅射的腔室温度为200-300℃，腔室压强为90-150Pa，溅射功率为120-150W，控制磁控溅射时间进而得到75-90nm厚的正面透明导电膜层104以及90-100nm厚的背面透明导电膜层204，得到电池组件的基板；

步骤6.阻挡栅线层制备：在基板1的正、背面金属栅线区域使用印刷技术，印刷一层阻挡栅线层2，阻挡栅线层2的厚度为50-100nm，制备阻挡栅线层2的浆料可以是锡浆、碳浆或者石墨烯；

步骤7.金属栅线制作和固化：在阻挡栅线层2上套印金属栅线层3，金属栅线层3的浆料可以是铜浆或者银包铜浆料，金属栅线层的单根栅线的线宽小于阻挡栅线层的单根栅线的线宽，然后经过固化炉固化180℃-200℃，10-20min，制得HJT太阳能电池。

因此，本实用新型的电池组件可以采用套印技术制备，套印技术比较成熟，设备改造成本小。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种异质结太阳能电池组件，其特征在于：包括基板(1)、阻挡栅线层(2)和金属栅线层(3)，所述阻挡栅线层位于所述基板的正面和背面，所述金属栅线层位于所述阻挡栅线层的表面；

所述金属栅线层的栅线与所述阻挡栅线层的栅线一一对应且所述金属栅线层的栅线的宽度小于所述阻挡栅线层的栅线的宽度；

所述金属栅线层为铜浆印刷层或者银包铜浆印刷层；

所述阻挡栅线层为能够阻挡铜金属的材料层。

2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池组件，其特征在于：所述阻挡栅线层为锡浆印刷层、碳浆印刷层或者石墨烯印刷层。

3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池组件，其特征在于：所述阻挡栅线层的厚度为50-100nm。

4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池组件，其特征在于：所述基板包括基板本体(100)，所述基板本体的正面和背面均为粗糙不平的绒面层且分别定义为正面绒面层(101)和背面绒面层(201)；

所述正面绒面层的表面依次沉积正面本征非晶硅层(102)、正面N型掺杂纳米硅层(103)和正面透明导电膜层(104)；

所述背面绒面层的表面依次沉积背面本征非晶硅层(202)、背面P型掺杂纳米硅层(203)和背面透明导电膜层(204)。

5.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池组件，其特征在于：所述基板为N型单晶硅片；

所述正面透明导电膜层和所述背面透明导电膜层均为ITO层。

6.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池组件，其特征在于：所述正面本征非晶硅层和所述背面本征非晶硅层的厚度均为1-2nm；所述正面N型掺杂纳米硅层的厚度为15-20nm；所述背面P型掺杂纳米硅层的厚度为25-30nm。

7.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池组件，其特征在于：所述正面透明导电膜层的厚度为75-90nm；所述背面透明导电膜层的厚度为90-100nm。

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