CN220253247U - 一种TOPCon光伏电池 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种TOPCon光伏电池包括：N型硅基底，自N型硅基底的正面向外依次设置的正面陷光结构、硼扩层、钝化层、正面减反射和正面电极，膜硼扩层与正面陷光结构的形状相同；钝化层沿第一方向相对设置有靠近硼扩层的背光面和远离硼扩层的迎光面，背光面与正面陷光结构的形状相同，迎光面向内凹陷形成有若干间隔布置的第一凹陷部和第二凹陷部，且迎光面的形状与正面陷光结构的形状不同；正面减反射膜沿第一方向相对设置有靠近迎光面的背表面和远离迎光面的正表面，背表面上形成有与迎光面的形状相适配的导光结构，正表面与正面陷光结构的形状相同；正面电极依次穿过正面减反射膜、钝化层以与硼扩层形成电连接。本申请的光吸收效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种TOPCon光伏电池。
背景技术
作为太阳能利用的重要组成部分，光伏发电是一种清洁的、用之不竭的可再生绿色新能源。目前，晶体硅太阳能电池占光伏产业市场份额的主导，尤其是隧穿氧化层钝化接触太阳能电池(TOPCon)，作为新一代的太阳能电池被广泛应用，然而，由于硅材料的成本居高不下，提高太阳能电池对光的吸收效率以及太阳能电池的转换效率就变得十分重要。
为此，现有技术中，通过在太阳能电池的硅基底表面设置陷光结构来提高太阳能电池对光的吸收，提高太阳能电池的转换效率。陷光结构是通过发射、折射和散射，将入射光线分散到各个角度，从而增加光在太阳能电池中的光程，提高光的吸收率。为了配合硅基底表面陷光结构的形状，太阳能电池的钝化层、减反射层、硼扩层等通常被设置成与陷光结构相同的形状。但是，当太阳能电池的每一层结构的形状均设置为相同形状，使得每一层结构对入射光线的发射、折射和散射角度相同，会影响入射光线的吸收效果，存在一定的局限性，致使太阳能电池的光电转换效率不理想。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种TOPCon光伏电池，该TOPCon光伏电池具有不同形状的陷光结构和导光结构，以对入射光线进行不同方向的发射、折射和散射，进一步提高了TOPCon光伏电池的吸光效果和光电转换效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种TOPCon光伏电池，包括：
N型硅基底，具有沿第一方向相对设置的正面和背面；
正面陷光结构，形成在所述N型硅基底的正面；
硼扩层，设置在所述正面陷光结构表面，所述硼扩层的形状与所述正面陷光结构的形状相同；
钝化层，设置在所述硼扩层的表面，所述钝化层沿第一方向相对设置有靠近所述硼扩层的背光面和远离所述硼扩层的迎光面，所述背光面的形状与所述正面陷光结构的形状相同，所述迎光面向内凹陷形成有若干间隔布置的第一凹陷部和第二凹陷部，且所述迎光面的形状与所述正面陷光结构的形状不同；
正面减反射膜，覆盖在所述迎光面上，所述正面减反射膜沿第一方向相对设置有靠近所述迎光面的背表面和远离所述迎光面的正表面，所述背表面上形成有导光结构，所述导光结构与所述迎光面的形状相适配，所述正表面的形状与所述正面陷光结构的形状相同；以及
正面电极，设置在所述正面减反射膜表面，并依次穿过所述正面减反射膜、所述钝化层以与所述硼扩层形成电连接。
进一步地，所述导光结构自所述背表面朝所述迎光面凸伸形成，所述导光结构包括若干间隔布置的第一导光部和第二导光部，所述第一导光部的形状与所述第一凹陷部的形状相适配，所述第二导光部与所述第二凹陷部的形状相适配；
所述第一导光部为沿第二方向倾斜设置的导光柱，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述第二导光部为半球形导光块。
进一步地，所述导光柱具有固定在所述正面减反射膜上的尾端和远离所述正面减反射膜的头端，所述头端的端面与所述第二方向上的水平面之间形成有夹角A，所述夹角A为锐角。
进一步地，所述头端的宽度D小于所述尾端的宽度D1。
进一步地，于所述第一方向上，所述正面电极的正投影落在所述第二凹陷部内。
进一步地，所述正面陷光结构的形状呈金字塔形或者弹坑形。
进一步地，所述TOPCon光伏电池还包括：
隧穿氧化硅层，设置在所述N型硅基底的背面；
多晶硅层，设置在所述隧穿氧化硅层的表面；
背面减反射膜，覆盖在所述多晶硅层表面；以及
背面电极，设置在所述背面减反射膜表面，并穿过所述背面减反射膜以与所述多晶硅层形成电连接。
进一步地，所述N型硅基底的背面形成有背面陷光结构，所述隧穿氧化硅层、所述多晶硅层、所述背面减反射膜的形状与所述背面陷光结构的形状相同。
进一步地，所述背面陷光结构的形状为金字塔形或者弹坑形。
进一步地，所述N型硅基底的背面为平面结构。
由于上述技术方案的运用，本申请与现有技术相比的有益效果在于：
本申请提供的TOPCon光伏电池通过在正面减反射膜的背表面设置与正面陷光结构形状不同的导光结构，并将钝化层的迎光面设置为与导光结构相同的形状，在满足不同形状的层结构之间的配合效果的同时，使得入射光线在进入不同层结构内时，会产生不同角度和方向的发射、折射和散射，以进一步增加入射光线在TOPCon光伏电池内的光程，从而提高光的吸收效率和TOPCon光伏电池的光电转换效率。
同时，为了配合导光结构的形状，钝化层的迎光面向内凹陷形成有若干间隔布置的第一凹陷部和第二凹陷部，即钝化层的迎光面朝向N型硅基底形成有若干凸起，在入射光线依次进入正面减反射膜、钝化层后，由钝化层的背光面朝TOPCon光伏电池外部射出的反射光线会被第一凹陷部和第二凹陷部反射回至钝化层的背光面，从而减少光学损失，进一步提高光的吸收效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的一种TOPCon光伏电池的剖视结构示意图；
图2为图1所示的B处的放大结构示意图。
附图标记说明：
1-N型硅基底；11-正面陷光结构；2-硼扩层；3-钝化层；31-导光结构；311-第一导光部；312-第二导光部；4-正面减反射膜；5-正面电极；6-隧穿氧化硅层；7-多晶硅层；8-背面减反射膜；9-背面电极；10-入射光线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参见图1和图2，本实用新型一实施例提供一种TOPCon光伏电池包括N型硅基底1、自N型硅基底1的正面向外依次设置的正面陷光结构11、硼扩层2、钝化层3、正面减反射膜4和正面电极5，以及自N型硅基底1的背面向外依次设置的隧穿氧化硅层6、多晶硅层7、背面减反射膜8和背面电极9。其中，正面电极5依次穿过正面减反射膜4、钝化层3以与硼扩层2形成电连接，背面电极9穿过背面减反射膜8以与多晶硅层7形成电连接。为了便于不同层结构之间的配合，每层层结构的相邻面之间的形状均为相同形状。
本实施例中，N型硅基底1的背面形成有背面陷光结构，隧穿氧化硅层6、多晶硅层7、背面减反射膜8的形状与背面陷光结构的形状相同。该背面陷光结构的形状具体为金字塔形或者弹坑形。
在另一可选的实施例中，N型硅基底1的背面为平面结构。隧穿氧化硅层6、多晶硅层7、背面减反射膜8的形状也设置为平面结构。
本实施例中，正面陷光结构11的形状呈金字塔形或者弹坑形，N型硅基底1具有沿第一方向相对设置的正面和背面，该第一方向如图1中箭头a所示。
呈上述，钝化层3沿第一方向相对设置有靠近硼扩层2的背光面和远离硼扩层2的迎光面，背光面的形状与正面陷光结构11的形状相同，迎光面向内凹陷形成有若干间隔布置的第一凹陷部(未标号)和第二凹陷部(未标号)，且迎光面的形状与正面陷光结构11的形状不同。正面减反射膜4沿第一方向相对设置有靠近迎光面的背表面和远离迎光面的正表面，背表面上形成有导光结构31，导光结构31与迎光面的形状相适配，正表面的形状与正面陷光结构11的形状相同。
本实施例中，导光结构31自背表面朝迎光面凸伸形成，导光结构31包括若干间隔布置的第一导光部311和第二导光部312，第一导光部311的形状与第一凹陷部的形状相适配，第二导光部312与第二凹陷部的形状相适配。具体的，第一导光部311为沿第二方向倾斜设置的导光柱，第一方向与第二方向相垂直，第二导光部312为半球形导光块。需要说明的是，第二方向如图1中箭头b所示。
导光柱具有固定在正面减反射膜4上的尾端和远离正面减反射膜4的头端，头端的端面与第二方向上的水平面之间形成有夹角A，夹角A为锐角。通过将导光柱的头端的端面倾斜设置，以提高入射光线10的折射再吸收效果，从而提高光的吸收效率(如图2)。本实施例中，该夹角A的角度为10°-45°，诚然，在其他实施例中，该夹角A的度数也可设置为50°-60°，本申请对此不做具体限定。
本实施例中，导光柱为圆台状结构。头端的宽度D小于尾端的宽度D1。将第一导光部311设置成尾端大于底端的结构，使其具有一定的单向通光能力。同时，为了便于正面电极5的布置与固定，并减少对导光结构31导光效果的影响，于第一方向上，正面电极5的正投影落在第二凹陷部内。即正面电极5穿设在半球形导光块内。
本申请的有益效果为：通过在正面减反射膜4的背表面设置与正面陷光结构11形状不同的导光结构31，并将钝化层3的迎光面设置为与导光结构31相同的形状，在满足不同形状的层结构之间的配合效果的同时，使得入射光线10在进入不同层结构内时，会产生不同角度和方向的发射、折射和散射，以进一步增加入射光线10在TOPCon光伏电池内的光程，从而提高光的吸收效率和TOPCon光伏电池的光电转换效率。
同时，为了配合导光结构31的形状，钝化层3的迎光面向内凹陷形成有若干间隔布置的第一凹陷部和第二凹陷部，即钝化层3的迎光面朝向N型硅基底1形成有若干凸起，在入射光线10依次进入正面减反射膜4、钝化层3后，由钝化层3的背光面朝TOPCon光伏电池外部射出的反射光线会被第一凹陷部和第二凹陷部反射回至钝化层3的背光面，从而减少光学损失，进一步提高光的吸收效率。
最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种TOPCon光伏电池，其特征在于，包括：
N型硅基底，具有沿第一方向相对设置的正面和背面；
正面陷光结构，形成在所述N型硅基底的正面；
硼扩层，设置在所述正面陷光结构表面，所述硼扩层的形状与所述正面陷光结构的形状相同；
钝化层，设置在所述硼扩层的表面，所述钝化层沿第一方向相对设置有靠近所述硼扩层的背光面和远离所述硼扩层的迎光面，所述背光面的形状与所述正面陷光结构的形状相同，所述迎光面向内凹陷形成有若干间隔布置的第一凹陷部和第二凹陷部，且所述迎光面的形状与所述正面陷光结构的形状不同；
正面减反射膜，覆盖在所述迎光面上，所述正面减反射膜沿第一方向相对设置有靠近所述迎光面的背表面和远离所述迎光面的正表面，所述背表面上形成有导光结构，所述导光结构与所述迎光面的形状相适配，所述正表面的形状与所述正面陷光结构的形状相同；以及
正面电极，设置在所述正面减反射膜表面，并依次穿过所述正面减反射膜、所述钝化层以与所述硼扩层形成电连接。
2.如权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述导光结构自所述背表面朝所述迎光面凸伸形成，所述导光结构包括若干间隔布置的第一导光部和第二导光部，所述第一导光部的形状与所述第一凹陷部的形状相适配，所述第二导光部与所述第二凹陷部的形状相适配；
所述第一导光部为沿第二方向倾斜设置的导光柱，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述第二导光部为半球形导光块。
3.如权利要求2所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述导光柱具有固定在所述正面减反射膜上的尾端和远离所述正面减反射膜的头端，所述头端的端面与所述第二方向上的水平面之间形成有夹角A，所述夹角A为锐角。
4.如权利要求3所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述头端的宽度D小于所述尾端的宽度D1。
5.如权利要求4所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，于所述第一方向上，所述正面电极的正投影落在所述第二凹陷部内。
6.如权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述正面陷光结构的形状呈金字塔形或者弹坑形。
7.如权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述TOPCon光伏电池还包括：
隧穿氧化硅层，设置在所述N型硅基底的背面；
多晶硅层，设置在所述隧穿氧化硅层的表面；
背面减反射膜，覆盖在所述多晶硅层表面；以及
背面电极，设置在所述背面减反射膜表面，并穿过所述背面减反射膜以与所述多晶硅层形成电连接。
8.如权利要求7所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述N型硅基底的背面形成有背面陷光结构，所述隧穿氧化硅层、所述多晶硅层、所述背面减反射膜的形状与所述背面陷光结构的形状相同。
9.如权利要求8所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述背面陷光结构的形状为金字塔形或者弹坑形。
10.如权利要求7所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述N型硅基底的背面为平面结构。
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