CN220731541U - 一种太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种太阳能电池，太阳能电池包括硅基底；硅基底包括相对设置的第一表面和第二表面；第一表面上沿第一方向依次叠层设置有超薄硅氧层、多晶硅层、透明导电层和银触板；银触板覆盖透明导电层，且银触板与透明导电层电性连接；银触板在第一方向上的厚度的范围为80nm‑90nm；其中，第一方向为垂直于第一表面的方向，且第一方向由超薄硅氧层指向银触板。在上述技术方案中，通过采用银触板覆盖透明导电层，且银触板与透明导电层电性连接的方式，拓宽了第一表面的载流子的传输路径，减少了电子的复合，提升了太阳能电池的光电转换效率。同时，通过设置银触板在第一方向上的厚度的范围为80nm‑90nm，降低了生产成本。

Description

一种太阳能电池

技术领域

本申请涉及光伏技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池。

背景技术

太阳能的应用是解决能源与环境问题的有效途径。高转换效率低成本、易于产业化的高效电池技术是太阳能电池发展的目标，而提高效率是电池降低成本最核心的手段。当前限制传统晶体硅(c-Si)太阳能电池效率进一步提升的关键因素是正背膜与硅接触界面处的载流子复合损失。目前最有效方法之一是采用钝化接触Topcon技术。

Topcon电池技术的高效率来源于采用背钝化接触结构Si/SiO/Poly-Si，这种钝化接触可以降低载流子复合。然而在制备多晶硅膜层后，Poly-Si的电子传输能力相对较差，导致载流子的横向传输电阻大。因此，如何增强背钝化层载流子的输运和收集成为本领域技术人员研究的方向。

实用新型内容

本申请提供一种太阳能电池，用以改善由于太阳能电池背面多晶硅(Poly-Si)薄膜载流子传输电阻较大，导致背表面复合较高，进而太阳能电池效率较低的情况。

本申请提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括硅基底；所述硅基底包括相对设置的第一表面和第二表面；

所述第一表面上沿第一方向依次叠层设置有超薄硅氧层、多晶硅层、透明导电层和银触板；

所述银触板覆盖所述透明导电层，且所述银触板与所述透明导电层电性连接；

所述银触板在所述第一方向上的厚度的范围为80nm-90nm；

其中，所述第一方向为垂直于所述第一表面的方向，且所述第一方向由所述超薄硅氧层指向所述银触板。

在上述技术方案中，通过采用银触板覆盖透明导电层，且银触板与透明导电层电性连接的方式，拓宽了第一表面的载流子的传输路径，减少了电子的复合，提升了太阳能电池的光电转换效率。同时，通过设置银触板在第一方向上的厚度的范围为80nm-90nm，降低了生产成本。

在一个具体的可实施方案中，所述银触板沿所述第一方向上的厚度大于所述透明导电层沿所述第一方向上的厚度。

在一个具体的可实施方案中，所述透明导电层在所述第一方向上的厚度的范围为50nm-90nm。

在一个具体的可实施方案中，所述透明导电层具体为氧化铟锡层。氧化铟锡层与银电极配合使用，电子传输的电阻小，电子的损耗小，有利于提高电池的效率。

在一个具体的可实施方案中，所述多晶硅层在所述第一方向上的厚度范围为30nm-280nm。

在一个具体的可实施方案中，所述超薄硅氧层、所述多晶硅层、所述透明导电层和所述银触板沿与所述第一方向相反的方向在所述第一表面上的投影均重叠。

在一个具体的可实施方案中，所述第二表面上进行硼扩散形成硼发射极；所述硼发射极上沿第二方向依次叠层设置钝化层、减反射层；

所述第二方向为垂直于所述第二表面的方向，且所述第二方向由所述硼发射极指向所述减反射层。

在上述技术方案中，通过设置钝化层，使得太阳能电池片不受外界环境影响，防止太阳能电池片表面氧化和腐蚀，从而提高太阳能电池的效率和寿命。设置减反射层，提高了电池片对太阳光的利用率。

在一个具体的可实施方案中，所述减反射层在所述第二方向上的厚度范围为90nm-180nm。

在一个具体的可实施方案中，还包括多个银电极；多个所述银电极依次穿过所述减反射层和所述钝化层，且多个所述银电极均连接于所述硼发射极。

在上述技术方案中，通过设置多个银电极均连接于硼发射极，在多个银电极的另一端连接其他电子设备，使得太阳能电池能够通过吸收太阳光转换的电能为电子设备提供电能。

在一个具体的可实施方案中，所述钝化层、所述减反射层沿与所述第二方向相反的方向在所述第二表面上的投影均重叠。

附图说明

图1为本申请实施例提供的太阳能电池的侧视图。

图中：1、硅基底；11、第一表面；12、第二表面；2、超薄硅氧层；3、多晶硅层；4、透明导电层；5、银触板；6、硼发射极；7、钝化层；8、减反射层；9、银电极。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为方便理解本申请实施例提供的太阳能电池，首先说明其应用场景，该太阳能电池用以将光能转换为电能，作为将光能转换为电能的设备。由于现有技术中太阳能电池背面Poly-Si薄膜载流子传输电阻较大，背表面复合较高，进而太阳能电池的光电转换效率较低。为此，本申请实施例提供了一种太阳能电池，以改善由于太阳能电池背面Poly-Si薄膜载流子传输电阻较大，背表面复合较高，进而导致太阳能电池效率较低的情况。下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的说明。

参考图1，图1示出了本申请实施例提供的太阳能电池的侧视图。

本申请实施例示例出了一种太阳能电池，太阳能电池包括硅基底1。其中，对于硅基底1的具体类型本申请实施例中不做具体限定，为具有光电效应的半导体即可，比如：P型半导体基底、N型半导体基底等。需要说明的是，P型半导体基底在本申请实施例中具体是指硅晶体中掺入三价元素杂质，比如掺入硼元素后硅晶体形成空穴型半导体，称为P型半导体。N型半导体基底在本申请实施例中具体是指硅晶体中掺入五价元素杂质，比如掺入磷元素后硅晶体形成电子型半导体，称为N型半导体。在本申请实施例中以硅基底1的具体类型为N型半导体基底为例进行说明。

具体的，硅基底1包括相对设置的第一表面11和第二表面12。第一表面11和第二表面12可互相平行设置，第一表面11和第二表面12也可成角度设置。

第一表面11上沿第一方向依次叠层设置有超薄硅氧层2(Ultra-thin SiOx)、多晶硅层3(n+PolySi)、透明导电层4和银触板5。其中，图1中示出了第一方向为垂直于第一表面11的方向，且第一方向由超薄硅氧层2指向银触板5。

超薄硅氧层2能够使多子电子隧穿进入多晶硅层3，同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层3横向传输，降低了金属接触复合电流。对于透明导电层4的具体材料本申请实施例中不做限定，为具有光学性能和电学性能的材料即可，比如：ZnO基TCO薄膜、多元TCO薄膜和高迁移率TCO薄膜等。在本申请实施例中以透明导电层4的具体材料为ZnO基TCO薄膜为例进行说明。透明导电层4能够使尽可能多的光透过透明导电层4，进入硅基底1。同时，透明导电层4还能够输送电流。

本申请实施例中银触板5覆盖透明导电层4，且银触板5与透明导电层4电性连接。通过采用银触板5覆盖透明导电层4，且银触板5与透明导电层4电性连接的方式，拓宽了第一表面11的载流子的传输路径，减少了电子的复合，提升了太阳能电池的光电转换效率。

具体的，银触板5在第一方向上的厚度的范围为80nm-90nm。其中，银触板5在第一方向上的厚度的范围为80nm-90nm在本申请实施例中具体是指银触板5在第一方向上的厚度大于等于80nm，且银触板5在第一方向上的厚度小于等于90nm，比如：银触板5在第一方向上的厚度为80nm、银触板5在第一方向上的厚度为81nm、银触板5在第一方向上的厚度为82nm、银触板5在第一方向上的厚度为83nm、银触板5在第一方向上的厚度为84nm、银触板5在第一方向上的厚度为85nm、银触板5在第一方向上的厚度为86nm、银触板5在第一方向上的厚度为87nm、银触板5在第一方向上的厚度为88nm、银触板5在第一方向上的厚度为89nm、银触板5在第一方向上的厚度为90nm等。在本申请实施例中以银触板5在第一方向上的厚度为86nm为例进行说明。通过设置银触板5在第一方向上的厚度的范围为80nm-90nm，降低了太阳能电池的生产成本。

银触板5沿第一方向上的厚度大于透明导电层4沿第一方向上的厚度。

透明导电层4在第一方向上的厚度的范围为50nm-90nm。其中，透明导电层4在第一方向上的厚度的范围为50nm-90nm在本申请实施例中具体是指透明导电层4在第一方向上的厚度大于等于50nm，且透明导电层4在第一方向上的厚度小于等于90nm，比如：透明导电层4在第一方向上的厚度为50nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为52nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为55nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为58nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为60nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为63nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为65nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为68nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为70nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为72nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为75nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为80nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为82nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为85nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为86nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为87nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为88nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为89nm、透明导电层4在第一方向上的厚度为90nm等。在本申请实施例中以透明导电层4在第一方向上的厚度为86nm进行说明。

本申请实施例中透明导电层4具体为氧化铟锡层(ITO layer)。需要说明的是，ITO在本申请实施例中具体是指一种N型氧化物半导体-氧化铟锡。ITO由氧化铟通过掺杂锡获得，因掺杂的高价正离子sn取代了in2o3晶格中三价in的位置，从而提供多余的电子载流子到导带中，形成一种具有良好透明导电性能的N型半导体ITO，即氧化铟锡层。通过设置氧化铟锡层与银电极配合使用相对于氧化铟锡层与多晶硅层3配合使用，电子传输的电阻较小，电子的损耗较小，有利于提高太阳能电池的效率。

本申请实施例中多晶硅层3在第一方向上的厚度范围为30nm-280nm。其中，多晶硅层3在第一方向上的厚度范围为30nm-280nm在本申请实施例中具体是指多晶硅层3的厚度大于等于30nm，且多晶硅层3的厚度小于等于280nm，比如：多晶硅层3在第一方向上的厚度为30nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为35nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为40nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为45nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为50nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为55nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为60nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为65nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为70nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为75nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为80nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为85nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为90nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为95nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为100nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为130nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为150nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为180nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为200nm多晶硅层3在第一方向上的厚度为230nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为250nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为260nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为270nm、多晶硅层3在第一方向上的厚度为280nm等。在本申请实施例中以多晶硅层3在第一方向上的厚度为180nm为例进行说明。

超薄硅氧层2、多晶硅层3、透明导电层4和银触板5沿与第一方向相反的方向在第一表面11上的投影均重叠。

本申请实施例中第二表面12上进行硼扩散形成硼发射极6(P+boron emitter)。具体的，由第二表面12向硅基底1内部进行硼扩散形成硼发射极6。其中，向硅基底1内部扩散的目的是形成P-N结。由于本征硅基底1中载流子数目极少，导电性能较差。所以实际应用的半导体是在纯硅中加入微量的杂质元素后的材料，即掺入硼元素的P型半导体基底以及掺入磷元素的N型半导体基底。当阳光照在P-N结上时，P-N结吸收光能激发出电子和空穴，在内建电场的受约力下推动带有负电的电子向N区流动，带有正电的空穴向P区流动。从而使得P区电势升高，而N区电势降低，P区和N区之间会产生一个可测的电压，即光生伏特效应。若此时在P区和N区分别焊接上导线，接通负载后电路便有电流通过，从而形成一个电子元件。需要说明的是，本征硅在本申请实施例中具体是指纯硅。

硼发射极6上沿第二方向依次叠层设置钝化层7、减反射层8。其中，图1中示出了第二方向为垂直于第二表面12的方向，且第二方向由硼发射极6指向减反射层8。

钝化层7的作用是保护太阳能电池片不受外界环境影响，防止太阳能电池片表面氧化和腐蚀，从而提高太阳能电池的效率和使用寿命。对于钝化层7的具体材料本申请实施例中不做限定，为能够起到保护太阳能电池片不受外界环境影响的材料即可，比如：氧化铝、氧化钛、氮化硅等。在本申请实施例中以钝化层7具体为氧化铝层(AlOx layer)为例进行说明。

减反射层8的作用是提高电池片对太阳光的利用率。对于减反射层8的具体材料本申请实施例中不做限定，为能够起到减少反射光，提高电池对太阳光的利用率的材料即可，比如：二氧化硅、二氧化钛、氮化硅等。在本申请实施例中以减反射层8具体材料为氮化硅层(SiNx layer)为例进行说明。

减反射层8在第二方向上的厚度范围为90nm-180nm。其中，减反射层8在第二方向上的厚度范围为90nm-180nm在本申请实施例中具体是指减反射层8在第二方向上的厚度大于等于90nm，且减反射层8在第二方向上的厚度小于等于180nm，比如：减反射层8在第二方向上的厚度为90nm、减反射层8在第二方向上的厚度为100nm、减反射层8在第二方向上的厚度为110nm、减反射层8在第二方向上的厚度为120nm、减反射层8在第二方向上的厚度为130nm、减反射层8在第二方向上的厚度为140nm、减反射层8在第二方向上的厚度为150nm、减反射层8在第二方向上的厚度为160nm、减反射层8在第二方向上的厚度为170nm、减反射层8在第二方向上的厚度为180nm等。在本申请实施例中以减反射层8在第二方向上的厚度为160nm为例进行说明。

本申请实施例中的太阳能电池还包括多个银电极9。其中，多个银电极9在本申请实施例中具体是指两个及两个以上的银电极9，比如：两个银电极9、三个银电极9、四个银电极9、五个银电极9、六个银电极9、七个银电极9、八个银电极9等。本申请实施例中以银电极9的个数为四个为例进行说明。

具体的，多个银电极9依次穿过减反射层8和钝化层7，且多个银电极9均连接于硼发射极6。通过设置多个银电极9均连接于硼发射极6，在多个银电极9的另一端连接其他电子设备，使得太阳能电池能够通过吸收太阳光转换的电能为电子设备提供电能。

本申请实施例中钝化层7、减反射层8沿与第二方向相反的方向在第二表面12上的投影均重叠。通过设置减反射层8、钝化层7沿与第二方向相反的方向在第二表面12上的投影重叠，即减反射层8覆盖钝化层7，使得减反射层8能够保护钝化层7，进一步的提高了防止太阳能电池片表面氧化和腐蚀的能力，从而提高太阳能电池的效率和使用寿命。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括硅基底；所述硅基底包括相对设置的第一表面和第二表面；

所述第一表面上沿第一方向依次叠层设置有超薄硅氧层、多晶硅层、透明导电层和银触板；

所述银触板覆盖所述透明导电层，且所述银触板与所述透明导电层电性连接；

所述银触板在所述第一方向上的厚度的范围为80nm-90nm；

其中，所述第一方向为垂直于所述第一表面的方向，且所述第一方向由所述超薄硅氧层指向所述银触板。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述银触板沿所述第一方向上的厚度大于所述透明导电层沿所述第一方向上的厚度。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层在所述第一方向上的厚度的范围为50nm-90nm。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层具体为氧化铟锡层。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述多晶硅层在所述第一方向上的厚度范围为30nm-280nm。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述超薄硅氧层、所述多晶硅层、所述透明导电层和所述银触板沿与所述第一方向相反的方向在所述第一表面上的投影均重叠。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二表面上进行硼扩散形成硼发射极；所述硼发射极上沿第二方向依次叠层设置钝化层、减反射层；

所述第二方向为垂直于所述第二表面的方向，且所述第二方向由所述硼发射极指向所述减反射层。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述减反射层在所述第二方向上的厚度范围为90nm-180nm。

9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，还包括多个银电极；多个所述银电极依次穿过所述减反射层和所述钝化层，且多个所述银电极均连接于所述硼发射极。

10.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述钝化层、所述减反射层沿与所述第二方向相反的方向在所述第二表面上的投影均重叠。