CN220934090U - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例涉及光伏领域，提供一种太阳能电池及光伏组件，太阳能电池包括：基底，基底具有的第一表面以及第二表面，基底具有交替设置的电极区以及非电极区；电极区的第一表面具有第一表面结构，非电极区的第一表面具有第二表面结构，第一表面结构的粗糙度小于第二表面结构的粗糙度；隧穿介质层，隧穿介质层覆盖第一表面结构；第一掺杂导电层，第一掺杂导电层位于隧穿介质层远离基底的一侧；本征钝化层，本征钝化层位于基底的第二表面；第二掺杂导电层，第二掺杂导电层位于本征钝化层远离基底的一侧；第一掺杂导电层与第二掺杂导电层的导电类型不同；透明导电层，透明导电层覆盖第二掺杂导电层表面。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。
目前的太阳能电池主要包括IBC电池(交叉背电极接触电池，InterdigitatedBack Contact)、TOPCON(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池、PERC电池(钝化发射极和背面电池，Passivated emitter and real cell)以及异质结电池等。通过不同的膜层设置以及功能性限定减少光学损失以及降低硅基底表面及体内的光生载流子复合以提升太阳能电池的光电转换效率。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种太阳能电池及光伏组件，至少有利于提高太阳能电池的光电转换效率。
根据本实用新型一些实施例，本实用新型实施例一方面提供一种太阳能电池，包括：基底，所述基底具有的第一表面以及第二表面，所述基底具有交替设置的电极区以及非电极区；所述电极区的第一表面具有第一表面结构，所述非电极区的第一表面具有第二表面结构，所述第一表面结构的粗糙度小于所述第二表面结构的粗糙度；隧穿介质层，所述隧穿介质层覆盖所述第一表面结构；第一掺杂导电层，所述第一掺杂导电层位于所述隧穿介质层远离所述基底的一侧；本征钝化层，所述本征钝化层位于所述基底的第二表面；第二掺杂导电层，所述第二掺杂导电层位于所述本征钝化层远离所述基底的一侧；所述第一掺杂导电层具有第一掺杂元素，所述第二掺杂导电层具有第二掺杂元素，所述第一掺杂元素的导电类型与所述第二掺杂元素的导电类型不同；透明导电层，所述透明导电层覆盖所述第二掺杂导电层表面。
在一些实施例中，所述第二表面结构包括多个第一凸起结构；所述第一掺杂导电层远离所述隧穿介质层的一侧具有第三表面结构，所述第三表面结构包括多个微凸起结构，所述微凸起结构的尺寸小于所述第一凸起结构的尺寸。
在一些实施例中，所述微凸起结构的尺寸小于1um。
在一些实施例中，所述微凸起结构的形状包括金字塔形状、正弦曲线形状或者抛物线形状。
在一些实施例中，所述第一表面结构包括平整面。
在一些实施例中，所述隧穿介质层以及所述第一掺杂导电层与所述第一表面结构共形。
在一些实施例中，所述基底内具有第三掺杂元素，所述第一掺杂元素的导电类型与所述第三掺杂元素的导电类型相同或者所述第二掺杂元素的导电类型与所述第三掺杂元素的导电类型相同。
在一些实施例中，还包括：发射极，所述发射极位于所述基底的第一表面，所述隧穿介质层位于所述电极区的发射极表面，所述发射极与所述第一表面结构以及所述第二表面结构共形。
在一些实施例中，所述第二表面具有绒面结构，所述本征钝化层、所述第二掺杂导电层以及所述透明导电层与所述绒面结构共形。
在一些实施例中，还包括：第一电极，所述第一电极位于所述电极区，所述第一电极与所述第一掺杂导电层电接触；第二电极，所述第二电极位于所述电极区，所述第二电极与所述透明导电层电接触。
根据本实用新型一些实施例，本实用新型实施例另一方面还提供一种光伏组件，包括：电池串，由多个如上述实施例中任一项所述的太阳能电池连接而成；封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
本实用新型实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
本实用新型实施例提供的太阳能电池中，第一表面结构的粗糙度小于第二表面结构的粗糙度，则非电极区的基底表面的粗糙度高代表着非电极区的基底表面具有凹凸结构，凹凸结构可以增加入射光线的内反射，从而提高光线的利用率；电极区的基底表面的粗糙度低代表电极区的基底表面较为平整，从而沉积在其上的隧穿介质层以及第一掺杂导电层的膜层的沉积性能较好，进而具有较高的致密度，可以发挥较好的钝化效果降低电极区的基底表面的表面缺陷。正面为局部TOPCon电池结构，背面为异质结结构，改善电池的钝化效果，从而提高电池效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本实用新型实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例提供的太阳能电池的一种俯视图；
图2为图1沿A1-A2剖面的第一种剖面结构示意图；
图3为图1沿B1-B2剖面的第一种剖面结构示意图；
图4为图1沿A1-A2剖面的第二种剖面结构示意图；
图5为图1沿B1-B2剖面的第二种剖面结构示意图；
图6为图1沿A1-A2剖面的第三种剖面结构示意图；
图7为图1沿B1-B2剖面的第三种剖面结构示意图；
图8为图1沿A1-A2剖面的第四种剖面结构示意图；
图9为本实用新型一实施例提供的光伏组件的一种结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，目前的太阳能电池的光电转换效率欠佳。
本实用新型实施例提供一种太阳能电池，设置第一表面结构的粗糙度小于第二表面结构的粗糙度，则非电极区的基底表面的粗糙度高代表着非电极区的基底表面具有凹凸结构，凹凸结构可以增加入射光线的内反射，从而提高光线的利用率；电极区的基底表面的粗糙度低代表电极区的基底表面较为平整，从而沉积在其上的隧穿介质层以及第一掺杂导电层的膜层的沉积性能较好，进而具有较高的致密度，可以发挥较好的钝化效果降低电极区的基底表面的表面缺陷。正面为局部TOPCon电池结构，背面为异质结结构，改善电池的钝化效果，从而提高电池效率。
下面将结合附图对本实用新型的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施例中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。
图1为本实用新型一实施例提供的太阳能电池的一种俯视图；图2为图1沿A1-A2剖面的第一种剖面结构示意图；图3为图1沿B1-B2剖面的第一种剖面结构示意图。
参考图1至图3，根据本实用新型一些实施例，本实用新型实施例一方面提供一种太阳能电池，包括：基底100，基底100具有的第一表面21以及第二表面22，基底100具有交替设置的电极区10以及非电极区11。
在一些实施例中，基底100的材料可以为元素半导体材料。具体地，元素半导体材料由单一元素组成，例如可以是硅或者硅。其中，元素半导体材料可以为单晶态、多晶态、非晶态或者微晶态(同时具有单晶态和非晶态的状态，称为微晶态)，例如，硅可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅或者微晶硅中的至少一种。
在一些实施例中，基底100的材料也可以是化合物半导体材料。常见的化合物半导体材料包括但不限于锗化硅、碳化硅、砷化镓、镓化铟、钙钛矿、碲化镉、铜铟硒等材料。基底100也可以为蓝宝石基底、绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底。
在一些实施例中，基底100可以为N型半导体基底或者P型半导体基底。N型半导体基底内掺杂有N型掺杂元素，N型掺杂元素可以为磷(P)元素、铋(Bi)元素、锑(Sb)元素或砷(As)元素等Ⅴ族元素中的任意一者。P型半导体基底内掺杂有P型元素，P型掺杂元素可以为硼(B)元素、铝(Al)元素、镓(Ga)元素或镓(In)元素等Ⅲ族元素中的任意一者。
参考图2，基底100的第一表面21可以为正面且第二表面22为背面，或者基底100的第一表面21可以为背面且第二表面22为正面，即太阳能电池为单面电池，正面可以作为受光面，用于接收入射光线，背面作为背光面。在一些实施例中，太阳能电池为双面电池，即基底100的第一表面21以及第二表面22均可以作为受光面，均可用于接收入射光线。
在一些实施例中，电极区10指的是在基底100的厚度方向上，基底100内与第一电极109或者第二电极108所正对的区域，或者可以理解为第一电极109或者第二电极108在基底100的正投影所在的区域。反之，基底100内第一电极109或者第二电极108非正对的区域为非电极区11。电极区10的面积大于或等于第一电极109或者第二电极108在基底100的正投影，从而保证第一电极109或者第二电极108所接触的区域均为电极区10。
值得说明的是，上述电极区10以及非电极区11的定义针对的是非IBC电池，即太阳能电池的两个不同极性的导电电极分别位于基底100相对的两侧面，而不是基底100的同一侧。当太阳能电池为IBC电池时或者两个不同极性的导电电极位于基底100的同一侧时，电极区10指的是一个极性的导电电极正对的区域以及另一个极性的导电电极正对的区域，非电极区11指的是两个极性导电电极均不正对的区域。
在一些实施例中，太阳能电池包括：电极区10的第一表面21具有第一表面结构31，非电极区11的第一表面21具有第二表面结构32，第一表面结构31的粗糙度小于第二表面结构32的粗糙度，则非电极区的基底表面的粗糙度高代表着非电极区的基底表面具有凹凸结构，凹凸结构可以增加入射光线的内反射，从而提高光线的利用率；电极区的基底表面的粗糙度低代表电极区的基底表面较为平整，从而沉积在其上的隧穿介质层以及第一掺杂导电层的膜层的沉积性能较好，进而具有较高的致密度，可以发挥较好的钝化效果降低电极区的基底表面的表面缺陷。
值得说明的是，这里的粗糙度的不同是由于非电极区11的基底100表面的纹理结构的高度大于电极区10的基底100的表面的纹理结构的高度或者非电极区11的基底100表面的凹凸程度大于电极区10的基底100的表面的凹凸程度。粗糙度指的是在一个取样长度中，相对于平均线的Z向偏差量的绝对值的算术平均值。粗糙度可以通过比较法、光切法、干涉法以及针描法测量。
在一些实施例中，第一表面结构包括平整面，平整面包括抛光面。
值得说明的是，抛光面指的是经过抛光溶液或者激光刻蚀去除表面的绒面结构，形成的平整面。抛光后基底100的表面平整度增加，对长波光的反射增加，促进了投射光的二次吸收，从而提升短路电流，同时由于基底100的表面比表面积减小，降低了基底100的表面复合，且能够提升基底100的表面钝化效果。
可以理解的是，平整面指的是相对平整的表面，而不是绝对平整的表面，一般把粗糙度小于或等于5um且大于或等于-5um的表面表征为平整面。此外，也可以指比第一表面结构的粗糙度、第二表面结构的粗糙度以及第三表面结构的粗糙度小的表面。
在一些实施例中，第二表面结构32包括规整形状的金字塔绒面结构以及不规则形状的黑硅。第二表面结构32的斜面可以增加入射光的内反射，从而提高基底100对入射光线的吸收利用率，进而提高太阳能电池的电池效率。
参考图2，第二表面结构32包括多个第一凸起结构，至少一个第一凸起结构111的排布方式高度以及尺寸可以为本领域技术人员所公知的任意范围，本实用新型实施例并不对其限制。
其中，关于凸起结构的尺寸的定义指的是：在基底100的表面的范围内，随意指定某一区域，检测这一区域内各个第一凸起结构111的底面的一维尺寸，并最终取平均值。由此可以知道的是，凸起结构的尺寸指的是一个区域平均值的范围，并不是基底100内所有第一凸起结构111的尺寸的所有范围，且第一凸起结构的尺寸的所有范围一般大于平均值的范围。为示例说明，图2中各第一凸起结构111的形貌相同，尺寸等于平均一维尺寸。
值得说明的是，一维尺寸指的是第一凸起结构的底面图形中两个对角之间的距离。在一些实施例中，一维尺寸也可以为底面图形两个侧边之间的距离。其中，多个第一凸起结构远离第一表面21的表面进行拟合从而可以构建一个虚拟面作为底面，即底面为一个模拟出现的面，在实际的电池并不存在。例如，部分第一凸起结构远离第一表面的表面与底面齐平、部分第一凸起结构的远离第一表面的表面高于底面或者低于底面均是符合本申请实施例所包含的第二表面结构32。
在一些实施例中，第一凸起结构111的尺寸为100nm～10um之间。第一凸起结构111的尺寸为100nm～300nm、300nm～600nm、600nm～1000nm、1um～2um、2um～4um、4um～7um或者7um～10um。第一凸起结构111的高度为100nm～10um。第一凸起结构111的高度为100nm～450nm、450nm～700nm、700nm～1700nm、1.7um～3.2um、3.2um～6.1um、6.1um～8.5um或者8.5um～10um。第一凸起结构111的尺寸在上述范围内既可以保证基底100的第一表面21的缺陷较小，且第一凸起结构111的斜面可以多次反射入射光线，从而提高光的利用率。此外，第一凸起结构111的高度指的是第一凸起结构111远离第二表面22的最高点与底面之间的垂直距离。
在一些实施例中，太阳能电池包括：隧穿介质层121，隧穿介质层121覆盖第一表面结构31；第一掺杂导电层122，第一掺杂导电层122位于隧穿介质层121远离基底100的一侧。
在一些实施例中，隧穿介质层121以及第一掺杂导电层122构成钝化接触结构，第一掺杂导电层122能够在基底100表面形成能带弯曲，隧穿介质层121使基底100表面的能带出现非对称性偏移，使得对载流子中的多子(又称为多数载流子)的势垒低于对载流子中的少子(又称为少数载流子)的势垒，因此，多子可以较容易地通过隧穿介质层121进行量子隧穿，而少子则很难通过隧穿介质层121，以实现载流子的选择性传输。
此外，隧穿介质层121起到化学钝化的效果。具体地，由于基底100与隧穿介质层121的界面处存在界面态缺陷，使得基底100背面的界面态密度较大，界面态密度的增大会促进光生载流子的复合，增大太阳能电池的填充因子、短路电流以及开路电压，以提高太阳能电池的光电转换效率。设置隧穿介质层121位于基底100的第一表面21，使得隧穿介质层121对基底100的表面起到化学钝化的效果，具体为：通过饱和基底100的悬挂键，降低基底100的缺陷态密度，减少基底100的复合中心来降低载流子复合速率。
在一些实施例中，隧穿介质层121的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅或者氟化镁中的至少一者。
第一掺杂导电层122起到场钝化效果。具体地，在基底100的表面形成一个指向基底100内部的静电场，使少数载流子逃离界面，从而降低少数载流子浓度，使得基底100界面处的载流子复合速率降低，从而使太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子增大，提升太阳能电池的光电转换效率。
第一掺杂导电层122的材料可以包括非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。第一掺杂导电层122内可以掺杂有与基底100相同类型的掺杂元素，例如，基底100的掺杂元素类型为P型，则第一掺杂导电层122内的掺杂元素类型也可以为P型；基底100的掺杂元素类型为N型，则第一掺杂导电层122内的掺杂元素类型也可以为N型。
第一掺杂导电层122内的掺杂元素浓度大于基底100的掺杂元素浓度，以在基底100的背面形成足够高的势垒，使基底100中的多子能够穿越隧穿介质层121至第一掺杂导电层122中。
在一些实施例中，隧穿介质层121的厚度为0.5nm～5nm，可选地，隧穿介质层121的厚度范围为0.5nm～1.3nm、1.3nm～2.6nm、2.6nm～4.1nm或者4.1nm～5nm。隧穿介质层121在上述任意范围内，则隧穿介质层121的厚度较薄，多子可以较容易地通过隧穿介质层121进行量子隧穿，而少子则很难通过隧穿介质层121，以实现载流子的选择性传输。
参考图2，在一些实施例中，隧穿介质层以及第一掺杂导电层与第一表面结构共形。如此，隧穿介质层以及第一掺杂导电层可以共形第一表面结构的形貌，从而具有良好的钝化效果，降低了基底的第一表面的表面缺陷，且隧穿介质层与第一掺杂导电层的沉积效果较好。
在一些实施例中，参考图4和图5，图4为图1沿A1-A2剖面的第二种剖面结构示意图；图5为图1沿B1-B2剖面的第二种剖面结构示意图。第一掺杂导电层122远离隧穿介质层121的一侧具有第三表面结构33，第三表面结构33包括多个微凸起结构112，微凸起结构112的尺寸小于第一凸起结构111的尺寸。
在一些实施例中，第三表面结构33包括规整形状的金字塔绒面结构以及不规则形状的黑硅。第三表面结构33的斜面可以增加入射光的内反射，从而提高基底100对入射光线的吸收利用率，进而提高太阳能电池的电池效率。
在一些实施例中，第三表面结构33的粗糙度大于第一表面结构31的粗糙度，则第一表面结构31的平整度较好，基底100的表面积较小，从而表面缺陷较少；第三表面结构33的粗糙度大，则第一电极109与第一掺杂导电层122之间的接触性能较好，从而使第一电极109与第一掺杂导电层122之间具有较高的焊接拉力，从而提高太阳能电池的良率。
在一些实施例中，微凸起结构112的形状包括金字塔形状、正弦曲线形状或者抛物线形状。
值得说明的是，微凸起结构112的尺寸的定义与第一凸起结构111的尺寸的定义相同，在这里不再赘述。
在一些实施例中，微凸起结构112的尺寸小于1um。微凸起结构112的尺寸小于890nm。微凸起结构112的尺寸小于760nm。微凸起结构112的尺寸小于620nm。微凸起结构112的尺寸小于500nm。微凸起结构112的尺寸小于320nm。如此，微凸起结构112的尺寸在上述任意范围内，微凸起结构112的尺寸较小，则第一掺杂导电层122的刻蚀时间以及刻蚀程度较小，避免对第一掺杂导电层122产生较多的刻蚀损失，以保证第一掺杂导电层122具有良好的钝化效果。
在一些实施例中，微凸起结构112的高度小于1um。微凸起结构112的高度小于910nm。微凸起结构112的高度小于810nm。微凸起结构112的高度小于590nm。微凸起结构112的高度小于430nm。微凸起结构112的高度小于220nm。如此，微凸起结构112的高度在上述任意范围内，微凸起结构112的高度较小，则第三表面结构33的粗糙度较小，钝化层104不仅位于微凸起结构112的凹陷处，也位于微凸起结构112的凸出处，从而可以较好的提供界面复合的作用。其中，微凸起结构112的高度指的是微凸起结构112远离第一表面21的最高点与底面之间的垂直距离。
此外，微凸起结构112的高度以及尺寸在上述范围内，则微凸起结构112具有较大的高宽比，微凸起结构112的斜面可以多次反射入射光线，从而提高光的利用率。
在一些实施例中，继续参考图2，太阳能电池包括：本征钝化层105，本征钝化层105位于基底100的第二表面22；第二掺杂导电层106，第二掺杂导电层106位于本征钝化层105远离基底100的一侧；第一掺杂导电层122具有第一掺杂元素，第二掺杂导电层106具有第二掺杂元素，第一掺杂元素的导电类型与第二掺杂元素的导电类型不同；透明导电层107，透明导电层107覆盖第二掺杂导电层106表面。
可以理解的是，透明导电层107具有导电性，载流子可以依次通过本征钝化层、第二掺杂导电层以及透明导电层并最终被第二电极所收集。
在一些实施例中，本征钝化层105与基底100之间相接触的界面一方面可以形成更高的开路电压，另一方面能实现更好的钝化效果，因此更易提升转换效率。
在一些实施例中，本征钝化层105的材料包括本征非晶硅、氧化硅、氮化硅或者碳化硅。本征钝化层105厚度的可选范围为大于等于2微米，小于等于10微米，其中优选为5微米。
在一些实施例中，第二掺杂导电层106包括N型掺杂或P型掺杂非晶硅、非晶氧化硅、非晶碳化硅、微晶硅、氢化微晶硅、微晶氧化硅、微晶碳化硅或者多晶硅半导体薄膜中的一种或几种叠合的复合薄膜层；第二掺杂导电层106的厚度范围为4～30nm。
其中，使用氢化微晶硅能具有更大的带隙，更窄的吸收光谱范围，故能有效提高电池的光电转换效率，并且随着晶化率提高，串联电阻降低，填充因子提高，能达到提升电池的输出电流，有效延长电池的寿命的效果。
在一些实施例中，透明导电层107可以包括锡掺杂氧化铟(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、铈掺杂氧化铟、钨掺杂氧化铟中的至少一种。
在一些实施例中，第二掺杂导电层106与基底100之间构成PN结。在PN结之间插入了本征钝化层105作为缓冲层，而且本征钝化层105对基底100表面具有良好的钝化作用，可以大幅避免载流子的复合，实现较高的少子寿命和开路电压。
在一些实施例中，第二表面22具有绒面结构，本征钝化层105、第二掺杂导电层106以及透明导电层107与绒面结构共形。通过绒面结构增加第二表面22的光线利用率，提高基底100所接受到的光线数量，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
在一些实施例中，基底100具有第三掺杂元素，第一掺杂元素的导电类型与第三掺杂元素的导电类型相同。基底100与第一掺杂导电层122之间构成钝化接触结构以及高低结，从而促使基底100内的载流子在内建电场的作用下迁移至第一掺杂导电层122，进而被电极所吸收，有利于提高电池的电池效率。
在一些实施例中，第二掺杂元素的导电类型与第三掺杂元素的导电类型相同。基底100与第二掺杂导电层106之间构成钝化接触结构以及高低结，从而促使基底100内的载流子在内建电场的作用下迁移至第二掺杂导电层106，进而被电极所吸收，有利于提高电池的电池效率。
在一些实施例中，还包括：钝化层104，钝化层104位于非电极区11的基底的第一表面以及第一掺杂导电层122表面；第一电极109，第一电极109位于电极区10，第一电极109与第一掺杂导电层122电接触；第二电极108，第二电极108位于电极区10，第二电极109与透明导电层107电接触。
在一些实施例中，钝化层104可以为单层结构或叠层结构，钝化层104的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝等材料中的一种或多种。
在一些实施例中，第一电极109可以由烧穿型浆料烧结而成。形成第一电极109的方法包括：采用丝网印刷工艺在部分钝化层104或者减反层表面印刷金属浆料。金属浆料可以包括银、率、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者。对金属浆料进行烧结工艺，在一些实施例中，金属浆料中具有玻璃等高腐蚀性成分的材料，如此，在烧结过程中，腐蚀性成分将会对钝化层104或者减反层进行腐蚀，从而使得金属浆料在钝化层104或者减反层中渗透从而与第一掺杂导电层122电接触。
在一些实施例中，第二电极108可以由烧穿型浆料烧结而成。形成第二电极108的方法包括：采用丝网印刷工艺在部分第一钝化层110或者减反层表面印刷金属浆料。金属浆料可以包括银、率、铜、锡、金、铅或者镍中的至少一者。对金属浆料进行烧结工艺，在一些实施例中，金属浆料中具有玻璃等高腐蚀性成分的材料，如此，在烧结过程中，腐蚀性成分将会对第一钝化层110或者减反层进行腐蚀，从而使得金属浆料在第一钝化层110或者减反层中渗透从而与基底100电接触。
其中，钝化层位于第一掺杂导电层表面的形貌可以如图4所示的钝化层可以并不共形第三表面结构，也可以共形第三表面结构。第一电极109与第一掺杂导电层之间的接触可以为部分接触或者完全接触，例如如图4所示的第一电极与第三表面结构的部分顶部接触，或者第一电极与完整的微凸起结构接触，再或者第一电极不仅与微凸起结构完全接触，同时与部分位于微凸起结构底部的第一掺杂导电层接触均可以。
在一些实施例中，第二表面具有绒面结构，本征钝化层、第二掺杂导电层以及透明导电层与绒面结构共形。
对于图2或者图4所示的太阳能电池，基底100内具有N型掺杂元素或者P型掺杂元素的一者，第一掺杂导电层122具有N型掺杂元素或者P型掺杂元素的另一者，如此，基底100与第一掺杂导电层122之间构成PN结，通过太阳照射在PN结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路后就产生电流。例如基底100为n型掺杂，则基底100为n区，第一掺杂导电层122为p型掺杂，则第一掺杂导电层122为P区，利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子，可视为多了一个正电荷)，与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电，所以当太阳光照射时，光能将硅原子中的电子激发出来(光电效应)，而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴均会受到内建电位的影响，分别聚集在N区及P区两段，此时外部通过电极连接起来，就能形成一个回路，从而产生电流。
对于图2或者图4所示的太阳能电池，基底100与第二掺杂导电层106之间构成PN结。
在一些实施例中，参考图6和图7，图6为图1沿A1-A2剖面的第三种剖面结构示意图；图7为图1沿B1-B2剖面的第三种剖面结构示意图，太阳能电池还包括：发射极113，发射极113位于电极区10以及非电极区11，发射极113位于基底100与隧穿介质层121之间以及基底100与钝化层104之间；发射极113与第一表面结构31以及第二表面结构32共形。
在一些实施例中，发射极113与基底100之间构成PN结，第一掺杂导电层122的第一掺杂元素的导电类型与发射极113的第五掺杂元素的导电类型相同。
在一些实施例中，参考图8，图8为图1沿A1-A2剖面的第四种剖面结构示意图，太阳能电池还包括：掺杂层114，掺杂层114位于非电极区11的基底100表面与钝化层104之间，掺杂层114的第四掺杂元素的导电类型与第一掺杂导电层122的第一掺杂元素的导电类型相同。
在一些实施例中，掺杂层与第一掺杂导电层122可以共同作为整体与基底100之间构成PN结，掺杂层与第一掺杂导电层122也可以作为钝化接触结构的一部分，通过与基底100之间构建高低结，提高载流子的传输效率。
在一些实施例中，掺杂层114的材料包括微晶硅、非晶硅、多晶硅或者碳化硅中的至少一者。
在一些实施例中，第四掺杂元素的第四掺杂浓度小于或等于第一掺杂元素的第一掺杂浓度，则非电极区11对应的掺杂层114的掺杂浓度较低，复合作用相对较小，电极区10对应的第一掺杂导电层122的掺杂浓度较高，第一电极109与第一掺杂导电层122之间的接触电阻较小，较多的掺杂元素也可以作为载流子，提高电池的传输效率。
可以理解的是，第一掺杂导电层122与掺杂层114之间可以为侧面与侧面之间部分接触、完全接触或者上下底面之间部分接触、完全接触。
本实用新型实施例提供一种太阳能电池，设置第一表面结构的粗糙度小于第二表面结构的粗糙度，则非电极区的基底表面的粗糙度高代表着非电极区的基底表面具有凹凸结构，凹凸结构可以增加入射光线的内反射，从而提高光线的利用率；电极区的基底表面的粗糙度低代表电极区的基底表面较为平整，从而沉积在其上的隧穿介质层以及第一掺杂导电层的膜层的沉积性能较好，进而具有较高的致密度，可以发挥较好的钝化效果降低电极区的基底表面的表面缺陷。正面为局部TOPCon电池结构，背面为异质结结构，改善电池的钝化效果，从而提高电池效率。
图9为本申请一实施例提供的光伏组件的一种剖面结构示意图。
相应地，根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件，参考图9，光伏组件包括：电池串，由多个如上述实施例中任一项的太阳能电池40连接而成；封装胶膜41，用于覆盖电池串的表面；盖板42，用于覆盖封装胶膜41背离电池串的表面。
具体地，在一些实施例中，多个电池串之间可以通过导电带402电连接。图9仅示意出一种太阳能电池之间的位置关系，即电池片具有相同的极性的电极的排布方向相同或者说具有每个电池片具有正极极性的电极均朝同一侧排布，从而导电带分别连接两个相邻的电池片的不同侧。在一些实施例中，电池片也可以按照不同极性的电极朝向同一侧，即相邻的多个电池片的电极分别为第一极性、第二极性、第一极性的顺序依次排序，则导电带连接同一侧的两个相邻的电池片。
在一些实施例中，电池片之间并未设置间隔，即电池片之间相互交叠。
在一些实施例中，封装胶膜41包括第一封装层以及第二封装层，第一封装层覆盖太阳能电池40的正面或者背面的其中一者，第二封装层覆盖太阳能电池40的正面或者背面的另一者，具体地，第一封装层或第二封装层的至少一者可以为聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral，简称PVB)胶膜、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)胶膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶膜等有机封装胶膜。
可以理解的是，第一封装层以及第二封装层在层压前还有分界线，在层压处理之后形成光伏组件并不会再有第一封装层以及第二封装层的概念，即第一封装层与第二封装层已经形成整体的封装胶膜41。
在一些实施例中，盖板42可以为玻璃盖板、塑料盖板等具有透光功能的盖板。具体地，盖板42朝向封装胶膜41的表面可以为凹凸表面，从而增加入射光线的利用率。盖板42包括第一盖板以及第二盖板，第一盖板与第一封装层相对，第二盖板与第二封装层相对。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。此外，本申请说明书的实施例以及所示出的附图仅为示例说明，并非本申请权利要求所保护的全部范围。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (11)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
基底，所述基底具有的第一表面以及第二表面，所述基底具有交替设置的电极区以及非电极区；所述电极区的第一表面具有第一表面结构，所述非电极区的第一表面具有第二表面结构，所述第一表面结构的粗糙度小于所述第二表面结构的粗糙度；
隧穿介质层，所述隧穿介质层覆盖所述第一表面结构；
第一掺杂导电层，所述第一掺杂导电层位于所述隧穿介质层远离所述基底的一侧；
本征钝化层，所述本征钝化层位于所述基底的第二表面；
第二掺杂导电层，所述第二掺杂导电层位于所述本征钝化层远离所述基底的一侧；所述第一掺杂导电层具有第一掺杂元素，所述第二掺杂导电层具有第二掺杂元素，所述第一掺杂元素的导电类型与所述第二掺杂元素的导电类型不同；
透明导电层，所述透明导电层覆盖所述第二掺杂导电层表面。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二表面结构包括多个第一凸起结构；所述第一掺杂导电层远离所述隧穿介质层的一侧具有第三表面结构，所述第三表面结构包括多个微凸起结构，所述微凸起结构的尺寸小于所述第一凸起结构的尺寸。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述微凸起结构的尺寸小于1um。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述微凸起结构的形状包括金字塔形状、正弦曲线形状或者抛物线形状。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一表面结构包括平整面。
6.根据权利要求1或5所述的太阳能电池，其特征在于，所述隧穿介质层以及所述第一掺杂导电层与所述第一表面结构共形。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述基底内具有第三掺杂元素，所述第一掺杂元素的导电类型与所述第三掺杂元素的导电类型相同或者所述第二掺杂元素的导电类型与所述第三掺杂元素的导电类型相同。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：发射极，所述发射极位于所述基底的第一表面，所述隧穿介质层位于所述电极区的发射极表面，所述发射极与所述第一表面结构以及所述第二表面结构共形。
9.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二表面具有绒面结构，所述本征钝化层、所述第二掺杂导电层以及所述透明导电层与所述绒面结构共形。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：第一电极，所述第一电极位于所述电极区，所述第一电极与所述第一掺杂导电层电接触；第二电极，所述第二电极位于所述电极区，所述第二电极与所述透明导电层电接触。
11.一种光伏组件，其特征在于，包括：
电池串，由多个权利要求1至10中任一项所述的太阳能电池连接而成；
封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；
盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。
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2023
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| GR01 | Patent grant | ||
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