CN220963358U - 太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池。太阳能电池的钝化层上的导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构，钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)，使得导电层能够附着于钝化层的表面，同时钝化层覆盖导电层的区域表面更多地是与导电结构接触，避免了粘结体对钝化层的过度腐蚀，保持钝化层表面整体平整，提高太阳能电池的开路电压，进而提高光电转换效率。

Description

太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池。

背景技术

相较于煤、石油等化石能源，太阳能取之不尽，用之不竭，是新能源开发的热点方向之一。目前，太阳能电池中，晶体硅太阳能电池占有大多数份额，其中，TOPCon电池(钝化接触电池)由于其优异的光电转换效率以及较低的制造成本，得到了快速的发展。TOPCon电池正面和背面的钝化层上设置有电极用于收集并导出光生载流子。研究发现，电极尤其是主栅中玻璃粘结料对钝化层有一定的腐蚀，导致太阳能电池的开路电压(U_oc)下降。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种太阳能电池，以解决栅线对钝化层腐蚀而使太阳能电池的开路电压下降的问题。

一种太阳能电池，包括电池主体、钝化层以及导电层，所述电池主体具有正面和背面，所述正面和/或所述背面设置有所述钝化层，所述导电层设置在所述钝化层上，所述导电层包括玻璃粘结层以及陷设于所述玻璃粘结层中的导电结构，所述钝化层和所述玻璃粘结层的接触区域面积与所述钝化层和所述导电结构的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)。

在其中一个实施例中，所述电池主体包括基底，所述电池主体的正面设置有发射极，所述发射极设置在所述基底上，所述电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，所述隧穿氧化层设置在所述基底上，所述多晶硅层设置在所述隧穿氧化层远离所述基底的一侧上。

在其中一个实施例中，所述发射极上设置有第一钝化层，所述多晶硅层上设置有第二钝化层，所述第一钝化层和所述第二钝化层上分别设置有所述导电层。

在其中一个实施例中，所述导电层为沿所述钝化层的表面延伸的线状结构或分布于所述钝化层的表面的网状结构。

在其中一个实施例中，所述导电结构和所述玻璃粘结层的体积之比为(7～8)∶(2～3)。

在其中一个实施例中，所述导电结构包括多个导电颗粒。

在其中一个实施例中，所述导电颗粒的粒径为10nm～500nm。

在其中一个实施例中，所述钝化层表面形成有多个分别嵌设有所述玻璃粘结层的凹坑。

在其中一个实施例中，所述凹坑的深度与所述钝化层的厚度之比为1∶(10～100)。

在其中一个实施例中，多个所述凹坑之间相切或相离。

与传统方案相比，上述太阳能电池具有以下有益效果：

经过研究发现，电极对钝化层造成腐蚀，主要是由于电极中玻璃粘结层的含铅成分对钝化层存在腐蚀，使得开路电压下降。上述的太阳能电池中，钝化层上设置导电层以传输产生的载流子，导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构，玻璃粘结层连接于钝化层使得导电层能够附着于钝化层的表面，通过控制钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)，避免了玻璃粘结层对钝化层的过度腐蚀，保持钝化层表面整体平整，提高太阳能电池的开路电压，进而提高光电转换效率。

附图说明

图1为一实施例的太阳能电池的结构示意图；

图2为图1所示太阳能电池中导电层与钝化层连接的结构示意图。

附图标记说明：

100、太阳能电池；110、电池主体；111、基底；112、发射极；113、隧穿氧化层；114、多晶硅层；120、钝化层；130、导电层；1301、导电结构；1302、玻璃粘结层；121、第一钝化层；122、第二钝化层；131、第一导电层；132、第二导电层。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者顺序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1和图2所示，本实用新型一实施例的太阳能电池100包括电池主体110、钝化层120以及导电层130。

电池主体110具有正面和背面，正面和/或背面设置有钝化层120。导电层130设置在钝化层120上。导电层130包括导电结构1301和玻璃粘结层1302，导电结构1301陷设于玻璃粘结层1302中。钝化层120和玻璃粘结层1302的接触区域面积与钝化层120和导电结构1301的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)。

上述太阳能电池100中，钝化层120上设置导电层130以传输产生的载流子，导电层130包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构1301，玻璃粘结层连接于钝化层120使得导电层130能够附着于钝化层120的表面，通过控制钝化层120和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层120和导电结构1301的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)，避免了玻璃粘结层对钝化层120的过度腐蚀，保持钝化层120表面整体平整，提高太阳能电池100的开路电压，进而提高光电转换效率。

其中，钝化层120可以为但不限于氮化硅层。导电层130可以包括主栅、细栅等。在其中一些示例中，导电层130为沿钝化层120的表面延伸的线状结构。在其中一些示例中，导电层130为分布于钝化层120的表面的网状结构。

在其中一些示例中，钝化层120和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层120和导电结构1301的接触区域面积之比为(3～9)∶(91～97)。进一步地，在其中一些示例中，钝化层120和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层120和导电结构1301的接触区域面积之比(4～8)∶(92～96)。

在其中一些示例中，导电结构1301和玻璃粘结层1302的体积之比为(7～8)∶(2～3)。控制导电结构1301和玻璃粘结层1302的体积之比在上述范围内，减少导电层130总体上导电结构1301的用量，从而降低成本，只要在导电层130与钝化层120表面的接触区域，控制钝化层120和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层120和导电结构1301的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)即可。进一步地，在其中一些示例中，导电结构1301和玻璃粘结层1302的体积之比为(7.2～7.8)∶(2.2～2.8)。在一些具体示例中，导电结构1301和玻璃粘结层1302的体积之比为7∶3、7.2∶2.8、7.4∶2.6、7.5∶2.5、7.8∶2.2、8∶2等。

在其中一些示例中，导电结构1301包括多个导电颗粒。导电颗粒可以是但不限于银颗粒、金颗粒、铜颗粒等。在其中一些示例中，导电颗粒为银颗粒，其导电性优异，并且成本相对较低。

导电颗粒例如为球状颗粒。导电颗粒的粒径例如为但不限于10nm～500nm。在其中一些示例中，导电颗粒的粒径为20nm～400nm。进一步地，在其中一些示例中，导电颗粒的粒径为50nm～300nm。进一步地，在其中一些示例中，导电颗粒的粒径为80nm～250nm。进一步地，在其中一些示例中，导电颗粒的粒径为100nm～200nm。

较优地，多个导电颗粒之间相切或相离。即相连接的两个导电颗粒之间相切接触，通过相邻的导电颗粒的相切接触，使得电流沿导电层130能够导通，玻璃粘结层1302将相邻的导电颗粒进行稳固连接。

在其中一个实施例中，钝化层120表面形成有多个分别嵌设有玻璃粘结层1302的凹坑。凹坑的表面为球面或者近似于球面。较优地，多个凹坑之间相切或相离。

较优地，凹坑的深度与钝化层120的厚度之比为1∶(10～100)。通过控制凹坑的深度与钝化层120的厚度之比，避免过多损耗钝化层120，使太阳电池保持较高的开路电压及光电转换效率。在其中一些示例中，凹坑的深度与钝化层120的厚度之比为1∶(20～90)。进一步地，在其中一些示例中，凹坑的深度与钝化层120的厚度之比为1∶(30～90)。在一些具体示例中，凹坑的深度与钝化层120的厚度之比为1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80、1∶90、1∶100等。

如图1所示，在其中一些示例中，电池主体110包括基底111。基底111例如为N型硅基底。电池主体110的正面设置有发射极112，发射极112设置在基底111上。电池主体110的背面设置有隧穿氧化层113以及多晶硅层114，隧穿氧化层113设置在基底111上，多晶硅层114设置在隧穿氧化层113远离基底111的一侧上。

其中，发射极112远离基底111的一侧上设置有第一钝化层121。第一钝化层121上设置有第一导电层131。第一导电层131的局部或者全部可采用上述的导电层131，例如第一导电层130中的主栅部分采用上述的导电层130。

多晶硅层114远离隧穿氧化层113的一侧上设置有第二钝化层122。第二钝化层122上设置有第二导电层132。第二导电层132的局部或者全部可采用上述的导电层130，例如第二导电层132中的主栅部分采用上述的导电层130。

下面提供具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于下述实施例。

实施例1

本实施例提供一种太阳能电池，包括电池主体。电池主体包括基底，基底为N型基底。电池主体的正面设置有发射极，发射极设置在基底上。电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，隧穿氧化层设置在基底上，多晶硅层设置在隧穿氧化层远离基底的一侧上。其中，发射极远离基底的一侧上设置有第一钝化层。多晶硅层远离隧穿氧化层的一侧上设置有第二钝化层。第一钝化层和第二钝化层上分别设置有导电层。

其中，导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构。导电结构和玻璃粘结层的体积之比为8∶2。导电结构包括粒径约为10nm～500nm的银颗粒。多个导电结构之间相切或相离。

各钝化层表面形成有多个分别嵌设有玻璃粘结层的凹坑，多个凹坑之间相切或相离。钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为2∶98。凹坑的深度与钝化层的厚度之比为1∶100。

实施例2

本实施例提供一种太阳能电池，包括电池主体。电池主体包括基底，基底为N型基底。电池主体的正面设置有发射极，发射极设置在基底上。电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，隧穿氧化层设置在基底上，多晶硅层设置在隧穿氧化层远离基底的一侧上。其中，发射极远离基底的一侧上设置有第一钝化层。多晶硅层远离隧穿氧化层的一侧上设置有第二钝化层。第一钝化层和第二钝化层上分别设置有导电层。

其中，导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构。导电结构和玻璃粘结层的体积之比为7∶3。导电结构包括粒径约为10nm～500nm的银颗粒。多个导电结构之间相切或相离。

各钝化层表面形成有多个分别嵌设有玻璃粘结层的凹坑，多个凹坑之间相切或相离。钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为10∶90。凹坑的深度与钝化层的厚度之比为1∶10。

实施例3

本实施例提供一种太阳能电池，包括电池主体。电池主体包括基底，基底为N型基底。电池主体的正面设置有发射极，发射极设置在基底上。电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，隧穿氧化层设置在基底上，多晶硅层设置在隧穿氧化层远离基底的一侧上。其中，发射极远离基底的一侧上设置有第一钝化层。多晶硅层远离隧穿氧化层的一侧上设置有第二钝化层。第一钝化层和第二钝化层上分别设置有导电层。

其中，导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构。导电结构和玻璃粘结层的体积之比为7.5∶2.5。导电结构包括粒径约为10nm～500nm的银颗粒。多个导电结构之间相切或相离。

各钝化层表面形成有多个分别嵌设有玻璃粘结层的凹坑，多个凹坑之间相切或相离。钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为5∶95。凹坑的深度与钝化层的厚度之比为1∶60。

对比例1

本实施例提供一种太阳能电池，包括电池主体。电池主体包括基底，基底为N型基底。电池主体的正面设置有发射极，发射极设置在基底上。电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，隧穿氧化层设置在基底上，多晶硅层设置在隧穿氧化层远离基底的一侧上。其中，发射极远离基底的一侧上设置有第一钝化层。多晶硅层远离隧穿氧化层的一侧上设置有第二钝化层。第一钝化层和第二钝化层上分别设置有导电层。

其中，导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构。导电结构和玻璃粘结层的体积之比为6.5∶4.5。导电结构包括粒径约为10nm～500nm的银颗粒。多个导电结构之间相切或相离。

各钝化层表面形成有多个分别嵌设有玻璃粘结层的凹坑，多个凹坑之间相切或相离。钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为20∶80。凹坑的深度与钝化层的厚度之比为1∶60。

对比例2

本对比例提供的太阳能电池，包括电池主体。电池主体包括基底，基底为N型基底。电池主体的正面设置有发射极，发射极设置在基底上。电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，隧穿氧化层设置在基底上，多晶硅层设置在隧穿氧化层远离基底的一侧上。其中，发射极远离基底的一侧上设置有第一钝化层。多晶硅层远离隧穿氧化层的一侧上设置有第二钝化层。第一钝化层和第二钝化层上分别设置有导电层。

其中，导电层包括玻璃粘结层以及陷设于玻璃粘结层中的导电结构。导电结构和玻璃粘结层的体积之比为4∶6。导电结构包括粒径约为10nm～500nm的银颗粒。多个导电结构之间相切或相离。

各钝化层表面形成有多个分别嵌设有玻璃粘结层的凹坑，多个凹坑之间相切或相离。钝化层和玻璃粘结层的接触区域面积与钝化层和导电结构的接触区域面积之比为70∶30。凹坑的深度与钝化层的厚度之比为1∶2。

对上述实施例1～3以及对比1～2的太阳能电池100进行性能测试以及非硅成本测算，结果如表1所示。

表1

实施例1～3与对比例1～2相比，提升开路电压2mV以上，光电转换效率整体提升约0.2个百分点，同时，非硅成本降低2％～5％。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括电池主体、钝化层以及导电层，所述电池主体具有正面和背面，所述正面和/或所述背面设置有所述钝化层，所述导电层设置在所述钝化层上，所述导电层包括玻璃粘结层以及陷设于所述玻璃粘结层中的导电结构，所述钝化层和所述玻璃粘结层的接触区域面积与所述钝化层和所述导电结构的接触区域面积之比为(2～10)∶(90～98)。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述电池主体包括基底，所述电池主体的正面设置有发射极，所述发射极设置在所述基底上，所述电池主体的背面设置有隧穿氧化层以及多晶硅层，所述隧穿氧化层设置在所述基底上，所述多晶硅层设置在所述隧穿氧化层远离所述基底的一侧上。

3.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述发射极上设置有第一钝化层，所述多晶硅层上设置有第二钝化层，所述第一钝化层和所述第二钝化层上分别设置有所述导电层。

4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述导电层为沿所述钝化层的表面延伸的线状结构或分布于所述钝化层的表面的网状结构。

5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述导电结构和所述玻璃粘结层的体积之比为(7～8)∶(2～3)。

6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述导电结构包括多个导电颗粒。

7.如权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述导电颗粒的粒径为10nm～500nm。

8.如权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述钝化层表面形成有多个分别嵌设有所述玻璃粘结层的凹坑。

9.如权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述凹坑的深度与所述钝化层的厚度之比为1∶(10～100)。

10.如权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，多个所述凹坑之间相切或相离。