太阳能电池及其制备方法、光伏组件与流程

    专利查询2026-06-12  7


    本技术实施例涉及光伏领域,特别涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件。


    背景技术:

    1、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。

    2、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。

    3、然而,在制备太阳能电池过程中,由于不同区域的膜层设置不同以及配合关系,需要多次掩膜以及刻蚀从而获得较为准确的结构,导致整个太阳能电池的制备方法较为繁琐,进而限制太阳能电池的效率的进一步提升。


    技术实现思路

    1、本技术实施例提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件,至少有利于提高太阳能电池的电池效率。

    2、根据本技术一些实施例,本技术实施例一方面提供一种太阳能电池,包括:提供基底,所述基底具有交替排布的电极区以及非电极区,所述基底上具有叠层结构,所述叠层结构位于所述电极区以及所述非电极区,所述叠层结构包括依次层叠的第一隧穿介质层、第一半导体膜以及初始介质层;所述电极区的所述初始介质层表面具有第二掺杂导电层;去除所述非电极区的所述初始介质层,保留位于所述电极区的所述初始介质层作为第二隧穿介质层;采用湿法刻蚀工艺,刻蚀去除所述非电极区的部分厚度的所述第一半导体膜,剩余的所述第一半导体膜作为第一掺杂导电层;其中,所述湿法刻蚀工艺包括:提供刻蚀液,部分厚度的所述第一半导体膜被所述刻蚀液氧化以形成氧化层,且所述刻蚀液还用于去除所述氧化层;形成钝化层,所述钝化层位于所述电极区的第二掺杂导电层的表面以及所述非电极区的所述第一掺杂导电层的表面;形成电极,所述电极位于所述电极区,所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述第二掺杂导电层电接触。

    3、在一些实施例中,未经过湿法刻蚀工艺的第一半导体膜远离所述基底的表面具有第一粗糙度,位于所述非电极区的所述第一掺杂导电层远离所述基底的表面具有第二粗糙度,所述第一粗糙度大于所述第二粗糙度。

    4、在一些实施例中,在进行湿法刻蚀工艺之后还包括:对所述第一掺杂导电层的表面、所述第二隧穿介质层的侧面以及第二掺杂导电层的侧面进行修复处理。

    5、在一些实施例中,所述修复处理包括rca清洗处理。

    6、在一些实施例中,所述刻蚀液包括第一刻蚀液以及第二刻蚀液,所述第一刻蚀液用于氧化部分厚度的所述第一半导体膜以形成所述氧化层,所述第二刻蚀液用于去除所述氧化层,所述第二刻蚀液为碱溶液。

    7、在一些实施例中,所述碱溶液的浓度为0.8%~2%。

    8、在一些实施例中,所述第二刻蚀液包括双氧水。

    9、在一些实施例中,所述湿法刻蚀工艺还包括:提供反应气体,部分厚度的所述第一半导体膜还被所述反应气体氧化以形成所述氧化层。

    10、在一些实施例中,所述氧化气体包括氧气、臭氧以及氯气。

    11、在一些实施例中,采用所述湿法刻蚀工艺去除所述电极区的所述初始介质层与刻蚀去除所述非电极区的部分厚度的所述第一半导体膜;所述刻蚀液还包括第三刻蚀液,所述第三刻蚀液用于去除所述初始介质层。

    12、在一些实施例中,所述第三刻蚀液与所述第二刻蚀液为同一刻蚀液。

    13、在一些实施例中,所述刻蚀去除的部分厚度的所述第一半导体膜中所述部分厚度的范围为20nm~45nm。

    14、在一些实施例中,在去除所述电极区的所述初始介质层之前还包括:在所述电极区的所述第二掺杂导电层表面形成掩膜层;在形成钝化层之前还包括:去除所述掩膜层。

    15、在一些实施例中,采用印刷工艺形成所述掩膜层。

    16、在一些实施例中,所述湿法刻蚀工艺还用于去除所述掩膜层。

    17、根据本技术一些实施例,本技术实施例另一方面还提供一种采用上述实施例任一项所述的太阳能电池的制备方法所制备的太阳能电池,包括:基底,所述基底的表面包括间隔设置的电极区以及非电极区,所述电极区以及所述非电极区的基底上具有层叠的第一隧穿介质层以及第一掺杂导电层;所述电极区的所述第一掺杂导电层表面具有层叠的第二隧穿介质层以及第二掺杂导电层;钝化层,所述钝化层位于所述电极区的第二掺杂导电层的表面以及所述非电极区的所述第一掺杂导电层的表面;电极,所述电极位于所述电极区,所述电极贯穿所述钝化层的厚度与所述第二掺杂导电层电接触。

    18、在一些实施例中,所述第一掺杂导电层包括位于所述电极区的第一膜层以及位于所述非电极区的第二膜层,所述第一膜层的厚度大于所述第二膜层的厚度。

    19、在一些实施例中,所述第一膜层远离所述基底的表面具有第三粗糙度,所述第二膜层远离所述基底的表面具有第四粗糙度,所述第三粗糙度大于所述第四粗糙度。

    20、在一些实施例中,所述第一掺杂导电层内具有第一掺杂离子,所述第二掺杂导电层内具有第二掺杂离子,所述第一掺杂离子的第一掺杂浓度小于所述第二掺杂离子的第二掺杂浓度。

    21、根据本技术一些实施例,本技术实施例再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。

    22、本技术实施例提供的技术方案至少具有以下优点:

    23、本技术实施例提供的技术方案中,采用湿法刻蚀工艺以及通过一步湿法刻蚀工艺中的刻蚀液氧化处理部分厚度的第一半导体膜,并通过刻蚀液去除氧化层,从而实现去除部分厚度的第一半导体膜,节省了更多的步骤以及降低了第一半导体膜在较长的等待时间的氧化程度。第二,由于湿法刻蚀工艺去除了部分厚度的第一半导体膜,则可以去除第一半导体膜表面的表面缺陷,从而改善所形成的第一掺杂导电层的表面粗糙度,进而提高了第一掺杂导电层的钝化性能。第一掺杂导电层的表面粗糙度较小,则沉积在其上的钝化层的膜层的性能也会较好,钝化层与第一掺杂导电层之间的界面接触也较好,从而使钝化层可以对第一掺杂导电层以及基底进行较好的钝化效果,改善基底以及第一掺杂导电层的表面复合中心,从而提高电池效率。

    24、此外,本技术实施例提供的技术方案中,通过湿法刻蚀工艺对非电极区的第一掺杂导电层进行减薄,而不对电极区的第一掺杂导电层进行刻蚀,如此,减少了非电极区的第一掺杂导电层的厚度,可以降低非电极区的第一掺杂导电层的光学吸收,从而提高电池的电池效率;对于电极区的第一掺杂导电层而言,厚度较厚,从而提供较多的掺杂离子提高电流的迁移速率。较厚的第一掺杂导电层还用于降低电极烧穿第一掺杂导电层的风险,从而提高电池效率。


    技术特征:

    1.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,未经过湿法刻蚀工艺的第一半导体膜远离所述基底的表面具有第一粗糙度,位于所述非电极区的所述第一掺杂导电层远离所述基底的表面具有第二粗糙度,所述第一粗糙度大于所述第二粗糙度。

    3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在进行湿法刻蚀工艺之后还包括:对所述第一掺杂导电层的表面、所述第二隧穿介质层的侧面以及第二掺杂导电层的侧面进行修复处理。

    4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述修复处理包括rca清洗处理。

    5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述刻蚀液包括第一刻蚀液以及第二刻蚀液,所述第一刻蚀液用于氧化部分厚度的所述第一半导体膜以形成所述氧化层,所述第二刻蚀液用于去除所述氧化层,所述第二刻蚀液为碱溶液。

    6.根据权利要求5所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述碱溶液的浓度为0.8%~2%。

    7.根据权利要求5所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述第二刻蚀液包括双氧水。

    8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述湿法刻蚀工艺还包括:提供反应气体,部分厚度的所述第一半导体膜还被所述反应气体氧化以形成所述氧化层。

    9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述氧化气体包括氧气、臭氧以及氯气。

    10.根据权利要求5所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,采用所述湿法刻蚀工艺去除所述电极区的所述初始介质层与刻蚀去除所述非电极区的部分厚度的所述第一半导体膜;所述刻蚀液还包括第三刻蚀液,所述第三刻蚀液用于去除所述初始介质层。

    11.根据权利要求10所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述第三刻蚀液与所述第二刻蚀液为同一刻蚀液。

    12.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述刻蚀去除的部分厚度的所述第一半导体膜中所述部分厚度的范围为20nm~45nm。

    13.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在去除所述电极区的所述初始介质层之前还包括:在所述电极区的所述第二掺杂导电层表面形成掩膜层;在形成钝化层之前还包括:去除所述掩膜层。

    14.根据权利要求13所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,采用印刷工艺形成所述掩膜层。

    15.根据权利要求13所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述湿法刻蚀工艺还用于去除所述掩膜层。

    16.一种采用权利要求1-15任一项所述的太阳能电池的制备方法所制备的太阳能电池,其特征在于,包括:

    17.根据权利要求16所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂导电层包括位于所述电极区的第一膜层以及位于所述非电极区的第二膜层,所述第一膜层的厚度大于所述第二膜层的厚度。

    18.根据权利要求17所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一膜层远离所述基底的表面具有第三粗糙度,所述第二膜层远离所述基底的表面具有第四粗糙度,所述第三粗糙度大于所述第四粗糙度。

    19.根据权利要求16所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂导电层内具有第一掺杂离子,所述第二掺杂导电层内具有第二掺杂离子,所述第一掺杂离子的第一掺杂浓度小于所述第二掺杂离子的第二掺杂浓度。

    20.一种光伏组件,其特征在于,包括:


    技术总结
    本申请实施例涉及光伏领域,提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件,制备方法包括提供基底,基底具有交替排布的电极区以及非电极区,电极区以及非电极区具有依次层叠的第一隧穿介质层以及第一半导体膜,形成位于电极区的第二隧穿介质层以及第二掺杂导电层;采用湿法刻蚀工艺,刻蚀去除非电极区的部分厚度的第一半导体膜,剩余的第一半导体膜作为第一掺杂导电层;其中,湿法刻蚀工艺包括:提供刻蚀液,部分厚度的第一半导体膜被刻蚀液氧化以形成氧化层,且刻蚀液还用于去除氧化层;形成钝化层,钝化层位于电极区的第二掺杂导电层的表面以及非电极区的第一掺杂导电层的表面;形成位于电极区的电极,电极贯穿钝化层与第二掺杂导电层电接触。

    技术研发人员:于琨,刘长明,张昕宇,王晓凡,祝亮亮,王健达
    受保护的技术使用者:晶科能源(海宁)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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