一种局部电场太阳能电池、组件及系统的制作方法

    专利查询2026-10-07  1


    本发明属于太阳能电池,具体涉及一种局部电场太阳能电池、组件及系统。


    背景技术:

    1、局部背场topcon太阳能电池是一种高效硅太阳能电池技术,它结合了局部背场设计和topcon(tunnel oxide passivated contact)技术。局部背场topcon太阳能电池的结构主要包括正面的常规n型太阳能电池结构和背面的钝化接触结构设计。局部背场topcon太阳能电池通过优化背面钝化接触结构,能够显著提升电池的开路电压和短路电流,从而提高光电转换效率。

    2、现有技术中,大都是在基底上依次布置隧穿层和导电传输层,然后需要将非电极区域的隧穿层和导电传输层去除,才能进一步在非电极区域内布置钝化层,由于电极区域和非电极区域中的隧穿层和导电传输层是整体在同一高度面的,在化学试剂刻蚀去除非电极区域的隧穿层和导电传输层的同时,由于刻蚀工艺难以把控,化学试剂难免也会接触到相邻的电极区域的隧穿层和导电传输层,这将导致电极区域的部分导电传输层也被刻蚀减少,从而会降低电池发电效率和容易产生漏电现象。同时,所得到的电池在非电极区域内仅有钝化层,这使得非电极区域的钝化性能相对不足,降低了非电极区域的钝化导电效果。


    技术实现思路

    1、针对上述不足,本发明公开了一种局部电场太阳能电池、组件及系统,解决因非电极区域的钝化性能不足,而降低非电极区域钝化导电效果的问题。

    2、本发明是采用如下技术方案实现的:

    3、一种局部电场太阳能电池,其包括硅基底;所述硅基底的一面划分为电极区域和非电极区域,并且电极区域和非电极区域交错布置;所述电极区域内包括有硅基底、第一隧穿层、第一导电传输层、第一电极,所述第一隧穿层设置在硅基底上,所述第一导电传输层设置在所述第一隧穿层上,所述第一电极设置在所述第一导电传输层上;所述非电极区域内包括硅基底、钝化层、第二隧穿层,所述钝化层设置在硅基底上,所述第二隧穿层设置在所述钝化层上;所述钝化层设置有开口,所述钝化层的开口与硅基底围成了一个凹槽,第一隧穿层和第一导电传输层整体位于凹槽内,所述第一隧穿层与第二隧穿层同步形成且在硅基底厚度方向上处于不同的高度,所述第一隧穿层与第二隧穿层可以没有接触;所述钝化层的厚度大于所述第一隧穿层和第一导电传输层的厚度之和。

    4、进一步的优化,所述第二隧穿层外还设有第二导电传输层;所述第一导电传输层与第二导电传输层同步形成且在硅基底厚度方向上处于不同的高度且没有接触。将第二导电传出层和第二隧穿层一起作为外层设置在背面钝化层上,进一步增强了电池的钝化效果,提升了电池钝化性能。

    5、进一步的优化,所述硅基底为p型晶体硅基底和n型晶体硅基底中的任意一种。

    6、进一步的优化,所述钝化层的厚度为60~300nm;所述第一隧穿层的厚度为1~2nm;所述第一导电传输层的厚度为50~200nm。

    7、进一步的优化,所述硅基底的另一面包括第三导电传输层、钝化减反层和第二电极,所述第三导电传输层设置在所述硅基底上,所述钝化减反层设置在所述第三导电传输层上,所述第二电极设置在所述第三导电传输层上。

    8、进一步的优化,所述第一隧穿层和第二隧穿层为掺杂多晶硅层。

    9、进一步的优化,所述第一隧穿层和第二隧穿层同步形成。

    10、进一步的优化,所述第三导电传输层为发射极。

    11、本发明还提供一种局部电场太阳能电池组件,其包括上述的局部电场太阳能电池。

    12、本发明还提供一种局部电场太阳能电池系统,其包括所述的局部电场太阳能电池组件。

    13、本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果:

    14、1、本发明设计的局部电场太阳能电池结构,在钝化层开口,使得同步制备得到的第一隧穿层和第二隧穿层在电极区域和非电极区域内处于不同高度位置,一方面在电极区域内的第一隧穿层可以实现隧穿功能,另一方面第二隧穿层作为外层设置在背面的钝化层上,进一步增强了电池的钝化效果,提升了电池钝化性能。

    15、2、本发明采用不同于现有技术的工艺,在局部电场太阳能电池的一面设置了不同高度的第一导电传输层和第二导电传输层,它们互相独立不影响,即便要用化学液体去除第二导电传输层,也不会影响到不同高度且设置在凹槽内并被掩膜覆盖的第一导电传输层,保护第一导电传输层不受损坏,避免电极区域的部分导电传输层也被刻蚀减少从而会降低电池发电效率和避免产生漏电现象。

    16、3、本发明可以不必清除第二隧穿层,甚至也可以不必清除第二导电传输层,相对于现有技术中要做局部钝化接触结构时必须清除部分隧穿层和导电传输层而言,节省了清洗时所需的化学液体,降低了生产成本。本发明根据电池设计需求和实际生产工艺的要求,合理调控局部电场太阳能电池的各层厚度,以确保最佳的光吸收和电荷载流子的传输效率。



    技术特征:

    1.一种局部电场太阳能电池,包括硅基底(1),其特征在于:所述硅基底(1)的一面划分为电极区域和非电极区域,并且电极区域和非电极区域交错布置;所述电极区域内包括有硅基底(1)、第一隧穿层(2)、第一导电传输层(3)、第一电极(4),所述第一隧穿层(2)设置在硅基底(1)上,所述第一导电传输层(3)设置在所述第一隧穿层(2)上,所述第一电极(4)设置在所述第一导电传输层(3)上;所述非电极区域内包括硅基底(1)、钝化层(5)、第二隧穿层(6),所述钝化层(5)设置在硅基底(1)上,所述第二隧穿层(6)设置在所述钝化层(5)上;所述钝化层(5)设置有开口,所述钝化层(5)的开口与硅基底(1)围成了一个凹槽,所述第一隧穿层(2)和第一导电传输层(3)整体位于凹槽内,所述第一隧穿层(2)与第二隧穿层(6)同步形成且在硅基底(1)厚度方向上处于不同的高度;所述钝化层(5)的厚度大于所述第一隧穿层(2)和第一导电传输层(3)的厚度之和。

    2.根据权利要求1所述的局部电场太阳能电池,其特征在于:所述第二隧穿层(6)外还设有第二导电传输层(7);所述第一导电传输层(3)与第二导电传输层(7)同步形成且在硅基底(1)厚度方向上处于不同的高度且没有接触。

    3.根据权利要求1所述的局部电场太阳能电池,其特征在于:所述硅基底(1)为p型晶体硅基底和n型晶体硅基底中的任意一种。

    4.根据权利要求2所述的局部电场太阳能电池,其特征在于:所述钝化层(5)的厚度为60~300nm;所述第一隧穿层(2)的厚度为1~2nm;所述第一导电传输层(3)的厚度为50~200nm。

    5. 根据权利要求1所述的局部电场太阳能电池,其特征在于: 所述硅基底(1)的另一面包括第三导电传输层(8)、钝化减反层(11)和第二电极(10),所述第三导电传输层(8)设置在所述硅基底(1)上,所述钝化减反层(11)设置在所述第三导电传输层(8)上,所述第二电极(10)设置在所述第三导电传输层(8)上。

    6.根据权利要求1所述的局部电场太阳能电池,其特征在于:所述第一隧穿层(2)和第二隧穿层(6)为掺杂多晶硅层。

    7.根据权利要求1所述的局部电场太阳能电池,其特征在于:所述第一隧穿层(2)和第二隧穿层(6)同步形成。

    8.根据权利要求5所述的局部电场太阳能电池,其特征在于:所述第三导电传输层(8)为发射极。

    9.一种局部电场太阳能电池组件,其特征在于:其包括权利要求1~8中任一项所述的局部电场太阳能电池。

    10.一种局部电场太阳能电池系统,其特征在于:其包括权利要求9中所述的局部电场太阳能电池组件。


    技术总结
    本发明公开了一种局部电场太阳能电池、组件及系统,所述局部电场太阳能电池包括硅基底;所述硅基底的一面划分为电极区域和非电极区域;所述电极区域内包括有硅基底、第一隧穿层、第一导电传输层、第一电极,所述第一隧穿层设置在硅基底上,所述第一导电传输层设置在所述第一隧穿层上;所述非电极区域内包括硅基底、钝化层、第二隧穿层,所述钝化层设置在硅基底上,所述第二隧穿层设置在所述钝化层上;所述钝化层的厚度大于所述第一隧穿层和第一导电传输层的厚度之和;所述第一隧穿层与第二隧穿层在硅基底厚度方向上处于不同的高度。本发明可以解决因非电极区域的钝化性能不足,而降低非电极区域钝化导电效果的问题。

    技术研发人员:王建文,廖志远,胡朝冰,刘晓萌,黄立峰
    受保护的技术使用者:广西沐邦高科新能源有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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