背接触太阳能电池、电池组件和光伏系统的制作方法
未命名
09-06
阅读:117
评论:0
1.本技术涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种背接触太阳能电池、电池组件和光伏系统。
背景技术:
2.背接触太阳能电池是一种将发射极和基极接触电极均放置在电池背面的电池,该电池的受光面无任何金属电极遮挡,从而有效增加了电池片的短路电流。
3.在现有技术中,背接触太阳能电池背面上的p/n掺杂区通常通过衬底隔绝,同时,后道工艺例如:iv测试、组件排版的定位识别采取则直接捕抓背接触太阳能电池的背面p/n图形以实现定位。然而,直接采用背面p/n图形识别难度较高,容易引起一定的定位失效,进而减低电池/组件良率,增加了产品成本。
技术实现要素:
4.本技术提供一种背接触太阳能电池、电池组件和光伏系统,旨在解决现有技术中的背接触太阳能电池在工艺中采用背面p/n图形识别难度较高,容易引起一定的定位失效,进而减低电池/组件良率,增加了产品成本的技术问题。
5.本技术是这样实现的,本技术实施例的背接触太阳能电池包括:
6.硅基底,所述硅基底的背面包括交替设置的第一区域和第二区域,至少一个所述第二区域包括沟槽区域和非沟槽区域,所述非沟槽区域处形成有至少一个第一内陷区域;
7.第一掺杂层,所述第一掺杂层设置在所述第一区域以及所述非沟槽区域中除所述第一内陷区域以外的区域上;和
8.设于所述第一内陷区域表面的第二掺杂层,所述第二掺杂层与所述第一掺杂层复合接触,所述第二掺杂层与所述第一掺杂层的极性相反。。
9.更进一步地,在单个所述第二区域中,所述非沟槽区域的数量为多个,多个所述非沟槽区域间隔设置。
10.更进一步地,在单个所述第二区域中,相邻两个所述非沟槽区域的间距为1cm-25cm。
11.更进一步地,形成有所述非沟槽区域的所述第二区域的数量为单个或者多个。
12.更进一步地,在所述第二区域的长度方向上,所述非沟槽区域的长度为0.05cm-10cm。
13.更进一步地,在所述第二区域的长度方向上,所有所述非沟槽区域的长度之和与所述硅基底的背面总面积之比为0.003cm/cm
2-1.8cm/cm2。
14.更进一步地,在单个所述第二区域中,所述非沟槽区域的数量为m个,在所述第二区域的长度方向上,m个所述非沟槽区域的长度的总和与所述第二区域的长度的比值为0.005-0.5,其中,m为大于或者等于1的正整数。
15.更进一步地,所述第一掺杂层为掺杂多晶硅层,所述第一掺杂层与所述硅基底之
间设有薄介电层。
16.更进一步地,所述第一内陷区域内填充还有第一铝硅合金层,所述第一铝硅合金层与所述第二掺杂层接触。
17.更进一步地,所述背接触太阳能电池还包括覆盖所述第一区域和所述第二区域的钝化膜层,所述钝化膜层上与所述第一内陷区域对应的位置开设有第一开口,所述第一内陷区域的宽度大于所述第一开口的宽度且所述第一内陷区域在厚度方向上的正投影面积大于所述第一开口在厚度方向上的正投影面积。
18.更进一步地,所述背接触太阳能电池还包括覆盖所述第一区域和所述第二区域的钝化膜层,所述沟槽区域内沿所述第二区域的长度方向形成有若干第二内陷区域,若干所述第二内陷区域间隔设置且所述第二内陷区域与所述第一内陷区域间隔,所述钝化膜层上与所述第二内陷区域对应的位置开设有第二开口,所述第二内陷区域的宽度大于所述第二开口的宽度且所述第二内陷区域在厚度方向上的正投影面积大于所述第二开口在厚度方向上的正投影面积,所述第二内陷区域的表面设有第三掺杂层,所述第三掺杂层的极性与所述第二掺杂层的极性相同。
19.更进一步地,所述第二内陷区域内填充有第二铝硅合金层,所述第二铝硅合金层与所述第三掺杂层接触。
20.更进一步地,所述第一内陷区域的表面积大于所述第一内陷区域在厚度方向上的正投影面积的1.05;
21.和/或,所述第二内陷区域的表面积大于所述第二内陷区域在厚度方向上的正投影面积的1.05。
22.更进一步地,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域的长度小于1000um,宽度小于100um;
23.和/或,沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域的长度小于1000um,宽度小于100um。
24.更进一步地,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域两端的宽度大于中间的宽度;和/或
25.沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域两端的宽度大于中间的宽度。
26.更进一步地,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域两端的宽度大于中间的宽度的1.2倍;
27.和/或,沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域两端的宽度大于中间的宽度的1.2倍。
28.更进一步地,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上;和/或
29.沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上。
30.本技术还提供一种电池组件,所述电池组件包括上述任一项所述的背接触太阳能电池。
31.本技术还提供一种光伏系统,所述光伏系统包括上述的电池组件。
32.在本技术实施例的背接触太阳能电池、电池组件和光伏系统中,硅基底的背面的
至少一个第二区域包括沟槽区域和非沟槽区域,非沟槽区域处形成有至少一个第一内陷区域。第一掺杂层设置在第一区域和非沟槽区域除第一内陷区域以外的区域上。第二掺杂层设于第一内陷区域内且与第一掺杂层复合接触。如此,至少一个第二区域内具有沟槽区域和非沟槽区域,非沟槽区域上的第一掺杂层和非沟槽区域下方的第二掺杂层形成交叉,从而形成一个容易识别的定位识别点,提升了定位识别效果和准确性,进而提高背接触太阳能电池和电池组件良率,降低产品成本。同时,通过在非沟槽区域形成第一内陷区域并在第一内陷区域处引入第一掺杂层和第二掺杂层之间的复合接触,可增加其在反向偏压下的电流,增强电注入效果,提高后续在修复背接触太阳能电池时的修复效率和修复效果。
33.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
34.图1是本技术实施例提供的光伏系统的模块示意图;
35.图2是本技术实施例提供的电池组件的模块示意图;
36.图3是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的平面结构示意图;
37.图4是图3中的背接触太阳能电池沿线iv-iv的剖面示意图;
38.图5是现有技术中的背接触太阳能电池的平面结构示意图;
39.图6是图3中的背接触太阳能电池沿线vi-vi的剖面示意图;
40.图7是图3中的背接触太阳能电池在第一内陷区域的两端位置处的剖面示意图;
41.图8是图3中的背接触太阳能电池在第二内陷区域的两端位置处的剖面示意图;
42.图9是图3中的背接触太阳能电池沿线ix-ix的剖面示意图。
43.主要元件符号说明:
44.光伏系统1000、电池组件200、背接触太阳能电池100、硅基底10、第一区域11、第二区域12、沟槽区域121、第二内陷区域1211、非沟槽区域122、第一内陷区域1221、第一掺杂层20、第二掺杂层30、第一电极40、第二电极50、钝化膜层60、第一开口61、第二开口62、第一铝硅合金层70、第三掺杂层80、第二铝硅合金层90。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。此外,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
46.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,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技术的限制。
47.此外,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
48.在本技术的描述中,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”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本技术。此外,本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用场景。
51.本技术中,硅基底的背面的至少一个第二区域包括沟槽区域和非沟槽区域,非沟槽区域上的第一掺杂层和非沟槽区域下方的第二掺杂层形成交叉,从而形成一个容易识别的定位识别点,提升了定位识别效果和准确性,进而提高背接触太阳能电池和电池组件良率,降低产品成本。同时,通过在非沟槽区域形成第一内陷区域并在第一内陷区域处引入第一掺杂层和第二掺杂层之间的复合接触,可增加其在反向偏压下的电流,增强电注入效果,提高后续在修复背接触太阳能电池时的修复效率和修复效果。
52.实施例一
53.请参阅图1-图2,本技术实施例中的光伏系统1000可包括本技术实施例中的电池组件200,本技术实施例中的电池组件200可包括多个本技术实施例中的背接触太阳能电池100。
54.在一些实施例中,电池组件200中的多个背接触太阳能电池100可依次串接在一起从而实现形成电池串,各个电池串可串联、并联、或者串并联组合后实现电流的汇流输出,例如,可通过焊接焊带的方式来实现各个电池片之间的连接,可通过汇流条来实现各个电池串之间的连接。
55.请参阅图3和图4,本技术实施例中的背接触太阳能电池100可包括硅基底10、第一掺杂层20和第二掺杂层30。
56.如图3和图4所示,硅基底10的背面101可包括若干交替设置的第一区域11和第二区域12,至少一个第二区域12可包括沟槽区域121和非沟槽区域122,非沟槽区域122处形成有至少一个第一内陷区域1221。
57.第一掺杂层20可设置在第一区域11以及非沟槽区域122中除第一内陷区域1221以
外的区域上,也即是说,可在硅基底10的背面101形成若干间隔设置的沟槽从而形成第一区域11和第二区域12,相邻两个沟槽之间对应的区域为第一区域11,沟槽对应的区域即为第二区域12,其中,具有非沟槽区域122的第二区域12为间断沟槽以使至少一个第二区域12可包括沟槽区域121和非沟槽区域122,如图3所示,第一区域11和第二区域12可沿背接触太阳能电池100的横向方向交替排列,沟槽区域121则可沿纵向方向延伸。
58.如图4所示,第一掺杂层20可设于第一区域11以及非沟槽区域122中除第一内陷区域1221以外的区域上,第二掺杂层30则可设于第一内陷区域1221的表面,第二掺杂层30与第一掺杂层20复合接触,第二掺杂层30与第一掺杂层20的极性相反,例如,第一掺杂层20可为n型掺杂层,第二掺杂层30则可为p型掺杂层,例如铝掺杂层。
59.在本技术实施例中的背接触太阳能电池100、电池组件200和光伏系统1000中,硅基底10的背面101的至少一个第二区域12包括沟槽区域121和非沟槽区域122,非沟槽区域122处形成有至少一个第一内陷区域1221。第一掺杂层20设置在第一区域11和非沟槽区域122除第一内陷区域1221以外的区域上。第二掺杂层30设于第一内陷区域1221内且与第一掺杂层20复合接触。如此,至少一个第二区域12内具有沟槽区域121和非沟槽区域122,非沟槽区域122上的第一掺杂层20和非沟槽区域122下方的第二掺杂层30形成交叉,从而形成一个容易识别的定位识别点,提升了定位识别效果和准确性,进而提高背接触太阳能电池100和电池组件200良率,降低产品成本。同时,通过在非沟槽区域122形成第一内陷区域1221并在第一内陷区域1221处引入第一掺杂层20和第二掺杂层30之间的复合接触,可增加其在反向偏压下的电流,增强电注入效果,提高后续在修复背接触太阳能电池100时的修复效率和修复效果。
60.另外,在本技术中,第一内陷区域1221的设置可以增强从背接触太阳能电池100正面入射的长波段光在背面101处的漫反射比例,从而增强电池结构的陷光效果,提高转换效率。
61.具体地,在本技术的实施例中,硅基底10可以是p型硅片也可以是n型硅片,其可优选为n型硅片,具体在此不作限制。第一掺杂层20可为n型掺杂层,第二掺杂层30可为p型掺杂层,两者极性相反。
62.如图5所示,图5示出的是传统技术中背接触太阳能电池的背面设计方案,在传统的技术方案中,背接触太阳能电池背面上由凹槽4划分为交替设置的n型区域1和p型区域2,n型区域2上设置n型掺杂层3并设置n型电极8,p型区域2的凹槽4内则通过印刷p型电极7以与硅片形成p型掺杂层5,n型掺杂层3和p型掺杂层5通过凹槽4隔绝,在这样的情况下,在进行后道工艺时(例如:iv测试、组件排版)的定位识别采取直接捕抓背接触太阳能电池的背面p/n图形以实现定位,背面p/n图形识别难度较高,容易引起一定的定位失效,进而减低电池/组件良率,增加了产品成本。
63.然而,在本技术中,通过在至少一个第二区域12(p型区域)内形成沟槽区域121和非沟槽区域122,非沟槽区域122上的第一掺杂层20和非沟槽区域122下方的第二掺杂层30形成交叉,其可以形成一个容易识别的定位识别点,可以提升定位识别效果和准确性,进而提高背接触太阳能电池100和电池组件200良率,降低产品成本。
64.需要说明的是,在本技术的实施例中,具有非沟槽区域122的第二区域12的数量可以是单个也可以是多个,具体在此不作限制,同时,具有非沟槽区域122的第二区域12中的
非沟槽区域122的数量可以是单个也可以是多个,其具体的数量可根据实际情况进行设置,在此不作具体限制。
65.在单个第二区域12内的非沟槽区域122的数量为多个情况下,多个非沟槽区域122可沿纵向方向间隔设置。同时,在本技术中,在非沟槽区域122内,第一内陷区域1221的数量可以是单个也可以是多个,在第一内陷区域1221的内陷区域为多个时,多个第一内陷区域1221可间隔设置,具体在此不作限制。在一些实施例中,非沟槽区域122的数量可为多个,其可均匀分布在背接触太阳能电池100的背面101,例如,在一些实施例中,非沟槽区域122的数量可为4个,4个非沟槽区域122可分布在背接触太阳能电池100的四个角落处。在背面101引入第二掺杂层30与第一掺杂层20相接触的点位,可以增大电注入时的电流,进而提高后续对背接触太阳能电池100的修复效果。
66.请参阅图3和图4,在本技术的实施例中,背接触太阳能电池100还可包括第一电极40和第二电极50,第一电极40可为n型电极,第二电极50可为p型电极,两者均为金属电极,在硅基底10的背面101还可设有钝化膜层60,钝化膜层60覆盖第一区域11和第二区域12,第一电极40可位于第一区域11上且穿设钝化膜层60与第一掺杂层20欧姆接触并与第二掺杂层30绝缘隔离,第二电极50可位于第二区域12处且穿设钝化膜层60与第一内陷区域1221内的第二掺杂层30欧姆接触。
67.在一个可能的实施例中,在制作过程中,可先对硅基底10进行清洗,然后在硅基底10的整个背面101制备第一掺杂层20,然后通过刻蚀、激光开槽等方式去除部分第一掺杂层20和部分硅基底10以在硅基底10上形成间断沟槽从而形成具有沟槽区域121和非沟槽区域122的第二区域12,而在无需形成非沟槽区域122的第二区域12则可以直接形成连续沟槽。
68.随后,可在硅基底10的整个背面101上制备钝化膜层60,然后在非沟槽区域122对应的位置进行激光开槽以在钝化膜层60上形成开口,然后通过刻蚀(例如酸刻蚀、碱刻蚀)形成第一内陷区域1221,随后在第一内陷区域1221的表面制备第二掺杂层30并使得第二掺杂层30与第一掺杂层20接触,然后再制备第一电极40和第二电极50。
69.在一些实施例中,第一掺杂层20可为掺杂多晶硅层,第一掺杂层20与硅基底10之间设有薄介电层(图未示出),薄介电层可为隧穿氧化层。例如,在一些实施例中,薄介电层可为氧化硅隧穿层,薄介电层的设置可以实现第一区域11以及非沟槽区域122上除第一内陷区域1221以外区域的良好钝化,薄介电层的厚度可根据实际情况进行设置,具体在此不作限制。
70.实施例二
71.在一些实施例中,在单个第二区域12中,非沟槽区域122的数量可为多个,多个非沟槽区域122间隔设置(即沿纵向方向间隔设置)。
72.如此,可通过在单个第二区域12内设置多个间隔的非沟槽区域122来增强电注入效果以提高后续的修复效率和修复效果。
73.进一步地,在这样的实施例中,在单个第二区域12中,相邻两个非沟槽区域122的间距可为1cm-25cm。如此,第二区域12内的非沟槽区域122的数量不会过于密集。
74.具体地,在这样的实施例中,单个第二区域12内的相邻两个非沟槽区域122的间距可为1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、21cm、22cm、23cm、24cm、25cm或者1cm-25cm之间的任一数值,具体在
此不作限制。
75.实施例三
76.在一些实施例中,在第二区域12的长度方向上(即背接触太阳能电池100的纵向方向),非沟槽区域122的长度为0.05cm-10cm。
77.如此,在第二区域12的长度方向上,将非沟槽区域122的长度设置在这一合理范围内可以避免单个非沟槽区域122的宽度过小而导致修复效果和效率无法达到预期,也可以避免非沟槽区域122的长度过大而影响背接触太阳能电池100的效率,也即,可以在保证修复效果的同时保证背接触太阳能电池100的效率。
78.具体地,在这样的实施例中,在第二区域12的长度方向上,非沟槽区域122的宽度可为0.05cm、0.06cm、0.07cm、0.08cm、0.09cm、0.1cm、0.5cm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm、5.5cm、6cm、6.5cm、7cm、7.5cm、8cm、8.5cm、9cm、9.5cm、10cm或者为0.05cm-10cm之间的任一数值,最大不超过10cm,最小不小于0.05cm,具体在此不作限制。
79.实施例四
80.在一些实施例中,在第二区域12的长度方向(即背接触太阳能电池100的纵向方向)上,所有非沟槽区域122的长度之和与硅基底10的背面总面积之比可为0.003cm/cm
2-1.8cm/cm2。
81.如此,通过合理控制所有非沟槽区域122在第二区域12的长度方向上的长度的总和与硅基底10的背面总面积的比值,可以有效地避免非沟槽区域122在第二区域12的长度方向的长度总和过小而导致修复效果无法达到预期,同时也可以避免非沟槽区域122在背面101所占的比值过大而影响电池效率,也即,可以在保证修复效果的同时保证背接触太阳能电池100的效率。
82.具体地,在本技术中,如图3所示,第二区域12的长度方向即为沟槽区域121的延伸方向,也即背接触太阳能电池100的纵向方向,非沟槽区域122在第二区域12的长度方向的长度即为非沟槽区域122沿背接触太阳能电池100的纵向方向的宽度,也即是说,整个电池上所有非沟槽区域122在纵向方向上的宽度之和与硅基底10的背面总面积之比为0.003cm/cm
2-1.8cm/cm2,例如,在一些实施例中,非沟槽区域122的数量为4个,4个非沟槽区域122在纵向方向上的宽度之和与背面总面积的比值为0.003cm/cm
2-1.8cm/cm2。
83.更具体地,在本技术的实施例中,背接触太阳能电池100上的所有非沟槽区域122的长度之和与硅基底10的背面总面积之比可为0.003cm/cm2、0.01cm/cm2、0.02cm/cm2、0.03cm/cm2、0.04cm/cm2、0.05cm/cm2、0.06cm/cm2、0.07cm/cm2、0.08cm/cm2、0.09cm/cm2、0.1cm/cm2、0.2cm/cm2、0.3cm/cm2、0.4cm/cm2、0.5cm/cm2、0.6cm/cm2、0.7cm/cm2、0.8cm/cm2、0.9cm/cm2、1cm/cm2、1.1cm/cm2、1.2cm/cm2、1.3cm/cm2、1.4cm/cm2、1.5cm/cm2、1.6cm/cm2、1.7cm/cm2、1.8cm/cm2或者为0.003cm/cm
2-1.8cm/cm2之间的任一数值,具体在此不作限制。
84.实施例五
85.在一些实施例中,在单个第二区域12中,非沟槽区域122的数量为m个,在第二区域12的长度方向上,m个非沟槽区域122的长度的总和与第二区域12的长度的比值为0.005-0.5,其中,m为大于或者等于1的正整数。
86.如此,在第二区域12的长度方向上,将所有非沟槽区域122的长度总和与第二区域12的长度的比值设置在这一合理范围内,可以有避免在单个第二区域12内的非沟槽区域
122长度占比过小而导致修复效果无法达到预期,同时也可以避免单个第二区域12内的非沟槽区域122的长度占比过大而影响电池效率,也即,可以在保证修复效果的同时保证背接触太阳能电池100的效率。
87.具体地,如图3所示,在这样的实施例中,“在第二区域12的长度方向上,m个非沟槽区域122的长度的总和”可以理解为在背接触太阳能电池100的纵向方向上,所有非沟槽区域122的宽度的总和,第二区域12的长度即为第二区域12在背接触太阳能电池100的纵向方向上的延伸长度,例如,在一些实施例中,单个非沟槽区域122在纵向方向上的宽度可为0.1cm,第二区域12的总长度为10cm,m为5,所有非沟槽区域122的长度之和为0.5cm,其占第二区域12总长度的0.05。
88.更具体地,在这样的实施例中,m个非沟槽区域122的长度的总和与第二区域12的长度的比值可为为0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或者为0.005-0.5之间的任一数值,具体在此不作限制。
89.实施例六
90.在一些实施例中,在背接触太阳能电池100中,所有的非沟槽区域122在硅基底10的背面101上的正投影面积之和占硅基底10的背面总面积的1.5%-4.5%。
91.如此,将所有非沟槽区域122的正投影面积占比设置在这一合理的范围内可以避免非沟槽区域122的面积占比过小而导致修复效果较差,也可以避免非沟槽区域122的面积占比过大而严重影响背接触太阳能电池100的效率,也即,可以在保证修复效果的同时保证背接触太阳能电池100的效率。
92.具体地,在这样的实施例中,所有的所述非沟槽区域122在所述硅基底10的背面101上的正投影面积之在硅基底10的背面101上的面积占比为可为1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或者1.5%-4.5%之间的任一数值,具体在此不作限制。
93.实施例七
94.请参阅图4,在一些实施例中,第一内陷区域1221内填充还有第一铝硅合金层70,第一铝硅合金层70与第二掺杂层30接触。如此,设于第二区域12上的第二电极50可通过第一铝硅合金层70与第二掺杂层30进行欧姆接触以实现非沟槽区域122处的载流子的收集。当然,可以理解的是,在其它实施例中,第一内陷区域1221内也可不设第一铝硅合金层70,例如,其可全部填充第二掺杂层30,具体在此不作限制。
95.实施例八
96.请继续参阅图4,背接触太阳能电池100可包括覆盖第一区域11和第二区域12的钝化膜层60,钝化膜层60上与第一内陷区域1221对应的位置开设有第一开口61,第一内陷区域1221的宽度大于第一开口61的宽度且第一内陷区域1221在厚度方向上的正投影面积大于第一开口61在厚度方向上的正投影面积。
97.如此,通过将第一内陷区域1221的投影面积设置成大于钝化膜层60的第一开口61面积,在激光开槽形成第一开口61时,可以在保证第二掺杂层30与硅基底10的接触面积的同时将激光开槽的第一开口61的大小开设得较小,有效的减少激光损伤,而第一内陷区域1221采用独立的岛状结构,可以在同样的接触面积下减少串阻,有效地解决电阻与激光损伤的矛盾。
98.实施例九
99.请参阅图3和图6,在一些实施例中,沟槽区域121内沿第二区域12的长度方向(即背接触太阳能电池100的纵向方向)形成有若干第二内陷区域1211。若干第二内陷区域1211间隔设置且第二内陷区域1211与第一内陷区域1221间隔。
100.如图6所示,钝化膜层60上与第二内陷区域1211对应的位置开设有第二开口62,第二内陷区域1211的宽度大于第二开口62的宽度且第二内陷区域1211在厚度方向上的正投影面积大于第二开口62在厚度方向上的正投影面积,第二内陷区域1211的表面设有第三掺杂层80,第三掺杂层80的极性与第二掺杂层30的极性相同(两者均可为p型掺杂层,例如铝掺杂层)。
101.如此,一方面,在第二内陷区域1211内设有第三掺杂层80,沟槽区域121内形成的第二内陷区域1211为相互间隔设置而并非连续形成,也即,第二内陷区域1211呈独立的岛状,可以减少第三掺杂层80在硅基底10的背面101上的面积占比,有效的降低掺杂区复合,同时也可有效的降低扩展电阻损失,提升背接触太阳能电池100的填充因子,最终提升电池转换效率。
102.另一方面,通过将第二内陷区域1211的投影面积设置成大于钝化膜层60的第二开口62面积,在激光开槽形成第二开口62时,可以在保证第三掺杂层80与硅基底10的接触面积的同时将激光开槽的第二开口62的大小开设得较小,有效的减少激光损伤,第二内陷区域1211采用独立的岛状结构,可以在同样的接触面积下减少串阻,有效地解决电阻与激光损伤的矛盾。
103.进一步地,在这样的实施例中,第二内陷区域1211内填充有第二铝硅合金层90,第二铝硅合金层90与第三掺杂层80接触。如此,设于第二区域12上的第二电极50可通过第二铝硅合金层90与第三掺杂层80进行欧姆接触以实现沟槽区域121处的载流子的收集。当然,可以理解的是,在其它实施例中,第二内陷区域1211内也可不设第二铝硅合金层90,例如,其可全部填充第三掺杂层80,具体在此不作限制。
104.实施例十
105.在一些实施例中,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的内陷深度可大于3um,小于50um。
106.如此,可通过使得第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的内陷深度较大来提高第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的表面积,以使得第二掺杂层30和/或第三掺杂层80与硅基底10的接触面积较大,同时使得第二掺杂层30和/或第三掺杂层80与第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211内的铝硅合金层的接触面积较大,可以有效地减少扩展电阻以及表面接触电阻。
107.并且,将第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的深度设置在上述这一合理范围内也可以避免第二掺杂层30和/或第三掺杂层80与硅基底10的接触面积过小而导致电阻过大,同时也可以避免第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的深度过深的导致复合过大,也即,能够在保证电阻不会过大的同时保证复合也不会过大,两者平衡兼顾。
108.具体的,在这样的实施例中,第一内陷区域1221和第二内陷区域1211的深度所指的是第一内陷区域1221和第二内陷区域1211在硅基底10厚度方向上的凹陷深度,第一内陷区域1221和第二内陷区域1211的形状可以是规则的也可以是不规则的,例如,其可为圆形、
椭圆形等规则图形,也可以是如图3所示的不规则图形,具体在此不作限制。
109.此外,“第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的内陷深度大于3um,小于50um”可以理解为第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211所有位置处的深度均要大于3um,且深度最大的位置小于50um。
110.在本技术中,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的深度可例如为3um、5um、7um、10um、15um、20um、25um、30um、35um、40um、45um、50um或者3um-50um之间的任一数值,具体在此不作限制。
111.实施例十一
112.在一些实施例中,第一内陷区域1221的表面积可大于第一内陷区域1221在厚度方向上的正投影面积的1.05倍。和/或
113.第二内陷区域1211的表面积可大于第二内陷区域1211在厚度方向上的正投影面积的1.05倍。
114.如此,可使得第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211较大,进而使得第二掺杂层30和/或第三掺杂层80与硅基底10的接触面积较大,第二掺杂层30和/或第三掺杂层80与第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211内的铝硅合金层的接触面积也较大,可以减少扩展电阻和表面接触电阻。也即是说,在本技术中,通过将第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211进行这样设置,可以减少第二掺杂层30和/或第三掺杂层80在整个背面101上的面积占比,减少表面接触电阻,同时也能够使得第二掺杂层30和/或第三掺杂层80与硅基底10的接触面积较大,减少扩展电阻。
115.具体地,在这样的实施例中,可通过调节第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的内陷深度以及第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的形状来调节第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的表面积。
116.优选地,在这样的实施例中,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的表面积可优选大于第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211在厚度方向上的正投影面积的1.1倍以尽可能的减少扩展电阻和表面接触电阻。
117.实施例十二
118.在一些实施例中,第一内陷区域1221的长度可小于1000um,宽度可小于100um。和/或
119.第二内陷区域1211的长度可小于1000um,宽度可小于100um
120.如此,将第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的整体长度和宽度设置在上述这一合理范围内可以避免第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的长度和宽度过长,以避免第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211内的第二掺杂层30和/或第三掺杂层80在硅基底10的背面101上的占比过大而导致复合增大。
121.具体地,需要说明的是,如图3所示,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的长度所指的的是沿第二区域12的长度方向(即背接触太阳能电池100的纵向方向)上的尺寸,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的宽度所指的是沿第二区域12的宽度度方向(即背接触太阳能电池100的横向方向)上的尺寸。
122.实施例十三
123.请参阅图4和图7,在一些实施例中,沿第二区域12的长度方向,第一内陷区域1221
两端的宽度可大于中间的宽度(即横向方向的尺寸),也即,中间位置的宽度较窄(如图4所示,图4为在第一内陷区域1221的中间位置的剖面示意图),两端位置的宽度较宽(如图7所示,图7为在第一内陷区域1221的两端位置的剖面示意图);
124.和/或,如图6和图8所示,沿第二区域12的长度方向,第二内陷区域1211两端的宽度可大于中间的宽度(即横向方向的尺寸),也即,中间位置的宽度较窄(如图6所示,图6为在第二内陷区域1211的中间位置的剖面示意图),两端位置的宽度较宽(如图8所示,图8为在第二内陷区域1211的两端位置的剖面示意图)。
125.如此,沿第二区域12的长度方向,将第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211两端的宽度设置成大于中间的宽度可以使得位于两端的第二掺杂层30和/或第三掺杂层80和第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211内的铝硅合金层以及硅基底10的接触面积较大以提高电流的收集效率,而将中间位置的宽度较小则可以减少复合。
126.需要说明的是,“第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211两端的宽度大于中间的宽度”可以理解为第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211两端的最大宽度要大于中间的宽度或者是两端的所有位置处的宽度均大于中间的宽度,也即,如图3所示,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的在硅基底10背面101上的投影形状为两端宽,中间窄的形状,需要说明的是,图3中第一内陷区域1221和第二内陷区域1211的形状仅仅只是示例性的,其具体形状在此不作具体限制,只需要两端的宽度大于中间的宽度即可。
127.具体地,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的中间区域是与第二电极50接触的绝大部分区域,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211内的第二掺杂层30和/或第三掺杂层80和铝硅合金层在收集电流是通过两端收集然后汇流至中间位置,然后通过第二电极50导出,这样,将两端的宽度设置的较大可以提高电流的收集效率,而将中间设置的较小可以有效的减少复合,也即,能够在保证效率的同时减少复合。
128.进一步地,在这样的实施例中,沿第二区域12的长度方向,第一内陷区域1221两端的宽度可优选大于中间的宽度的1.2倍;
129.和/或,沿第二区域12的长度方向,第二内陷区域1211两端的宽度可优选大于中间的宽度的1.2倍。
130.如此,可以尽可能的在保证电流收集效率的同时有效的减少复合,提高整个电池的效率。
131.实施例十四
132.请参阅图9,在一些实施例中,沿第二区域12的长度方向,第一内陷区域1221两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上。也即,第一内陷区域1221在中间位置的内陷深度较小,在两端位置的内陷深度较大;
133.和/或,沿第二区域12的长度方向,第二内陷区域1211两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上。也即,第二内陷区域1211在中间位置的内陷深度较小,在两端位置的内陷深度较大。
134.如此,第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211的两端的内陷深度较大,可使得位于两端的第二掺杂层30和/或第三掺杂层80和铝硅合金层以及硅基底10的接触面积较大以提高电流的收集效率,而将中间的内陷深度较小则可以使得中间位置的接触面积较小以减少复合,在提高收集效率的同时有效的保证复合不会过大。
135.需要说明的是,在本技术中,图4以及图6至图9中的第一内陷区域1221、第二内陷区域1211以及其内设置的第二掺杂层30和第三掺杂层80以及第一铝硅合金层70和第二铝硅合金层90的形状均只是示例性的,其并不限于图中所示的形状,只需要能够满足第一内陷区域1221和/或第二内陷区域1211两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上即可,具体在此不作限制。
136.在本说明书的描述中,参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
137.此外,以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征:
1.一种背接触太阳能电池,其特征在于,包括:硅基底,所述硅基底的背面包括交替设置的第一区域和第二区域,至少一个所述第二区域包括沟槽区域和非沟槽区域,所述非沟槽区域处形成有至少一个第一内陷区域;第一掺杂层,所述第一掺杂层设置在所述第一区域以及所述非沟槽区域中除所述第一内陷区域以外的区域上;和设于所述第一内陷区域表面的第二掺杂层,所述第二掺杂层与所述第一掺杂层复合接触,所述第二掺杂层与所述第一掺杂层的极性相反。2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在单个所述第二区域中,所述非沟槽区域的数量为多个,多个所述非沟槽区域间隔设置。3.根据权利要求2所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在单个所述第二区域中,相邻两个所述非沟槽区域的间距为1cm-25cm。4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,形成有所述非沟槽区域的所述第二区域的数量为单个或者多个。5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在所述第二区域的长度方向上,所述非沟槽区域的长度为0.05cm-10cm。6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在所述第二区域的长度方向上,所有所述非沟槽区域的长度之和与所述硅基底的背面总面积之比为0.003cm/cm
2-1.8cm/cm2。7.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,在单个所述第二区域中,所述非沟槽区域的数量为m个,在所述第二区域的长度方向上,m个所述非沟槽区域的长度的总和与所述第二区域的长度的比值为0.005-0.5,其中,m为大于或者等于1的正整数。8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一掺杂层为掺杂多晶硅层,所述第一掺杂层与所述硅基底之间设有薄介电层。9.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一内陷区域内填充还有第一铝硅合金层,所述第一铝硅合金层与所述第二掺杂层接触。10.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述背接触太阳能电池还包括覆盖所述第一区域和所述第二区域的钝化膜层,所述钝化膜层上与所述第一内陷区域对应的位置开设有第一开口,所述第一内陷区域的宽度大于所述第一开口的宽度且所述第一内陷区域在厚度方向上的正投影面积大于所述第一开口在厚度方向上的正投影面积。11.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述背接触太阳能电池还包括覆盖所述第一区域和所述第二区域的钝化膜层,所述沟槽区域内沿所述第二区域的长度方向形成有若干第二内陷区域,若干所述第二内陷区域间隔设置且所述第二内陷区域与所述第一内陷区域间隔,所述钝化膜层上与所述第二内陷区域对应的位置开设有第二开口,所述第二内陷区域的宽度大于所述第二开口的宽度且所述第二内陷区域在厚度方向上的正投影面积大于所述第二开口在厚度方向上的正投影面积,所述第二内陷区域的表面设有第三掺杂层,所述第三掺杂层的极性与所述第二掺杂层的极性相同。12.根据权利要求11所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第二内陷区域内填充有第二铝硅合金层,所述第二铝硅合金层与所述第三掺杂层接触。13.根据权利要求11所述的背接触太阳能电池,其特征在于,所述第一内陷区域的表面
积大于所述第一内陷区域在厚度方向上的正投影面积的1.05;和/或,所述第二内陷区域的表面积大于所述第二内陷区域在厚度方向上的正投影面积的1.05。14.根据权利要求11所述的背接触太阳能电池,其特征在于,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域的长度小于1000um,宽度小于100um;和/或,沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域的长度小于1000um,宽度小于100um。15.根据权利要求11所述的背接触太阳能电池,其特征在于,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域两端的宽度大于中间的宽度;和/或沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域两端的宽度大于中间的宽度。16.根据权利要求11所述的背接触太阳能电池,其特征在于,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域两端的宽度大于中间的宽度的1.2倍;和/或,沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域两端的宽度大于中间的宽度的1.2倍。17.根据权利要求11所述的背接触太阳能电池,其特征在于,沿所述第二区域的长度方向,所述第一内陷区域两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上;和/或沿所述第二区域的长度方向,所述第二内陷区域两端的内陷深度大于中间的内陷深度2um以上。18.一种电池组件,其特征在于,包括权利要求1-17任一项所述的背接触太阳能电池。19.一种光伏系统,其特征在于,包括权利要求18所述的电池组件。
技术总结
本申请适用于太阳能电池技术领域,提供了一种背接触太阳能电池、电池组件和光伏系统,硅基底的背面至少一个第二区域包括沟槽区域和非沟槽区域,非沟槽区域处形成有至少一个第一内陷区域,第一掺杂层设置在第一区域以及非沟槽区域中除第一内陷区域以外的区域上,第二掺杂层设于第一内陷区域表面,第二掺杂层与第一掺杂层复合接触,第二掺杂层与第一掺杂层的极性相反。如此,非沟槽区域上的第一掺杂层和非沟槽区域下方的第二掺杂层形成交叉,从而形成一个容易识别的定位识别点,提升了定位识别效果和准确性。通过在非沟槽区域形成第一内陷区域并在第一内陷区域处引入第一掺杂层和第二掺杂层之间的复合接触,可增强电注入效果,提高修复效率和效果。提高修复效率和效果。提高修复效率和效果。
技术研发人员:王永谦 刘生璞 丁森 陈刚
受保护的技术使用者:浙江爱旭太阳能科技有限公司
技术研发日:2023.03.16
技术公布日:2023/9/3
版权声明
本文仅代表作者观点,不代表航空之家立场。
本文系作者授权航家号发表,未经原创作者书面授权,任何单位或个人不得引用、复制、转载、摘编、链接或以其他任何方式复制发表。任何单位或个人在获得书面授权使用航空之家内容时,须注明作者及来源 “航空之家”。如非法使用航空之家的部分或全部内容的,航空之家将依法追究其法律责任。(航空之家官方QQ:2926969996)
飞行汽车 https://www.autovtol.com/
