用于制作半片电池的背接触太阳能电池、组件和光伏系统的制作方法

1.本技术涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种用于制作半片电池的背接触太阳能电池、组件和光伏系统。


背景技术：

2.在太阳能电池制造过程中，为了减少太阳能电池的内耗，减低太阳能电池的工作温度，会将整片太阳能电池片切割成多个面积较小的电池片，也即，整片太阳能电池片且为两个半片电池。
3.在现有的背接触太阳能电池的切割过程中，通常都是采用激光切割的方式通常利用激光沿着背接触太阳能电池片的预设切割位置进行局部切割，再后续再进行裂片以将太阳能电池片分成两个半片。然而，在背接触太阳能电池的切割中，通常都是直接在p区或者n区进行激光切割，在采用激光切割时会导致切割的端面处会产生缺陷，导致复合增加，进而导致切割后的半片电池的转换效率降低。


技术实现要素：

4.本技术提供一种用于制作半片电池的背接触太阳能电池、组件和光伏系统，旨在解决现有背接触太阳能电池在采用激光切割时会导致切割的端面处会产生缺陷，导致复合增加，进而导致切割后的半片电池的转换效率降低的技术问题。
5.本技术是这样实现的，本技术实施例的用于制作半片电池的背接触太阳能电池包括：
6.硅基底，所述硅基底的背面形成有凹槽，所述凹槽将所述背接触太阳能电池划分为第一区域和第二区域，所述凹槽用于切割和/或裂片以将所述背接触太阳能电池分割成两个半片电池；和
7.形成在所述第一区域的第一掺杂层和形成在所述第二区域的第二掺杂层，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层分别位于所述凹槽的两侧，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层均包括交替设置的p型掺杂区和n型掺杂区。
8.更进一步地，所述凹槽贯穿所述硅基底的两侧边缘。
9.更进一步地，所述凹槽的宽度为0.1mm-5mm。
10.更进一步地，所述凹槽的宽度为0.3mm-2mm。
11.更进一步地，所述凹槽的宽度为0.5mm-1.2mm。
12.更进一步地，所述凹槽的深度小于或者等于所述硅基底厚度的三分之一。
13.更进一步地，所述第一区域与所述第二区域关于所述凹槽对称，所述第一掺杂层与所述第二掺杂层也关于所述凹槽对称。
14.更进一步地，与所述凹槽相邻两个掺杂区的极性相同或者相反。
15.更进一步地，所述p型掺杂区的背面的位置高度不同于所述n型掺杂区的背面的位置高度。
16.本技术还提供一种背接触电池组件，包括多个上述任一项所述的半片电池。
17.本技术还提供一种光伏系统，所述光伏系统包括上述的背接触电池组件。
18.在本技术实施例的背接触太阳能电池、背接触电池组件和光伏系统中，在硅基底上形成贯穿硅基底两侧边缘的凹槽，凹槽将整个背接触太阳能电池划分为两个区域，在两个区域上分别形成有第一掺杂层和第二掺杂层，第一掺杂层和第二掺杂层分别位于凹槽的两侧，第一掺杂层和第二掺杂层均包括交替设置的p型掺杂区和n型掺杂区。如此，通过在硅基底上设置凹槽可以将背接触太阳能电池划分为两个区域，凹槽处不存在掺杂区，凹槽可供后续切割和/或裂片使用，在后续切割的过程中，可在该凹槽处进行激光切割，切割区域不存在掺杂区，可降低激光切割的损伤，同时，凹槽的设置可提供断裂点，可有效的减少裂片过程中造成的隐裂。
19.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
20.图1是本技术实施例提供的光伏系统的模块示意图；
21.图2是本技术实施例提供的背接触电池组件的模块示意图；
22.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；
23.图4是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的硅基底的结构示意图；
24.图5是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的剖面示意图；
25.图6是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的另一剖面示意图；
26.图7是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的另一平面结构示意图；
27.图8是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的再一剖面示意图；
28.图9是本技术实施例提供的背接触太阳能电池的再一剖面示意图。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。此外，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
31.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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型中，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。
33.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，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实用新型。此外，本实用新型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，本实用新型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。
34.本技术中，通过在硅基底上设置凹槽可以将背接触太阳能电池划分为两个区域，凹槽处不存在掺杂区，凹槽可供后续切割和/或裂片使用，在后续切割的过程中，可在该凹槽处进行激光切割，切割区域不存在掺杂区，可降低激光切割的损伤，同时，凹槽的设置可提供断裂点，可有效的减少裂片过程中造成的隐裂。
35.实施例一
36.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背接触电池组件200，本技术实施例中的背接触电池组件200可包括多个半片电池，背接触电池组件200中的半片电池可由本技术实施例中的背接触太阳能电池100通过切割和/或裂片得到。
37.背接触电池组件200中的多个半片电池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。
38.请参阅图3-图5，本技术实施例中的背接触太阳能电池100可用于制作半片电池，背接触太阳能电池100片可包括硅基底10、第一掺杂层20和第二掺杂层40。
39.硅基底10的背面形成有凹槽11，凹槽11将背接触太阳能电池100划分为第一区域12和第二区域13，凹槽11用于切割和/或裂片以将背接触太阳能电池100分割成两个半片电池，也即，可沿凹槽11对背接触太阳能电池100进行切割和/或裂片以使其分割成为上下两个半片电池。
40.如图3和图5所示，第一掺杂层20形成在第一区域12上，第二掺杂层40形成在第二区域13上，第一掺杂层20和第二掺杂层40分别位于凹槽11的两侧，第一掺杂层20和第二掺杂层40均包括交替设置的p型掺杂区201和n型掺杂区202。
41.在本技术实施例的背接触太阳能电池100、背接触电池组件200和光伏系统1000中，在硅基底10上形成贯穿硅基底10两侧边缘的凹槽11，凹槽11将整个背接触太阳能电池100划分为两个区域，在两个区域上分别形成有第一掺杂层20和第二掺杂层40，第一掺杂层20和第二掺杂层40分别位于凹槽11的两侧，第一掺杂层20和第二掺杂层40均包括交替设置的p型掺杂区201和n型掺杂区202。如此，通过在硅基底10上设置凹槽11可以将背接触太阳能电池100划分为两个区域，凹槽11处不存在掺杂区，凹槽11可供后续切割和/或裂片使用，
在后续切割的过程中，可在该凹槽11处进行激光切割，切割区域不存在掺杂区，可降低激光切割的损伤，同时，凹槽11的设置可提供断裂点，可有效的减少裂片过程中造成的隐裂。
42.具体地，在本技术的实施例中，硅基底10可以为单晶硅片或者多晶硅片，在此不作限制。
43.在一些实施例中，在制作半片电池时，可先在凹槽11处通过激光进行预切割，然后通过机械裂片工艺来实现裂片从而将背接触太阳能电池100片被分割成两个半片电池，也即，凹槽11用于切割和裂片。
44.当然，可以理解的是，在一些实施例中，在形成半片电池时，也可以是采用切割的方式沿凹槽11直接将背接触太阳能电池100切割成两个半片电池，而无需采用裂片工艺。
45.再有，在一个可能的实施例中，在凹槽11深度足够且满足直接裂片的条件下，也可以不采用激光切割工艺，而是直接通过机械裂片的方式通过凹槽11进行裂片，这样，可以无需采用激光切割，避免激光切割带来的损伤。
46.在一些实施例中，硅基底10上的凹槽11可在形成第一掺杂层20和第二掺杂层40之前形成，也即，可先通过激光、刻蚀等工艺先在硅基底10上形成凹槽11，然后可通过掩膜将凹槽11处遮挡且在硅基底10上通过沉积等方式形成第一掺杂层20和第二掺杂层40，这样，凹槽11可在形成掺杂层之前形成，在凹槽11处不存在p型和n型掺杂区，在后续进行激光切割时，可在凹槽11处进行切割，不会切割到掺杂区域，避免激光切割到掺杂区而导致复合增加而降低转换效率。
47.当然，在一些实施例中，也可以是先在硅基底10的整个背面形成p型掺杂区201和n型掺杂区202交替的整体，也即，先形成一个整体的掺杂层，然后在掺杂层上形成掩膜，随后通过腐蚀剂或者激光等方式在掩膜上开槽，然后再进一步地通过干法刻蚀或者湿法刻蚀的方式刻蚀掉与掩膜上的槽对应的掺杂区和部分硅基底10，进而形成本技术实施例中的凹槽11，随后再去除掩膜。
48.可以理解的是，请参阅图6，在本技术的实施例中，在背接触太阳能电池100的背面还设有背面钝化膜层40，背面钝化膜层40可通过沉积的方式形成在背接触太阳能电池100的背面，也即，背接触太阳能电池100的背面均可被背面钝化膜层40覆盖，凹槽11的底面和侧面均被背面钝化膜层40覆盖，在切割时，可沿凹槽11处进行切割。当然，还可以理解的是，在硅基底10的正面还可设有正面钝化膜层(图未示出)、减反膜层(图未示出)等。
49.请参阅图4，在本技术的实施例中，凹槽11的形状可以为矩形。当然，在一些实施例中，凹槽11的形状也可以是u型或者v型，具体在此不作限制。
50.可以理解的是，在本技术的实施例中，背接触电池组件200还可包括金属框架、背板、光伏玻璃和胶膜(图均未示出)。胶膜可填充在背接触太阳能电池100的正面和光伏玻璃、背面和背板以及相邻电池片等之间，作为填充物，其可为良好的透光性能和耐老化性能的透明胶体，例如胶膜可采用eva胶膜或者poe胶膜，具体可根据实际情况进行选择，在此不作限制。
51.光伏玻璃可覆盖在背接触太阳能电池100的正面的胶膜上，光伏玻璃可为超白玻璃，其具有高透光率、高透明性，并且具有优越的物理、机械以及光学性能，例如，超白玻璃的透光率可达92％以上，其可在尽可能不影响背接触太阳能电池100的效率的情况下对背接触太阳能电池100进行保护。同时，胶膜可将光伏玻璃和背接触太阳能电池100黏合在一
起，胶膜的存在可以对背接触太阳能电池100进行密封绝缘以及防水防潮。
52.背板可贴附在背接触太阳能电池100背面的胶膜上，背板可以对背接触太阳能电池100起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性和耐老化性，背板可以有多重选择，通常可为钢化玻璃、有机玻璃、铝合金tpt复合胶膜等，其具体可根据具体情况进行设置，在此不作限制。背板、背接触太阳能电池100、胶膜以及光伏玻璃组成的整体可设置在金属框架上，金属框架作为整个背接触电池组件200的主要外部支撑结构，且可为背接触电池组件200进行稳定的支撑和安装，例如，可通过金属框架将背接触电池组件200安装在所需要安装的位置。
53.进一步地，在本实施例中，光伏系统1000可应用在光伏电站中，例如地面电站、屋顶电站、水面电站等，也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上，例如用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。当然，可以理解的是，光伏系统1000的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统1000可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例，光伏系统1000可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器，光伏阵列可为多个背接触电池组件200的阵列组合，例如，多个背接触电池组件200可组成多个光伏阵列，光伏阵列连接汇流箱，汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流，汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。
54.进一步地，如图3所示，在一些实施例中，凹槽11可贯穿硅基底10的两侧边缘，例如，凹槽11可沿左右方向贯穿硅基底10的左右边缘，凹槽11沿上下方向将硅基底10划分为上下两个区域。如此，凹槽11贯穿硅基底10的两侧，可以更加方便地进行裂片。
55.当然，可以理解的是，在一些实施例中，凹槽11也可以不贯穿硅基底10的两侧边缘，而是离两侧边缘具有一定的距离，在此不对凹槽11的长度不作限制，只需要凹槽11的设置能够在后续裂片的过程中不会导致半片电池出现裂片或者隐裂即可。当然，为了保证裂片的可靠性，在本技术的实施例中，凹槽11的长度可大于p型掺杂区201和n型掺杂区202的长度。
56.实施例二
57.请参阅图4，在一些实施例中，凹槽11的宽度l为0.1mm-5mm。
58.如此，将凹槽11的宽度l设置在0.1mm-5mm这一合理的范围内，可以保证后续进行切割时不会切割到掺杂区，能够保证切割的精度，同时也可以避免凹槽11的宽度l过大而导致背接触太阳能电池100的无效区域面积过大。
59.具体地，在这样的实施例中，凹槽11的宽度l可为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或者0.1-5mm中任意数值，具体在此不作限制。
60.进一步地，在一个优选的实施例中，凹槽11的宽度l可为0.3mm-2mm。如此，凹槽11的宽度l设置在这一优选且较小的一个范围内可以保证切割的可靠性和切割精度，同时也能保证背接触太阳能电池100具有掺杂区的面积占比较高，提高转换效率。
61.再进一步地，在一个更优选的实施例中，凹槽11的宽度l可为0.5mm-1.2mm。
62.如此，将凹槽11的宽度l设置在这一最优选的范围内可以在保证背接触太阳能电池100的有效区域的面积占比的情况小下保证后续切割的精度。
63.可以理解，如果凹槽11的宽度l过小，则可能导致切割时误切到掺杂区而造成掺杂
区的激光损失，而凹槽11的宽度l过大，则会导致背接触太阳能电池100的无效区域的面积占比过大而导致效率降低，因此，通过本技术的发明人的研究验证得出，将凹槽11的宽度l设置在0.5mm-1.2mm这一最优选的范围内可以在保证切割精度的同时尽可能的减少无效区域的面积占比。
64.具体地，在这样的实施例中，凹槽11的宽度可为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm中任意数值，具体在此不作限制。
65.实施例三
66.请参阅图4，在一些实施例中，凹槽11的深度h小于或者等于硅基底10厚度的三分之一。
67.如此，将凹槽11的深度h设置为小于或者等于硅基底10厚度的三分之一可以在提供断裂点的同时避免凹槽11的深度过深，从而保证硅基底10在凹槽11处的强度，降低制作背接触太阳能电池100过程中裂片的风险，也即是说，凹槽11深度过深会导致凹槽11位置处更薄，导致背接触太阳能电池100在凹槽11处的强度过低，容易引起裂片。
68.具体地，以硅基底10的厚度为300um例，凹槽11的深度可为100um、90um等，其具体可根据实际情况进行设定。
69.实施例四
70.请参阅图3、图5和图6，在一些实施例中，第一区域12与第二区域13关于凹槽11对称，第一掺杂层20与第二掺杂层40也关于凹槽11对称。
71.如此，沿凹槽11切割和/或裂片后形成的半片电池为基本完全相同的两个电池，两者的电性能基本完全相同，可有效的保证后续封装形成的组件的效率。
72.具体地，在这样的实施例中，第一掺杂层20和第二掺杂层40关于凹槽11对称可以理解为，第一掺杂层20中的p型掺杂区201域与第二掺杂层40中的p型掺杂区201域关于凹槽11对称，第一掺杂层20中的n型掺杂区202域与第二掺杂层40中的n型掺杂区202域也关于凹槽11对称，也即，与凹槽11相邻的两个掺杂区域的极性相同，与凹槽11相邻的掺杂区域可同时为p型掺杂区201域，也可同时是为n型掺杂区202域，例如，在图3和图5所示的实施例中，与凹槽11相邻的两个掺杂区均为n型掺杂区202。
73.当然，可以理解的是，请参阅图7和图8，在一些实施例中，与凹槽11相邻的两个掺杂区域的极性也可相反。也即，与凹槽11相邻的一侧的掺杂区可为p型掺杂区201，与凹槽11相邻的另一侧的掺杂区域可为n型掺杂区202，例如，如图7和图8所示，第一区域12内与凹槽11相邻的掺杂区可为n型掺杂区202，第二区域13内与凹槽11相邻的掺杂区域可为p型掺杂区201。
74.实施例五
75.请参阅图9，在一些实施例中，p型掺杂区201的背面的位置高度不同于n型掺杂区202的背面的位置高度。
76.如此，两个不同极性的掺杂区的背面的位置高度不同可以有效的对位置较低的掺杂区进行保护，即使在后续的制作过程中存在操作不当或者失误，背接触太阳能电池100背面被损伤的区域也仅仅只是位置高度较高的掺杂区。
77.具体地，需要说明的是，“掺杂区的背面的位置高度”所指的是掺杂区的背面与硅基底10正面之间的距离。
78.下表1为现有技术中的背接触太阳能电池切割后的切割损失与本技术的背接触太阳能电池100切割后的切割损失的数据对比表。
79.表1
[0080][0081]
由表1可知，在现有技术中，背接触太阳能电池100在切割时会造成0.332％的切割损失，而在本技术中，背接触太阳能电池100在切割时的切割损失仅为0.171％，损失降低了0.161％。由此可知，采用本技术的技术方案，可以有效的减少背接触太阳能电池100在切割成半片电池的切割损失，提高了切割后的半片电池的转换效率。
[0082]
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。
[0083]
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：
1.一种用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，包括：硅基底，所述硅基底的背面形成有凹槽，所述凹槽将所述背接触太阳能电池划分为第一区域和第二区域，所述凹槽用于切割和/或裂片以将所述背接触太阳能电池分割成两个半片电池；和形成在所述第一区域的第一掺杂层和形成在所述第二区域的第二掺杂层，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层分别位于所述凹槽的两侧，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层均包括交替设置的p型掺杂区和n型掺杂区。2.根据权利要求1所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述凹槽贯穿所述硅基底的两侧边缘。3.根据权利要求1所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述凹槽的宽度为0.1mm-5mm。4.根据权利要求3所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述凹槽的宽度为0.3mm-2mm。5.根据权利要求4所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述凹槽的宽度为0.5mm-1.2mm。6.根据权利要求1所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述凹槽的深度小于或者等于所述硅基底厚度的三分之一。7.根据权利要求1所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域关于所述凹槽对称，所述第一掺杂层与所述第二掺杂层也关于所述凹槽对称。8.根据权利要求1所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，与所述凹槽相邻两个掺杂区的极性相同或者相反。9.根据权利要求1所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池，其特征在于，所述p型掺杂区的背面的位置高度不同于所述n型掺杂区的背面的位置高度。10.一种背接触太阳能电池组件，其特征在于，包括多个半片电池，所述半片电池由权利要求1-9中任一项所述的用于制作半片电池的背接触太阳能电池通过切割和/或裂片得到。11.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求10所述的背接触太阳能电池组件。

技术总结
本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种用于制作半片电池的背接触太阳能电池、组件和光伏系统，背接触太阳能电池的硅基底的背面形成有凹槽，凹槽将背接触太阳能电池划分为第一区域和第二区域，凹槽用于切割和/或裂片以将背接触太阳能电池分割成两个半片电池，第一掺杂层形成在第一区域上，第二掺杂层形成在第二区域上，第一掺杂层和第二掺杂层分别位于凹槽的两侧，第一掺杂层和第二掺杂层均包括交替设置的P型掺杂区和N型掺杂区。如此，凹槽处不存在掺杂区，在后续切割的过程中，可在该凹槽处进行激光切割，可降低激光切割的损伤，同时，凹槽的设置可提供断裂点，可有效的减少裂片过程中造成的隐裂。片过程中造成的隐裂。片过程中造成的隐裂。


技术研发人员：陈刚 王永谦 杨新强
受保护的技术使用者：珠海富山爱旭太阳能科技有限公司
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/9/3