太阳能电池及其制备方法、光伏组件及光伏系统与流程

专利2026-03-02  8


本申请涉及太阳能电池,具体涉及一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件及光伏系统。


背景技术:

1、目前,钝化发射极及背面接触(pass i vated emitter and rear ce l l,perc)电池是光伏市场的主流技术,但其转化效率已接近24%的理论效率极限,这将促进市场对异质结(heterojunct i on,hjt)电池和隧穿氧化层钝化接触(tunne l ox i de pass ivated contact,topcon)电池需求的增长。

2、topcon电池转换效率高,能与perc产线兼容;hjt电池生产流程短、工序更少,且组件的光致衰减低、稳定性高。但是两者也都有各自的技术缺陷,topcon的开路电压较低,hjt的开路电压高但正面光损耗较大,电流较低。两者均无法达到更高的转化效率。

3、因此,如何实现hjt和topcon的优势互补,进而提高光电转化效率成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,发明人通过研发找到了问题的成因,并形成了解决方案。

2、在第一方面,本申请提供一种太阳能电池,包括:

3、衬底,具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面;

4、依次设置在所述第一表面上的第一钝化层和减反层;

5、凹槽,贯穿所述减反层和所述第一钝化层;

6、依次设置在所述凹槽内的第二钝化层和第一掺杂层;

7、依次设置在所述第一掺杂层上的第一透明导电层和第一栅线;

8、依次设置在所述第二表面上的第三钝化层、第二掺杂层、第二透明导电层和第二栅线。

9、在上述太阳能电池的一个技术方案中,

10、所述第二钝化层为隧穿氧化层;

11、所述第一掺杂层为掺杂多晶硅层;

12、所述第三钝化层为本征非晶硅层;

13、所述第二掺杂层为掺杂非晶硅层、掺杂微晶硅层或掺杂纳晶硅层。

14、在上述太阳能电池的一个技术方案中,

15、所述第二钝化层为本征非晶硅层;

16、所述第一掺杂层为掺杂非晶硅层、掺杂微晶硅层或掺杂纳晶硅层;

17、所述第三钝化层为隧穿氧化层;

18、所述第二掺杂层为掺杂多晶硅层。

19、在上述太阳能电池的一个技术方案中,

20、所述凹槽贯穿所述减反层和所述第一钝化层,以露出所述第一表面。

21、在上述太阳能电池的一个技术方案中,还包括:

22、形成在所述第一表面和所述第一钝化层之间的磷掺杂层,且所述凹槽贯穿所述减反层和所述第一钝化层,以露出所述磷掺杂层,或,所述凹槽贯穿至所述磷掺杂层中。

23、在上述太阳能电池的一个技术方案中,

24、所述第一掺杂层为n型掺杂层,所述第二掺杂层为p型掺杂层;

25、或,所述第一掺杂层为p型掺杂层,所述第二掺杂层为n型掺杂层。

26、在上述太阳能电池的一个技术方案中,

27、所述衬底为单晶硅;

28、所述第一表面为绒面结构,所述第二表面为绒面结构或抛光面结构,所述凹槽为所述绒面结构或所述抛光面结构。

29、在第二方面,本申请提供一种太阳能电池的制备方法,所述方法包括:

30、在衬底的第一表面依次形成第一钝化层和减反层;

31、形成凹槽,所述凹槽贯穿所述减反层和所述第一钝化层;

32、在所述凹槽内依次形成第二钝化层和第一掺杂层;

33、在所述第一掺杂层上依次形成第一透明导电层和第一栅线;

34、在所述衬底的与所述第一表面相对的第二表面上依次形成第三钝化层、第二掺杂层、第二透明导电层和第二栅线。

35、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,

36、所述第二钝化层为隧穿氧化层;

37、所述第一掺杂层为掺杂多晶硅层;

38、所述第三钝化层为本征非晶硅层;

39、所述第二掺杂层为掺杂非晶硅层、掺杂微晶硅层或掺杂纳晶硅层。

40、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,

41、所述第二钝化层为本征非晶硅层;

42、所述第一掺杂层为掺杂非晶硅层、掺杂微晶硅层或掺杂纳晶硅层;

43、所述第三钝化层为隧穿氧化层;

44、所述第二掺杂层为掺杂多晶硅层。

45、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,

46、形成的所述凹槽贯穿所述减反层和所述第一钝化层,以露出所述第一表面。

47、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,所述方法还包括:

48、在形成所述第一钝化层之前,在所述第一表面上形成磷掺杂层;

49、并且,在形成所述凹槽时,所述凹槽贯穿所述减反层和所述第一钝化层,以露出所述磷掺杂层,或,所述凹槽贯穿至所述磷掺杂层中。

50、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,所述形成磷掺杂层包括:

51、对所述衬底进行磷吸杂处理,在所述第一表面和所述第二表面分别形成所述磷掺杂层;

52、对所述第二表面进行刻蚀,去除所述磷掺杂层。

53、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,所述形成凹槽包括:

54、对所述减反层和所述第一钝化层的预设区域进行激光扫描;

55、对所述预设区域进行刻蚀,露出所述第一表面。

56、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,所述形成凹槽之后,所述方法还包括:

57、对所述凹槽进行处理,形成绒面结构或抛光面结构。

58、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,所述第一掺杂层为n型掺杂层,所述第二掺杂层为p型掺杂层;

59、或,所述第一掺杂层为p型掺杂层,所述第二掺杂层为n型掺杂层。

60、在上述太阳能电池的制备方法的一个技术方案中,所述衬底为单晶硅;所述方法还包括:

61、对所述第一表面进行处理,形成绒面结构;

62、对所述第二表面进行处理,形成所述绒面结构或抛光面结构。

63、在第三方面,本申请提供一种光伏组件,包括至少一个电池串,所述电池串包括至少两个上述太阳能电池的技术方案中任一项技术方案所述的太阳能电池。

64、在第四方面,本申请提供一种光伏系统,包括上述光伏组件的技术方案所述的光伏组件。

65、本申请上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种有益效果:

66、在实施本申请的技术方案时,通过局部开槽的方式,在凹槽内形成钝化层和掺杂层,并用栅线覆盖掺杂层,减少了光学吸收损失,以较为简化的工艺路线结合了topcon高电流和hjt高开路电压的优点,提高了太阳能电池的双面光电转化效率,并且工艺成本低,易于量产。



技术特征:

1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,

5.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,还包括:

6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,

7.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能电池,其特征在于,

8.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

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,

10.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,

11.根据权利要求8所述的太阳能电池制备方法,其特征在于,

12.根据权利要求9所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:

13.根据权利要求12所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述形成磷掺杂层包括:

14.根据权利要求8所述的隧穿钝化结构的制备方法,其特征在于,所述形成凹槽包括:

15.根据权利要求14所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述形成凹槽之后,所述方法还包括:

16.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,

17.根据权利要求8所述的太阳能电池,其特征在于,所述衬底为单晶硅;所述方法还包括:

18.一种光伏组件,其特征在于,包括至少一个电池串,所述电池串包括至少两个如权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池。

19.一种光伏系统,其特征在于,包括权利要求18所述的光伏组件。


技术总结
本申请涉及太阳能电池技术领域,具体提供一种太阳能电池及其制备方法、光伏组件及光伏系统。旨在解决如何实现HJT和TOPCon的优势互补,进而提高光电转化效率的技术问题。为此目的,本申请的太阳能电池包括:衬底,具有第一表面和与第一表面相对的第二表面;依次设置在第一表面上的第一钝化层和减反层;凹槽,贯穿减反层和第一钝化层,以露出第一表面;依次设置在凹槽内的第二钝化层和第一掺杂层;依次设置在第一掺杂层上的第一透明导电层和第一栅线;依次设置在第二表面上的第三钝化层、第二掺杂层、第二透明导电层和第二栅线。通过上述实施方式,以较为简化的工艺路线结合了TOPCon高电流和HJT高开路电压的优点,提高了太阳能电池的双面光电转化效率。

技术研发人员:殷志豪,郭江东,侯承利,杨广涛,陈达明
受保护的技术使用者:天合光能股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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