太阳能电池及其制备方法和光伏组件与流程

本技术属于光伏，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件。

背景技术：

1、在光伏组件的电池端制造过程中，金属化工序是太阳能电池生产的核心环节之一，主要用于形成电极结构以实现电流输出，已有的电池的金属化工序中需要使用大量的银浆用于形成电极结构。通常银浆会烧穿表面膜层与掺杂层接触，即在实现与膜层结构连接的同时，实现载流子的有效收集。

2、然而，当电极烧穿电池表面膜层结构，例如减反层，钝化层等之后，会由于钝化性能的损失以及复合较多等问题，不可避免地造成电池的效率损失。

技术实现思路

1、本技术旨在提供一种太阳能电池及其制备方法和光伏组件，至少解决太阳能电池的钝化性能的损失以及复合较多的问题之一。

2、第一方面，本技术实施例提出了一种太阳能电池，包括：

3、半导体基底；

4、掺杂层和钝化层，依次设于所述半导体基底表面；所述钝化层设有开口，所述开口沿第一方向延伸，所述开口包括开膜部分，和沿第二方向分别位于所述开膜部分两端的两个过渡部分，所述开膜部分和所述过渡部分均沿第一方向延伸，所述开膜部分内的所述掺杂层裸露，位于所述过渡部分的所述钝化层的厚度小于其余所述钝化层的厚度；所述第一方向和所述第二方向相交；

5、若干集电电极，沿所述第一方向延伸且沿所述第二方向间隔设置，所述集电电极包括：种子层和传输层，所述传输层覆盖至少部分所述种子层；

6、其中，至少部分所述种子层位于所述开膜部分内，且通过所述开膜部分与所述掺杂层接触，所述种子层沿所述第二方向超出了所述开膜部分。

7、本技术公开了一种太阳能电池，通过在钝化层上设置包括开膜部分和过渡部分的开口，开膜部分内的掺杂层裸露，集电电极通过开膜部分和掺杂层接触。过渡部分依然保留上述钝化层，这样，在为集电电极留出足够的接触面积的前提下，尽量保留钝化层，减少了对太阳能电池表面膜层的破坏，维持了良好的钝化性能减少了复合。进一步地，位于过渡部分的钝化层的厚度小于其余钝化层的厚度。这样，从其余钝化层向开膜部分的方向，通过过渡部分实现了高低过渡，在开膜部分高度较低，可以给集电电极印刷后自然流平的空间，避免形成颈缩，提升了集电电极的结构稳定性。集电电极包括种子层和传输层，通过设置传输层，减少了贵金属浆料，如银浆的使用，降低了太阳能电池的生产成本。而且，种子层可以起到对贱金属的阻挡作用，减少传输层对掺杂层以及半导体基底的损伤，降低了复合概率，进一步提升了电池性能。另外，通过设置种子层超出开膜部分，可以保证集电电极与半导体基底的连接强度和接触面积，不仅降低了集电电极从电池表面脱落的风险，而且，提升了种子层对贱金属的阻挡效果。

8、在一些实施例中，所述开口为沿所述第一方向延伸的连续槽状，或，所述开口包括多个沿所述第一方向间隔设置的子开口。

9、在一些实施例中，沿所述开膜部分指向所述过渡部分的方向，位于所述过渡部分的所述钝化层的厚度增大。

10、在一些实施例中，沿所述第二方向，所述开膜部分的宽度w1为15μm至120μm，单个所述过渡部分的宽度w2为5μm至60μm；和/或，

11、1＜w1/w2≤10。

12、在一些实施例中，沿所述第二方向，所述传输层超出所述开膜部分；

13、所述传输层超出所述开膜部分的宽度为w3，所述种子层超出所述开膜部分的宽度为w4，且1≤w3/w4≤20；和/或，

14、w4为0.3μm至2μm，和/或，

15、w3为0.7μm至12μm。

16、在一些实施例中，在远离所述半导体基底的一侧，所述种子层和所述传输层均具有超出所述钝化层的部分；

17、所述传输层超出所述钝化层的部分的高度为h1，所述种子层超出所述钝化层的部分的高度为h2，且1≤h1/h2≤20；和/或，

18、h2为0.2μm至2μm，和/或，h1为1μm至12μm。

19、在一些实施例中，沿所述第二方向，所述种子层不超出所述过渡部分；和/或，

20、所述种子层超出所述开膜部分的宽度为w4，单个所述过渡部分的宽度为w2，0.01≤w4/w2＜1。

21、在一些实施例中，沿所述第二方向，所述传输层超出所述开膜部分且不超出所述过渡部分；和/或，

22、所述传输层超出所述开膜部分的宽度为w3，单个所述过渡部分的宽度为w2，0.03≤w3/w2＜1。

23、在一些实施例中，所述种子层包括主体部和第一金属颗粒，所述主体部包裹至少部分所述第一金属颗粒；或者，所述种子层包括主体部、第一金属颗粒和第二金属颗粒，所述主体部包裹至少部分所述第一金属颗粒和/或至少部分所述第二金属颗粒；所述掺杂层远离所述半导体基底的表面为第一表面，所述第一金属颗粒和所述第二金属颗粒，在所述第一表面的投影至少部分重合或位置靠近；

24、沿所述第二方向，所述主体部超出了所述开膜部分。

25、在一些实施例中，所述第一金属颗粒以散点状和/或团聚物的形式分布在所述第一表面，和/或，所述第二金属颗粒以散点状和/或团聚物的形式分布在所述第一表面。

26、在一些实施例中，沿所述第二方向，所述开膜部分包括位于两端的边缘区域和位于两个所述边缘区域之间的中间区域：

27、所述过渡部分内所述第一金属颗粒的至少部分团聚物的尺寸，大于所述开膜部分内所述第一金属颗粒的团聚物的尺寸；和/或，

28、所述过渡部分内所述第二金属颗粒的至少部分团聚物的尺寸，大于所述开膜部分内所述第二金属颗粒的团聚物的尺寸；和/或，

29、所述边缘区域内的所述第一金属颗粒的至少部分团聚物的尺寸，大于所述中间区域内所述第一金属颗粒的团聚物的尺寸；和/或，

30、所述边缘区域内的所述第二金属颗粒的至少部分团聚物的尺寸，大于所述中间区域内所述第二金属颗粒的团聚物的尺寸。在一些实施例中，所述掺杂层远离所述半导体基底的表面为第一表面，所述第一表面包括裸露于所述开口的第一子表面，所述第一子表面上设置有至少一个沉孔，所述沉孔从所述第一子表面向所述掺杂层内部凹陷。

31、在一些实施例中，在单位面积内：所述开膜部分的所述沉孔的数量，大于所述过渡部分的所述沉孔的数量。

32、在一些实施例中，所述掺杂层远离所述半导体基底的表面为第一表面，所述第一表面包括裸露于所述开口的第一子表面和未裸露的第二子表面，至少部分所述第一子表面上设置有多个纹理结构。

33、在一些实施例中，所述第二子表面上也设置有多个所述纹理结构，所述纹理结构从所述第一表面向内凹陷，且在所述第一表面上的投影呈矩形、菱形、四边形或近似菱形；和/或，所述纹理结构的最大一维尺寸为5μm至30μm，凹陷深度为1μm至10μm。

34、在一些实施例中，所述开膜部分具有沿所述第一方向延伸的第一边沿，所述过渡部分具有沿所述第一方向延伸的第二边沿，

35、所述第一边沿为波浪形；和/或，

36、所述第二边沿为波浪形。

37、在一些实施例中，所述开口中设置有岛状分布的有机物团，所述有机物团包括磷元素。

38、在一些实施例中，所述开膜部分的有机物团的分布密度，大于所述过渡部分的有机物团的分布密度。

39、在一些实施例中，所述掺杂层远离所述半导体基底的表面为第一表面，所述第一表面包括裸露于所述开口的第一子表面，所述第一子表面上设置有至少一个沉孔，所述沉孔从所述第一子表面向所述掺杂层内部凹陷；

40、所述掺杂层分为极性不同的第一掺杂层和第二掺杂层，所述钝化层分为第一钝化层和第二钝化层；所述集电电极分为第一集电电极和第二集电电极；所述第一掺杂层与所述半导体基底的掺杂类型相同，所述第二掺杂层与所述半导体基底的掺杂类型不同；

41、在单位面积内：所述第一掺杂层对应的第一子表面中所述沉孔的数量，大于所述第二掺杂层对应的第一子表面中所述沉孔的数量；或，

42、所述第二掺杂层对应的第一子表面中没有沉孔。

43、在一些实施例中，所述种子层含有磷元素，在所述种子层中磷元素的质量占比为2%至8%；和/或，

44、所述传输层的材料选自：铜、铬、铅、铝、银包铜和包含银粉的银包铜中的至少一种。

45、第二方面，本技术实施例提出了一种太阳能电池的制备方法，包括：

46、提供半导体基底；

47、在所述半导体基底上依次形成掺杂层和钝化层；

48、在所述钝化层远离所述掺杂层的表面的局部区域设置腐蚀胶，加热所述腐蚀胶，在预设时间段刻蚀所述钝化层，形成开口；所述开口沿第一方向延伸，所述开口包括开膜部分，和沿第二方向分别位于所述开膜部分两端的两个过渡部分，所述开膜部分和所述过渡部分均沿第一方向延伸，所述开膜部分内的所述掺杂层裸露，位于所述过渡部分的所述钝化层厚度小于其余所述钝化层的厚度；所述第一方向和所述第二方向相交；

49、在所述钝化层背离所述半导体基底的一侧形成集电电极，所述集电电极沿所述第一方向延伸且沿所述第二方向间隔设置，所述集电电极包括：种子层和传输层，所述传输层覆盖至少部分所述种子层；至少部分所述种子层位于所述开膜部分内，所述种子层通过所述开膜部分与所述掺杂层接触，所述种子层沿所述第二方向超出了所述开膜部分。

50、在一些实施例中，加热后所述腐蚀胶的温度为280℃至390℃，和/或，所述预设时间段为1min至10min。

51、在一些实施例中，所述掺杂层远离所述半导体基底的表面为第一表面，所述第一表面包括裸露于所述开口的第一子表面，形成集电电极包括：

52、在所述第一子表面上沉积第一金属颗粒；

53、在所述第一子表面上镀覆形成主体部，所述主体部包裹至少部分所述第一金属颗粒；

54、在所述第一子表面上所述主体部所在位置印刷或镀覆形成传输层。

55、在一些实施例中，积第一金属颗粒之后，形成主体部之前，所述方法还包括：在所述第一子表面上所述第一金属颗粒及其附近沉积第二金属颗粒；所述第一金属颗粒和所述第二金属颗粒，在所述第一表面的投影至少部分重合或位置靠近；所述主体部包裹至少部分所述第一金属颗粒和/或至少部分所述第二金属颗粒。

56、在一些实施例中，设置腐蚀胶包括：

57、在所述钝化层远离所述掺杂层的表面的局部区域印刷设置腐蚀胶。

58、第三方面，本技术实施例提出了一种光伏组件，包括：多个串联和/或并列的电池串，所述电池串包括：电连接件和任一项前述的太阳能电池，或根据任一项前述的太阳能电池制备方法制备的太阳能电池，所述电连接件电连接至少两个所述太阳能电池的集电电极；

59、封装层，用于覆盖所述电池串的表面；

60、盖板，用于覆盖所述封装层远离所述电池串的表面。

61、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。