异质结电池以及光伏组件的制作方法

1.本实用新型涉及异质结电池技术领域，尤其是涉及一种异质结电池以及光伏组件。


背景技术：

2.相关技术中，在异质结电池的制备过程中，低温烘干固化过程中浆料有机成分容易挥发在异质结电池的表面，导致透明导电膜层的表面能下降，透明导电膜层的表面能下降会导致透明导电膜层与封装胶膜的剥离能下降，导致可靠性失效风险，特别是在户外受到光照、温度变化、湿气等影响。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种异质结电池，该异质结电池可以避免电极固定面的表面能下降，从而避免封装胶膜与透明导电膜层的剥离能下降，从而提升封装胶膜与异质结电池的连接可靠性。
4.本实用新型进一步地提出了一种光伏组件。
5.根据本实用新型的异质结电池，包括：电池主体；透明导电膜层，所述透明导电膜层设置于所述电池主体上，所述透明导电膜层背离所述电池主体的一侧表面为电极固定面，所述电极固定面的表面能值大于等于40mn/m；以及金属电极，所述金属电极设置于所述电极固定面上。
6.根据本实用新型的异质结电池，电极固定面的表面能值大于等于40mn/m，这样可以保证电极固定面的表面能处于一个可靠的范围内，从而在异质结电池的制备过程中，可以避免电极固定面的表面能下降而导致封装胶膜与透明导电膜层的剥离能下降，从而提升封装胶膜与异质结电池的连接可靠性。
7.在本实用新型的一些示例中，所述电极固定面的表面能值大于等于40mn/m且小于等于80mn/m。
8.在本实用新型的一些示例中，所述电极固定面的表面能值大于等于60mn/m且小于等于80mn/m。
9.在本实用新型的一些示例中，所述电池主体具有受光面和背光面，所述透明导电膜层包括第一透明导电膜层和第二透明导电膜层，所述第一透明导电膜层设置于所述受光面且所述第二透明导电膜层设置于所述背光面，所述第一透明导电膜层背离所述受光面的一侧表面为第一电极固定面，所述第一电极固定面的表面能值大于等于40mn/m。
10.在本实用新型的一些示例中，所述第二透明导电膜层背离所述背光面的一侧表面为第二电极固定面，所述第二电极固定面的表面能值大于等于40mn/m。
11.在本实用新型的一些示例中，所述透明导电膜层为三氧化二铟浓度大于90％的透明导电膜层。
12.在本实用新型的一些示例中，所述透明导电膜层为三氧化二铟浓度大于95％的透
明导电膜层。
13.在本实用新型的一些示例中，所述电池主体包括：硅衬底和非晶硅层，所述非晶硅层设置于所述硅衬底上，所述透明导电膜层设置于所述非晶硅层，所述硅衬底的表面为绒面，所述绒面的平均尺寸小于2μm。
14.在本实用新型的一些示例中，所述绒面的平均尺寸大于等于1.3μm且小于等于1.7μm。
15.根据本实用新型的光伏组件，包括：以上所述的异质结电池。
16.本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实用新型实施例的异质结电池的示意图。
19.附图标记：
20.1、异质结电池；
21.10、电池主体；11、受光面；12、背光面；13、硅衬底；14、非晶硅层；20、透明导电膜层；21、电极固定面；210、第一电极固定面；211、第二电极固定面；22、第一透明导电膜层；23、第二透明导电膜层；30、金属电极。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
23.下面参考图1描述根据本实用新型实施例的异质结电池1。
24.如图1所示，根据本实用新型实施例的异质结电池1，包括：电池主体10、透明导电膜层20和金属电极30。电池主体10为异质结电池1的主体部分，而透明导电膜层20可以与金属电极30配合，从而可以实现异质结电池1的导电功能。
25.如图1所示，透明导电膜层20设置于电池主体10上，这样可以使透明导电膜层20与电池主体10相联系，从而可以作用于异质结电池1上，起到导电的作用。透明导电膜层20背离电池主体10的一侧表面为电极固定面21，电极固定面21可以用于固定金属电极30，金属电极30可以设置于电极固定面21上，从而可以更好地与透明导电膜层20连接配合。
26.需要说明的是，表面能是指在恒温、恒压、恒组成的情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。而电极固定面21的表面能值大于等于40mn/m，这样可以保证电极固定面21的表面能处于一个可靠的范围内，从而在异质结电池1的制备过程中，可以避免电极固定面21的表面能下降而导致封装胶膜与透明导电膜层20的剥离能下降，从而提升封装胶膜与异质结电池1的连接可靠性。
27.其中，电极固定面21的表面能值大于等于40mn/m，而且电极固定面21的表面能值小于等于80mn/m。如上所述，电极固定面21的表面能值大于等于40mn/m，这样可以使电极固定面21的表面能处于一个可靠的范围内，避免封装胶膜与透明导电膜层20的剥离能下降，
降低封装胶膜与异质结电池1的连接可靠性。
28.进一步地，电极固定面21的表面能值大于等于60mn/m，而且电极固定面21的表面能值小于等于80mn/m。当然，电极固定面21的表面能值也可以大于等于60mn/m，优选地，电极固定面21的表面能值大于等于70mn/m，如此，在保证表面能稳定的情况下，可以进一步地提升封装胶膜与异质结电池1的连接可靠性。
29.具体地，如图1所示，电池主体10具有受光面11和背光面12，透明导电膜层20包括第一透明导电膜层22和第二透明导电膜层23，第一透明导电膜层22设置于受光面11，而且第二透明导电膜层23设置于背光面12，第一透明导电膜层22背离受光面11的一侧表面为第一电极固定面210，第一电极固定面210的表面能值大于等于40mn/m。
30.可以理解地，电池主体10或异质结电池1具有两个表面，主要接收太阳光的面为正面，也就是受光面11，与正面相对的另一面是电池主体10或异质结电池1的非主要接收太阳光的面，也就是背光面12。第一透明导电膜层22可以与位于受光面11一侧的金属电极30配合，在电池主体10的受光面11起到导电的作用，而第二透明导电膜层23可以与位于背光面12一侧的金属电极30配合，在电池主体10的背光面12起到导电的作用。其中，第一电极固定面210的表面能值大于等于40mn/m，这样可以使第一电极固定面210的表面能处于一个可靠的范围内，避免第一透明导电膜层22与位于受光面11一侧的封装胶膜的剥离能下降，降低异质结电池1与位于受光面11一侧的封装胶膜的连接可靠性。
31.此外，如图1所示，第二透明导电膜层23背离背光面12的一侧表面为第二电极固定面211，第二电极固定面211的表面能值大于等于40mn/m。同样，这样可以使第二电极固定面211的表面能处于一个可靠的范围内，避免第二透明导电膜层23与位于背光面12一侧的封装胶膜的剥离能下降，降低异质结电池1与位于背光面12一侧的封装胶膜的连接可靠性。
32.根据本实用新型的一个可选实施例，透明导电膜层20为三氧化二铟浓度大于90％的透明导电膜层20。需要说明的是，透明导电膜层20的主要成分为三氧化二铟和二氧化锡，三氧化二铟是一种新的n型透明半导体功能材料，具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性，在光电领域、气体传感器、催化剂方面得到了广泛应用，而透明导电膜层20中三氧化二铟的浓度大于90％，这样可以使透明导电膜层20的相关性能更好，起到更好的透明导电效果，而且这样设置，可以在一定程度上提升透明导电膜层20的表面能，降低在异质结电池1的制备过程中电极固定面21的表面能的下降程度。
33.优选地，透明导电膜层20为三氧化二铟浓度大于95％的透明导电膜层20。将透明导电膜层20中三氧化二铟的浓度进一步地设置大于95％，如此，不仅可以使透明导电膜层20的相关性能更好，起到更好的透明导电效果，而且可以进一步地提升透明导电膜层20的表面能，降低在异质结电池1的制备过程中电极固定面21的表面能的下降程度。
34.可选地，如图1所示，电池主体10包括：硅衬底13和非晶硅层14，非晶硅层14设置于硅衬底13上，透明导电膜层20设置于非晶硅层14，硅衬底13的表面为绒面，绒面的平均尺寸小于2μm。硅衬底13为质结电池的制作材质，非晶硅层14设置于硅衬底13上，而且同时设置于硅衬底13的受光面11和背光面12，从而可以使硅衬底13的受光面11和背光面12均可以形成晶体硅衬底13。将硅衬底13的表面设置为绒面，而且绒面的平均尺寸小于2μm，需要说明的是，该尺寸下的绒面和抛光面对比，该尺寸下的绒面在uv辐照后容易达到高表面能，从而可以避免封装胶膜与透明导电膜层20的剥离能下降，降低封装胶膜与异质结电池1的连接
可靠性。
35.另外，绒面的平均尺寸大于等于1.3μm，而且绒面的平均尺寸小于等于1.7μm。进一步地对绒面的平均尺寸范围进行限定，使绒面的平均尺寸更加合理，而且更容易达到高表面能，避免封装胶膜与透明导电膜层20的剥离能下降，降低封装胶膜与异质结电池1的连接可靠性。
36.需要说明的是，绒面的尺寸又为金字塔费雷特直径。在硅衬底13受光面11的单位面积内，费雷特直径在1μm-1.5μm范围内的金字塔数量占比为20％-40％，费雷特直径在1.5μm-2μm范围内的金字塔数量占比为20％-40％，进一步，在硅衬底13受光面11的单位面积内，费雷特直径小于1μm的金字塔数量占比不大于10％，费雷特直径在2μm-2.5μm范围内的金字塔数量占比为5％-25％，费雷特直径大于2.5μm的金字塔数量占比小于5％。优选地，在硅衬底13的受光面102上，金字塔的费雷特直径均不大于3μm。
37.在硅衬底13的背光面12的单位面积内，费雷特直径在1.5μm-2μm范围内的金字塔数量占比为10％-30％，费雷特直径在2μm-2.5μm范围内的金字塔数量占比为20％-40％，进一步地，在硅衬底13的背光面12的单位面积内，费雷特直径小于1μm的金字塔数量占比不大于10％，费雷特直径在1μm-1.5μm范围内的金字塔数量占比为10％-20％，费雷特直径在2.5μm-3μm范围内的金字塔数量占比为5％-20％，费雷特直径大于3μm的金字塔数量占比小于5％。优选地，在硅衬底13的背光面12上，金字塔的费雷特直径均不大于4μm。
38.由上所述，将不同直径范围内的金字塔数量乘以该直径，然后除以金字塔的总数量，可以得出绒面的平均尺寸，绒面的平均尺寸大于等于1.3μm，而且绒面的平均尺寸小于等于1.7μm。
39.以下为详细介绍异质结电池1表面能的测试方法。
40.异质结电池1选择不同表面能数值的墨水刷涂在异质结电池1表面，在5秒时间内观察墨水拓展或收缩情况。如果异质结电池1表面能小于等于墨水表面能值，墨水不拓展或收缩，如果电池表面能大于墨水表面能值，墨水拓展。其中，测试墨水表面能上限为72mn/m。
41.制备流程：制绒、cvd(化学气相沉积)、pvd(物理气相沉积)、丝网印刷、低温烘干、固化以及光热制备得到的异质结电池1。
42.高表面能异质结电池1通过后处理实现，主要是使用一定的方法分解异质结电池1表面吸附的有机物，包括高温处理、紫外(uv)光照、等离子体(plasma)处理、臭氧(o3)氧化等。
43.异质结电池1受光面11的初始表面能为34mn/m，背光面12的表面能为34mn/m。
44.后处理1：uv-150w/m
2-60℃辐照异质结电池1受光面11的时间为12h，异质结电池1受光面11表面能提升至48mn/m，异质结电池1背光面12表面能维持不变。
45.后处理2：uv-150w/m
2-60℃辐照异质结电池1受光面11的时间为48h，异质结电池1受光面11表面能提升至58mn/m，异质结电池1背光面12表面能维持不变。
46.后处理3：uv-150w/m
2-60℃辐照异质结电池1受光面11的时间为168h，异质结电池1受光面11表面能提升至大于72mn/m，异质结电池1背光面12表面能维持不变。
47.后处理4：180℃加热1h，异质结电池1受光面11表面能提升至44mn/m，背光面12表面能提升至44mn/m。
48.后处理5：空气plasma，50w，30s，异质结电池1受光面11表面能提升至40mn/m，异质
结电池1背光面12表面能提升至40mn/m。
49.表1不同后处理对异质结电池1受光面11表面能的改善
[0050][0051]
由上表1可知，异质结电池1在经过后处理3后，可以更好地提升异质结电池1受光面11表面能，从而可以更好地提升异质结电池1受光面11与eva(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)剥离能，也就是封装胶膜与透明导电膜层20的剥离能，从而可以提升封装胶膜与异质结电池1的连接可靠性。
[0052]
根据本实用新型实施例的光伏组件，其特征在于，包括：以上实施例所述的异质结电池1。
[0053]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
[0054]
在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，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。在本实用新型的描述中，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。
[0055]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该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实用新型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。
[0056]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。