一种背结太阳能电池、光伏组件和电站的制作方法

1.本实用新型涉及一种背结太阳能电池、光伏组件和电站。


背景技术：

2.背结太阳能电池主要是指电池正面为表面场，背面为pn结结构的电池。目前，背结太阳能电池的正面或者背面的掺杂层一般是覆盖整个硅基体的表面，这种整面覆盖掺杂层的设计，造成背结太阳能电池的光电转换效率较差。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种背结太阳能电池、光伏组件和电站，该背结太阳能电池由于在硅基体的正面和背面上均设置对应于电极的局部隧穿氧化层和局部掺杂多晶硅层，有效地降低了背结太阳能电池的金属复合，并能够降低硅基体表面载流子的俄歇复合，另外，通过钝化减反射层与硅基体的表面直接接触，可以有效地提高硅基体的光吸收，从而有效地提高背结太阳能电池的光电转换效率。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：
5.第一方面，本实用新型提供一种背结太阳能电池，包括：
6.硅基体；
7.间隔设置于所述硅基体的正面且与所述正面直接接触的多个局部第一隧穿氧化层以及多个局部第一钝化减反层，其中，所述局部第一钝化减反层与所述局部第一隧穿氧化层交替设置；
8.层叠于每一个所述局部第一隧穿氧化层上的局部第一掺杂多晶硅层，形成前表面场；
9.与所述前表面场电连接的正面电极；
10.间隔设置于所述硅基体的背面上的多个局部第二隧穿氧化层以及多个局部第二钝化减反层，其中，所述局部第二钝化减反层与所述局部第二隧穿氧化层交替设置；
11.层叠于每一个所述局部第二隧穿氧化层上的局部第二掺杂多晶硅层，形成背面pn结；
12.与所述背结电连接的背面电极。
13.第二方面，本实用新型实施例提供一种光伏组件，包括：由上述第一方面实施例提供的背结太阳能电池制成的电池片。
14.第三方面，本实用新型实施例提供一种电站，包括：上述第二方面实施例提供的光伏组件。
15.上述实用新型的第一方面的技术方案具有如下优点或有益效果：
16.本实用新型提供的背结太阳能电池，由于在硅基体的正面和背面上均设置对应于电极的局部隧穿氧化层和局部掺杂多晶硅层，即间隔设置于硅基体的正面上的多个局部第一隧穿氧化层以及层叠于每一个局部第一隧穿氧化层上的局部第一掺杂多晶硅层，形成前
表面场，正面电极与前表面场电连接，间隔设置于硅基体的背面上的多个局部第二隧穿氧化层，层叠于每一个局部第二隧穿氧化层上的局部第二掺杂多晶硅层，形成背面pn结；背面电极与pn结电连接，可以有效地降低了背结太阳能电池的金属复合，并能够降低硅基体表面载流子的俄歇复合。另外，通过钝化减反射层与硅基体的表面直接接触，即间隔设置于硅基体的正面上的多个局部第一钝化减反层，即局部第一钝化减反层与局部第一隧穿氧化层交替设置，间隔设置于硅基体的背面上的多个局部第二钝化减反层，即局部第二钝化减反层与局部第二隧穿氧化层交替设置，可以有效地提高硅基体的光吸收，从而有效地提高背结太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
17.图1是根据本实用新型实施例提供的背结太阳能电池第一种结构的剖面示意图；
18.图2是根据本实用新型实施例提供的背结太阳能电池第二种结构的剖面示意图；
19.图3是根据本实用新型实施例提供的背结太阳能电池第三种结构的剖面示意图；
20.图4是根据本实用新型实施例提供的背结太阳能电池第四种结构的剖面示意图；
21.图5是根据本实用新型实施例提供的背结太阳能电池俯视图；
22.图6是根据本实用新型实施例提供的背结太阳能电池仰视图；
23.图7是根据本实用新型实施例提供的一种光伏组件的剖面示意图。
24.附图标记如下：
25.1-硅基体；2-局部第一隧穿氧化层；3-局部第一钝化减反层；4
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局部第一掺杂硅层；5-正面电极；51-正面细栅；52-正面主栅；6
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局部第二隧穿氧化层；7-局部第二钝化减反层；8-局部第二掺杂多晶硅层；9-背面电极；91-背面细栅；92-背面主栅；101-盖板； 102-背板；103-封装层；104-电池单元。
具体实施方式
26.本实用新型实施例所涉及一个结构层叠于另一个结构上是指，该一个结构位于另一个结构的正上方或者正下方，且该一个结构与另一个结构直接或间接接触，形成相对固定的组合。比如，图1至图4所示出的局部第一掺杂多晶硅层4层叠于局部第一隧穿氧化层2上，是指局部第一掺杂多晶硅层4位于局部第一隧穿氧化层2的上方，且该局部第一掺杂多晶硅层4的一个表面与局部第一隧穿氧化层2的一个表面直接接触，且形成相对固定的组合。局部第二掺杂多晶硅层8层叠于每一个局部第二隧穿氧化层6上，是指局部第二掺杂多晶硅层8 位于局部第二隧穿氧化层6下方，且局部第二掺杂多晶硅层8的一个表面与局部第二隧穿氧化层6的一个表面接触，且形成相对固定的组合。
27.正面一般是指背结太阳能电池在使用时，朝向太阳光的一面。背面一般是指背结太阳能电池在使用时，背向太阳光的一面。相应地，正面电极是指位于背结太阳能电池的正面上的电极，背面电极则是指位于背结太阳能电池的背面的电极。
28.另外，硅基体的正面和背面是指，硅基体中相背设置的、面积比较大的、用作太阳能电池的受光面(面向太阳光的一面)或者背光面 (背向太阳光的一面)两个表面。其中，“第一”和“第二”仅是为了区分作用，其并不是对个数或者顺序的限制。
29.本实用新型实施例所涉及的一个结构连接或者电连接于另一个结构可以是指该
一个结构与另一个结构直接或者间接接触。
30.通过研究发现，现有的背结太阳能电池的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层层叠铺于硅基体的整个主表面，使载流子从高能级到低能级跃迁，电子与空穴复合时把能量通过碰撞转移给另一个电子或者另一个空穴可引起硅基体表面载流子的俄歇复合，形成较大的反向饱和电流，并导致减反射层的减反射效果较差。
31.为了解决现有的背结太阳能电池由于俄歇复合形成的反向饱和电流以及减反射层的减反射效果较差等问题。本实用新型实施例提供一种背结太阳能电池。其中，图1至图4分别示出了不同结构的背结太阳能电池的剖面示意图。如图1至图4所示，该背结太阳能电池可包括：
32.硅基体1；
33.间隔设置于硅基体1的正面且与正面直接接触的多个局部第一隧穿氧化层2以及多个局部第一钝化减反层3，其中，局部第一钝化减反层3与局部第一隧穿氧化层2交替设置；
34.层叠于每一个局部第一隧穿氧化层2上的局部第一掺杂多晶硅层4，形成前表面场；
35.与前表面场电连接的正面电极5；
36.间隔设置于硅基体1的背面上的多个局部第二隧穿氧化层6以及多个局部第二钝化减反层7，其中，局部第二钝化减反层7与局部第二隧穿氧化层6交替设置；
37.层叠于每一个局部第二隧穿氧化层6上的局部第二掺杂多晶硅层8，形成背面pn结；
38.与背面pn结电连接的背面电极9。
39.需要说明的是，硅基体1的正面未设置扩散层，局部第一隧穿氧化层2和局部第一钝化减反层3直接形成在硅基体1的正面，与硅基体1的正面直接接触。
40.其中，局部第一隧穿氧化层2的厚度可以为0.5nm～3nm中的任意一个值；比如，局部第一隧穿氧化层2的厚度可以为0.5nm、0.8nm、 1nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2nm、2.4nm、2.7nm、3nm等。
41.另外，局部第二隧穿氧化层6的厚度也可为0.5nm～3nm中的任意一个值，比如，局部第二隧穿氧化层6的厚度可以为0.5nm、0.9nm、 1nm、1.1nm、1.4nm、1.6nm、2nm、2.2nm、2.5nm、2.8nm、3nm等。
42.通过控制局部第一隧穿氧化层2和局部第二隧穿氧化层6的厚度，可以使大部分载流子能够实现隧穿的同时，降低载流子的隧穿路径，以有效地提高载流子的隧穿量，实现光电转换效率。
43.其中，正面电极5一般是由金属银浆制成，以使得电流易于从第一掺杂硅层4中导出。
44.其中，背面电极9一般是由金属银浆或者金属银铝浆制成，以使得电流易于从第二掺杂多晶硅层8中导出。
45.可以理解地，局部第一隧穿氧化层2和局部第一掺杂多晶硅层4 形成的前表面场为局部前表面场，该局部前表面场的位置与正面电极5 的位置相对应，具体地，正面电极5的所在位置在硅基体1正面上的投影均落在一个局部前表面场上。即局部前表面场的宽度
一般大于或等于正面电极5的宽度。一个优选的实施例中，局部前表面场的宽度大于正面电极5的宽度，有利于提高背结太阳能电池的光电转换效率。
46.其中，局部前表面场的宽度一般大于或等于正面电极5的宽度的具体实现：正面电极5的宽度小于或等于局部第一隧穿氧化层2的宽度以及局部第一掺杂多晶硅层4的宽度，且局部第一隧穿氧化层2的宽度大于或等于局部第一掺杂多晶硅层4的宽度。以满足正面电极5 的宽度小于或等于局部前表面场宽度的需求，以最大程度的发挥正面电极的作用。
47.另外，背面电极9的宽度小于或等于局部第二隧穿氧化层6的宽度以及局部第二掺杂多晶硅层8的宽度，且局部第二隧穿氧化层6的宽度大于或等于局部第二掺杂多晶硅层8的宽度，以最大程度的发挥背面电极的作用。
48.由于在硅基体的正面和背面上均设置对应于电极的局部隧穿氧化层和局部掺杂多晶硅层，即间隔设置于硅基体的正面上的多个局部第一隧穿氧化层以及层叠于每一个局部第一隧穿氧化层上的局部第一掺杂多晶硅层，形成前表面场，正面电极与前表面场电连接，间隔设置于硅基体的背面上的多个局部第二隧穿氧化层，层叠于每一个第二局部隧穿氧化层上的局部第二掺杂多晶硅层，形成背面pn结；背面电极与pn结电连接，可以有效地降低了背结太阳能电池的金属复合，并能够降低硅基体表面载流子的俄歇复合。另外，通过钝化减反射层与硅基体的表面直接接触，即间隔设置于硅基体的正面上的多个局部第一钝化减反层，局部第一钝化减反层与局部第一隧穿氧化层交替设置，间隔设置于硅基体的背面上的多个局部第二钝化减反层，局部第二钝化减反层与局部第二隧穿氧化层交替设置，可以有效地提高硅基体的光吸收，从而有效地提高背结太阳能电池的光电转换效率。
49.进一步地，由于在硅基体的正面上未设置隧穿氧化层和掺杂多晶硅层的区域形成钝化减反层，使钝化减反层与硅基体表面直接接触，以有效地提高太阳能电池正面的减反射效果以及钝化效果，增加减反效果可以增加太阳能电池的短路电流，增加钝化效果可以提高太阳能电池的开路电压，即可一定程度的提高太阳能电池的光电转换效率。
50.在本实用新型实施例中，如图2所示，局部第一钝化减反层3延伸至其所相邻的局部第一隧穿氧化层2的侧面以及局部第一掺杂多晶硅层4的侧面，以遮盖其所相邻的局部第一隧穿氧化层2的侧面以及局部第一掺杂多晶硅层4的侧面。
51.进一步地，如图2所示，局部第二钝化减反层7延伸至其所相邻的局部第二隧穿氧化层6的侧面以及局部第二掺杂多晶硅层8的侧面，以遮盖其所相邻的局部第二隧穿氧化层6的侧面以及局部第二掺杂多晶硅层8的侧面。如此设置，在硅基体1的正面形成局部第一隧穿氧化层2和第一钝化减反层3之后，以及在硅基体1的背面形成局部第二隧穿氧化层6和第二钝化减反层7之后，方便直接在硅基体1的正面形成第一钝化减反层3，以及在硅基体1的背面形成第二钝化减反层 7。
52.另外，如图3和图4所示，在正面电极5的宽度小于局部第一掺杂多晶硅层4的宽度的情况下，局部第一钝化减反层3经过其所相邻的局部第一隧穿氧化层2的侧面延伸至局部第一掺杂多晶硅层4上未被正面电极5遮盖的区域；
53.进一步地，如图3和图4所示，在背面电极9的宽度小于局部第二掺杂多晶硅层8的宽度的情况下，局部第二钝化减反层7经过其所相邻的局部第二隧穿氧化层6的侧面延伸至局部第二掺杂多晶硅层8 上未被所述背面电极9遮盖的区域。
54.即除了正面电极和背面电极之外，在硅基体1的正面和背面上形成钝化减反层，避
免钝化减反层对正面电极和背面电极的遮挡，以避免对正面电极和背面电极的导电产生影响，同时，通过在正面电极和背面电极之外的区域比如隧穿氧化层的侧面、未被掺杂多晶硅层覆盖或遮挡的隧穿氧化层的区域以及未被电极(正面电极或背面电极)覆盖或遮挡的掺杂多晶硅层的区域形成钝化减反射层，以进一步提高钝化减反的效果。
55.另外，针对本实用新型实施例提供的背结太阳能电池的正面电极5，图5示出了背结太阳能电池的俯视图。如图5所示，该正面电极5可包括：多条正面细栅51以及与多条正面细栅51交叉设置的多条正面主栅52，其中，每一条正面细栅51与其所对应的前表面场电连接；每一条正面主栅52与多条正面细栅51电连接，以收集正面细栅51的电流。即以正面主栅作为桥梁，用于收集细栅的电流，通过正面主栅与背面电极的数量一致的前提下，实现设置不同数量的正面细栅和背面电极，以更好地满足减少正面细栅条数的需求，从而有效地提高硅基体正面的钝化减反层的有效面积，以提高光电转换效率。
56.进一步地，图6示出了背结太阳能电池仰视图。如图6所示，背面电极9包括：多条背面细栅91以及与多条背面细栅91交叉设置的多条背面主栅92，其中，每一条背面细栅91与其所对应的背面pn结电连接；每一条背面主栅92与多条背面细栅91电连接，以收集背面细栅91的电流。
57.在本实用新型实施例中，如图6所示的背面细栅91的条数大于正面细栅51的条数，且背面主栅92的条数等于正面主栅52的条数。以保证后续电池串接的需求。这样，可以减少正面主栅52对背结太阳能电池正面的光线的遮挡，利于提高光电转换效率。
58.上述各个实施例的硅基体1可为n型硅基体，相应地，局部第一掺杂多晶硅层的掺杂类型为n型，局第二掺杂多晶硅层的掺杂类型为 p型。这样，该背结太阳能电池的正面形成前表面场，背面形成pn结。
59.上述各个实施例的硅基体1也可以为p型硅基体，相应地，第一掺杂多晶硅层的掺杂类型为p型，第二掺杂多晶硅层的掺杂类型为n 型。同理，该背结太阳能电池的正面形成前表面场，背面形成pn结。
60.基于n型或p型硅基体得到的背结太阳能电池，可以满足不同用户的需求。
61.本实用新型实施例还提供了一种光伏组件，该光伏组件可包括：由上述实施例的背结太阳能电池制成的电池片。具体地，如图7所示，该光伏组件100可包括：盖板101、背板102、封装层103以及矩阵排列的电池单元104，其中，电池单元104包括有上述实施例的背结太阳能电池制成的电池片。比如，该电池单元104可以为上述实施例的背结太阳能电池切分出的多个电池片形成的电池串，也可以为直接为上述实施例的背结太阳能电池。
62.本实用新型实施例还提供了一种电站，该电站可包括：上述实施例提供的光伏组件。
63.以上所提供的介绍，只是用于帮助理解本实用新型的结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本实用新型权利要求保护范围之内。