一种太阳能电池背面铝导电层及太阳能电池的制作方法

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能电池背面铝层及太阳能电池。

背景技术：

随着光伏产业的发展进步，出于对太阳能电池高转换效率以及组件高输出功率的追求，越来越多的高效电池技术被应用到晶体硅太阳能电池的商业化量产中。

其中，一种重要的高效电池技术是钝化发射极背面接触技术(Passivated Emitter back contact，PERC)。这种技术用Al2O3/SiNx叠层钝化薄膜替代现有的太阳能电池的铝背场，大大改善了晶体硅太阳能电池背面的钝化效果，提高了中长波段的内量子效率，使得晶体硅太阳能电池的量产效率提高了约1个百分点左右。

通过在Al2O3/SiNx叠层钝化薄膜局部剥离出线状或者圆点状周期排列的区域窗口，使得太阳能电池背面的铝导电层通过这些窗口与太阳能电池的硅基底实现电连接。

但是，现有技术中的在背面铝导电层和硅基底的连接处，经常出现孔洞结构，降低了PERC太阳能电池的填充因子，进而影响了太阳能电池的光电转换效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种太阳能电池背面铝导电层及太阳能电池，以解决现有技术中PERC太阳能电池因背面铝导电层和硅基底连接处出现孔洞，而导致的填充因子降低影响太阳能电池光电转换效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种太阳能电池背面铝导电层，所述背面铝导电层形成在所述太阳能电池背面，所述太阳能电池背面包括叠层钝化层，所述叠层钝化层为图案化钝化层，设置有多个窗口；

所述背面铝导电层包括：

第一铝导电层和第二铝导电层；所述第一铝导电层和所述第二铝导电层位于同一层；

所述第一铝导电层覆盖所述多个窗口，并与多个窗口一一对应设置；所述第二铝导电层位于所述第一铝导电层之外的区域；

其中，所述第一铝导电层的铝组分低于所述第二铝导电层的铝组分。

优选地，所述第一铝导电层的铝组分含量范围为80％-90％，包括端点值。

优选地，所述第一铝导电层的硅组分含量范围为10％-20％，包括端点值。

优选地，所述第二铝导电层的铝组分含量大于或等于97％。

优选地，所述第二铝导电层的硅组分含量小于3％。

优选地，所述第一铝导电层在所述太阳能电池背面的投影完全覆盖所述窗口；

且所述第一铝导电层在所述太阳能电池背面的投影的边缘轮廓比所述窗口的边缘轮廓大5μm-10μm，包括端点值。

本实用新型还提供一种太阳能电池，包括：

基底，所述基底包括相对设置的正面和背面；

位于所述基底正面的正面结构；

位于所述基底背面的背面结构；

其中，所述背面结构包括具有窗口的图案化的叠层钝化层，以及位于所述叠层钝化层背离所述基底表面的背面铝导电层；

所述背面铝导电层为权利要求1-6任意一项所述的太阳能电池背面铝导电层。

优选地，所述叠层钝化层包括：

位于所述基底表面的氧化铝层；

位于所述氧化铝层背离所述基底表面的氮化硅层。

优选地，所述基底为P型基底。

经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的太阳能电池背面铝导电层包括两部分，在太阳能电池背面叠层钝化层窗口处和窗口外的区域采用不同铝组分的铝导电层形成，在降低背面叠层钝化层窗口区域的孔洞比例的同时，能够不影响其他区域铝导电层的电导率，从而改善PERC太阳能电池的串联电阻，提高PERC太阳能电池的填充因子，进而提高PERC太阳能电池的光电转换效率。

本实用新型还提供一种太阳能电池，其背面铝导电层结构为上面所述的背面铝导电层结构，能够在不影响非窗口区域铝导电层的电导率的情况下，降低了窗口区域孔洞的比率，从而提高了PERC太阳能电池的填充因子和串联电阻，进而提高了PERC太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术PERC太阳能电池的剖面结构示意图；

图2为现有技术中PERC太阳能电池的背面铝导电层结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种PERC太阳能电池的背面铝导电层结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种PERC太阳能电池的剖面结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中太阳能电池的背面铝导电层和硅基底的连接处出现孔洞，降低了PERC太阳能电池的填充因子，进而影响了太阳能电池的光电转换效率。

发明人发现出现上述现象的原因为：如图1所示，为现有技术中的P型PERC太阳能电池剖面结构示意图，所述太阳能电池包括：P型基底01，位于所述P型基底01上相对两个表面设置的正面结构02和背面结构03，所述正面结构02包括绒面结构021和覆盖所述绒面结构的氮化硅层022，以及贯穿所述氮化硅层的正面电极023——银电极；所述背面结构03包括位于P型基底01上的氧化铝层0311和氮化硅层0312的叠层钝化结构以及位于所述叠层钝化结构背离所述P型基底01表面的背面电极032——背面铝导电层。其中，背面铝导电层032为整层结构，平铺在氧化铝层0311和氮化硅层0312的叠层钝化结构上，并通过氧化铝层0311和氮化硅层0312的叠层钝化结构上局部剥离出的线状或圆点状周期排列的区域窗口，与P型基底01之间形成连接，最终形成铝背电场034。

在PERC太阳能电池制备过程中，还包括高温烧结的步骤，由于高温烧结作用，背面铝导电层中的铝与P型基底的硅互熔扩散，形成具有孔洞结构的铝硅合金，请参见图1中的033，由于孔洞所占比例较大，从而降低了PERC太阳能电池的填充因子，进而使得PERC太阳能电池的光电效率大幅度降低。

发明人发现，在高温烧结作用下，铝硅合金出现较大孔洞的根本原因在于，现有技术中PERC太阳能电池中背面铝导电层通常都含有一定比例的Si元素，大致含量在8％左右。所述Si元素存在的目的，主要是为了抑制制备过程中，高温条件下硅基底和铝导电层的互熔扩散，降低PERC太阳能电池背面叠层钝化层窗口处的孔洞比例，但是由于如图2所示，现有技术中背面铝导电层为整层结构，背面铝导电层032不仅覆盖在窗口035处，还覆盖在非窗口区域。在降低窗口处孔洞比例的同时，也会降低非窗口区域铝导电层的电导率，增大了PERC太阳能电池的串联电阻，因此降低了PERC的填充因子。

基于此，本实用新型提供一种太阳能电池背面铝导电层，所述背面铝导电层形成在所述太阳能电池背面，所述太阳能电池背面包括叠层钝化层，所述叠层钝化层为图案化钝化层，设置有多个窗口；

所述背面铝导电层包括：

第一铝导电层和第二铝导电层；所述第一铝导电层和所述第二铝导电层位于同一层；

所述第一铝导电层覆盖所述多个窗口，并与多个窗口一一对应设置；所述第二铝导电层位于所述第一铝导电层之外的区域；

其中，所述第一铝导电层的铝组分低于所述第二铝导电层的铝组分。

本实用新型提供的太阳能电池背面铝导电层包括两部分，在太阳能电池背面叠层钝化层窗口处和窗口外的区域采用不同铝组分的铝导电层形成，在降低背面叠层钝化层窗口区域的孔洞比例的同时，能够不影响其他区域铝导电层的电导率，从而改善PERC太阳能电池的串联电阻，提高PERC太阳能电池的填充因子，进而提高PERC太阳能电池的光电转换效率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图3，图3为本实用新型实施例提供的一种太阳能电池背面铝导电层的俯视结构示意图；所述太阳能电池背面铝导电层形成在太阳能电池背面，所述太阳能电池背面设置有叠层钝化层，所述叠层钝化层为图案化钝化层，设置有多个窗口35。

本实施例中背面铝导电层包括两部分：分别为第一铝导电层321和第二铝导电层322，第一铝导电层321和第二铝导电层322位于同一层，均设置在叠层钝化层的表面。所述第一铝导电层321覆盖所述多个窗口35，并与多个窗口一一对应设置；所述第二铝导电层322位于所述第一铝导电层321之外的区域；其中，所述第一铝导电层321的铝组分低于第二铝导电层322的铝组分。

需要说明的是，本实施例中不限定第一铝导电层321和第二铝导电层322的具体铝组分含量。第一铝导电层321的铝组分含量可以尽量低，从而使得硅含量较高，以便于抑制高温过程中，铝和硅形成孔洞比例较大的铝硅合金，而第二铝导电层322的铝组分含量可以尽量高，这样可以提高第二铝导电层322的电导率，使得太阳能电池的串联电阻较小。

可选的，本实施例中第一铝导电层321的铝组分含量范围为80％-90％，包括端点值。对应的，所述第一铝导电层321的硅组分含量范围为10％-20％，包括端点值。所述第二铝导电层322的铝组分含量大于或等于97％。对应的，所述第二铝导电层322的硅组分含量小于3％。

需要说明的是，为了保证第一铝导电层321与窗口35内的硅基底形成铝硅合金，本实施例中所述第一铝导电层321在所述太阳能电池背面的投影完全覆盖所述窗口35；且，第一铝导电层321在所述太阳能电池背面的投影的边缘轮廓比所述窗口35的边缘轮廓大5μm-10μm，包括端点值。如图3中所示，第一铝导电层321的边缘轮廓与窗口35的边缘轮廓之间的距离D的范围为5μm-10μm，包括端点值。本实施例中不限定窗口35的形状，可以是圆形或者矩形，本实施例中对此不做限定，还可以是多边形等规则或不规则形状。可选的，第一铝导电层321的边缘轮廓与窗口35的边缘轮廓形状相同。

本实施例提供的太阳能电池背面铝导电层包括两部分，在太阳能电池背面叠层钝化层窗口处和窗口外的区域采用不同铝组分的铝导电层形成，在降低背面叠层钝化层窗口区域的孔洞比例的同时，能够不影响其他区域铝导电层的电导率，从而改善PERC太阳能电池的串联电阻，提高PERC太阳能电池的填充因子，进而提高PERC太阳能电池的光电转换效率。

请参见图4，图4为本实用新型实施例提供的一种太阳能电池，所述太阳能电池，包括：基底1，所述基底1包括相对设置的正面和背面；位于所述基底1正面的正面结构2；位于所述基底1背面的背面结构3；

其中，所述背面结构3包括具有窗口的图案化的叠层钝化层(311和312)，以及位于所述叠层钝化层(311和312)背离所述基底1表面的背面铝导电层(321和322)；所述背面铝导电层为上一实施例中所述的太阳能电池背面铝导电层。

需要说明的是，本实施例中不限定叠层钝化层的具体材料，可选的，所述叠层钝化层包括位于所述基底1表面的氧化铝层311；和位于所述氧化铝层311背离所述基底1表面的氮化硅层312。本实施例中对基底的材质也不做限定，可选的，所述太阳能电池为PERC太阳能电池，常见的，所述基底为P型基底。

具体的，如图4所示，本实施例中提供的太阳能电池包括：P型基底1，位于所述P型基底1上相对两个表面设置的正面结构2和背面结构3，所述正面结构2包括绒面结构21和覆盖所述绒面结构的氮化硅层22，以及贯穿所述氮化硅层的正面电极23——银电极；所述背面结构3包括位于P型基底1上的氧化铝层311和氮化硅层312的叠层钝化层(311和312)以及位于所述叠层钝化层(311和312)背离所述P型基底1表面的背面电极(321和322)——背面铝导电层。其中，背面铝导电层由第一铝导电层321和第二铝导电层322组成，其中，第一铝导电层321位于氧化铝层311和氮化硅层312的叠层钝化层上的窗口处，与窗口一一对应设置，并通过氧化铝层311和氮化硅层312的叠层钝化层上局部剥离出的线状或圆点状周期排列的区域窗口，与P型基底1之间形成连接，最终形成铝背电场34。

本实施例中由于第一铝导电层321的铝组分含量较小，最终使得第一铝导电层321与P型基底1之间形成的铝硅合金的孔洞较小，从而降低了孔洞的比率。

本实用新型提供的太阳能电池，其背面铝导电层结构为上面所述的背面铝导电层结构，能够在不影响非窗口区域铝导电层的电导率的情况下，降低了窗口区域孔洞的比率，从而提高了PERC太阳能电池的填充因子和串联电阻，进而提高了PERC太阳能电池的光电转换效率。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。