一种太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及一种太阳能电池的制备方法。

背景技术：

随着光伏产业的发展与进步，太阳能电池的转换效率以及可靠性得到了极大的提高。对于太阳能电池来说，位于太阳能电池表面的栅线对太阳能电池的使用时长，即太阳能电池的可靠性具有较高的影响。

在现阶段，太阳能电池的背面电极，即太阳能电池的背面栅线会暴露的在空气中，而上述背面电极通常是由金属制成，在使用过程中会与空气发生反应而产生氧化，硫化现象，该现象会影响太阳能电池的背面钝化效果以及接触特性，从而影响太阳能电池的性能。所以如何有效保护太阳能电池背面电极，提高太阳能电池的可靠性是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种太阳能电池，可以有效保护背面电极不被腐蚀；本发明的另一目的在于提供一种太阳能电池的制备方法，可以有效保护背面电极不被腐蚀。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能电池，包括：

衬底；

位于所述衬底受光侧表面的扩散层；

位于所述扩散层背向所述衬底一侧表面与所述扩散层接触的正面电极；

位于所述衬底背光侧表面的钝化层；

位于所述衬底背光侧表面与所述衬底接触的背面电极；

位于所述钝化层背向所述衬底一侧表面的第一减反层；所述第一减反层覆盖所述背面电极。

可选的，所述钝化层包括氧化铝膜层。

可选的，所述氧化铝膜层厚度的取值范围为2nm至10nm，包括端点值。

可选的，所述第一减反层为氮化硅膜层。

可选的，所述氮化硅膜层厚度的取值范围为70nm至120nm，包括端点值。

可选的，还包括位于所述扩散层背向所述衬底一侧表面的第二减反层，所述第二减反层覆盖所述正面电极。

可选的，所述正面电极包括正面副栅线和正面主栅线，所述第二减反层覆盖所述正面副栅线，裸露所述正面主栅线。

本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括：

在衬底的受光侧表面设置扩散层；

在所述衬底的背光侧表面设置钝化层；

透过所述钝化层在所述衬底的背光侧表面设置背面电极；

在所述钝化层背向所述衬底一侧表面设置覆盖所述背面电极的第一减反层；

在所述扩散层背向所述衬底一侧表面设置与所述扩散层接触的正面电极，以制成所述太阳能电池。

可选的，在所述扩散层背向所述衬底一侧表面设置与所述扩散层接触的正面电极之后，所述方法还包括：

在所述扩散层背向所述衬底一侧表面设置覆盖所述正面电极的第二减反层。

可选的，所述在所述扩散层背向所述衬底一侧表面设置覆盖所述正面电极的第二减反层包括：

在所述扩散层背向所述衬底一侧表面设置覆盖正面副栅线的第二减反层；所述正面电极包括正面主栅线和所述正面副栅线，所述第二减反层裸露所述正面主栅线。

本发明所提供的一种太阳能电池，包括衬底；位于所述衬底受光侧表面的扩散层；位于所述扩散层背向所述衬底一侧表面与所述扩散层接触的正面电极；位于所述衬底背光侧表面的钝化层；位于所述衬底背光侧表面与所述衬底接触的背面电极；位于所述钝化层背向所述衬底一侧表面的第一减反层；所述第一减反层覆盖所述背面电极。第一减反层通常具有良好的致密性，在本发明中将背面电极埋于第一减反层朝向衬底一侧可以使用第一减反层有效隔离背面电极与空气，从而防止空气对背面电极的腐蚀，使得背面电极在长时间使用过程中不会发生氧化以及硫化反应，进而有效提高太阳能电池的可靠性。

本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，所制备而成的太阳能电池同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种太阳能电池的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种具体的太阳能电池的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种太阳能电池制备方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的一种具体的太阳能电池制备方法的流程图。

图中：1.衬底、2.扩散层、3.钝化层、4.正面电极、41.正面副栅线、42.正面主栅线、5.背面电极、6.第一减反层、7.第二减反层。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种太阳能电池。在现有技术中，太阳能电池的背面电极，即太阳能电池的背面栅线会暴露的在空气中，而上述背面电极通常是由金属制成，在使用过程中会与空气发生反应而产生氧化，硫化现象，该现象会影响太阳能电池的背面钝化效果以及接触特性，从而影响太阳能电池的性能。

而本发明所提供的一种太阳能电池，包括衬底；位于所述衬底受光侧表面的扩散层；位于所述扩散层背向所述衬底一侧表面与所述扩散层接触的正面电极；位于所述衬底背光侧表面的钝化层；位于所述衬底背光侧表面与所述衬底接触的背面电极；位于所述钝化层背向所述衬底一侧表面的第一减反层；所述第一减反层覆盖所述背面电极。第一减反层通常具有良好的致密性，在本发明中将背面电极埋于第一减反层朝向衬底一侧可以使用第一减反层有效隔离背面电极与空气，从而防止空气对背面电极的腐蚀，使得背面电极在长时间使用过程中不会发生氧化以及硫化反应，进而有效提高太阳能电池的可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种太阳能电池的结构示意图。

参见图1，在本发明实施例中，所述太阳能电池包括衬底1；位于所述衬底1受光侧表面的扩散层2；位于所述扩散层2背向所述衬底1一侧表面与所述扩散层2接触的正面电极4；位于所述衬底1背光侧表面的钝化层3；位于所述衬底1背光侧表面与所述衬底1接触的背面电极5；位于所述钝化层3背向所述衬底1一侧表面的第一减反层6；所述第一减反层6覆盖所述背面电极5。

上述衬底1通常为硅衬底1，当然也可以是其他材料制成的衬底1；对于硅衬底1，可以具体的分为单晶硅衬底1和多晶硅衬底1。上述有关衬底1的具体材质在本发明实施例中不做具体限定。在当前阶段，普及度最高的衬底1是硅衬底1，同时存在许多其他材料的衬底1。

通常情况下，太阳能电池具有面向太阳的一面和背离太阳的一面，其中面向太阳的一面通常称为受光侧表面，也称为正面；背离太阳的一面通常称为背光侧表面，也称为背面。通常情况下，上述扩散层2位于衬底1的受光侧表面，以在衬底1的受光侧表面形成pn结。需要说明的是，上述衬底1若为n型衬底1，则掺杂层需要为p型掺杂层；若上述衬底1为p型衬底1，则掺杂层需要为n型掺杂层。由于重掺杂层的载流子浓度较高，所以上述掺杂层通常为重掺杂层。当然，在本发明实施例中，不限于掺杂层为重掺杂层。

上述正面电极4设置于扩散层2的受光侧表面，即扩散层2背向衬底1一侧表面。该正面电极4需要与扩散层2接触，以收集太阳能电池所产生的电流。有关正面电极4的具体结构以及具体材质等可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

在本发明实施例中，钝化层3位于衬底1的背光侧表面，该钝化层3主要起到减少太阳能电池背面载流子复合速度的作用，以提高太阳能电池的转换效率。上述钝化层3可以选用氧化铝、二氧化硅、非晶硅、多晶硅等材料制备；具体的，在本发明实施例中上述钝化层3可以包括氧化铝膜层。由于氧化铝膜层自身固定有大量负电荷，可以对太阳能电池提供良好的场钝化效应，有效减少衬底1背面的界面态密度，起到良好的钝化效果，有效减少载流子在衬底1背面的复合速率。

在本发明实施例中，上述氧化铝膜层厚度的取值范围通常为2nm至10nm，包括端点值，即上述氧化铝膜层的厚度可以恰好为2nm或10nm。当然，上述氧化铝膜层的厚度可以取2nm至10nm之间的任意数值，例如6nm等等。有关氧化铝膜层的具体制备工艺将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

上述背面电极5设置于衬底1的背光侧表面，即衬底1背向扩散层2一侧表面。该背面电极5需要与衬底1接触，以收集太阳能电池所产生的电流。具体的，上述背面电极5通常需要穿透过所述钝化层3与衬底1接触，有关背面电极5的具体结构以及具体材质等可以参考现有技术，在此不再进行赘述。有关背面电极5的制备工艺将在下述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

所谓减反层即减反射层，可以有效增加太阳能电池对长波段光线的吸收效率。上述第一减反层6位于钝化层3背向衬底1一侧表面，即第一减反层6位于钝化层3的背光侧表面，该第一减反层6需要覆盖背面电极5，以将背面电极5与外界空气相互隔离。需要说明的是，为了便于外界其余部件与本发明实施例所提供的太阳能电池电连接，上述第一减反层6通常会裸露背面电极5的预设区域，例如背面电极5的预设端部，以便于外界其余部件通过第一减反层6裸露的区域与太阳能电池电连接。上述第一减反层6的材质可以具体为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛等；具体的，在本发明实施例中上述第一减反层6通常为氮化硅膜层，该第一减反层6可以有效抑制长波段光线穿过衬底1，从而有效增加太阳能电池对长波段光线的吸收效率。并且，氮化硅膜层可以提供一定的氢钝化作用，从而进一步提高太阳能电池背面的钝化效果，进一步减少衬底1背面表面复合电流密度。

在本发明实施例中，上述氮化硅膜层4厚度的取值范围通常为70nm至120nm，包括端点值，即上述氮化硅膜层4的厚度可以恰好为70nm或120nm。同时，上述氮化硅膜层4的折射率通常在1.9至2.7之间，包括端点值。需要说明的是，上述氮化硅膜层通常是由多层不同折射率的氮化硅膜层叠加而成，有关第一减反层6的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

本发明实施例所提供的一种太阳能电池，包括衬底1；位于所述衬底1受光侧表面的扩散层2；位于所述扩散层2背向所述衬底1一侧表面与所述扩散层2接触的正面电极4；位于所述衬底1背光侧表面的钝化层3；位于所述衬底1背光侧表面与所述衬底1接触的背面电极5；位于所述钝化层3背向所述衬底1一侧表面的第一减反层6；所述第一减反层6覆盖所述背面电极5。第一减反层6通常具有良好的致密性，在本发明中将背面电极5埋于第一减反层6朝向衬底1一侧可以使用第一减反层6有效隔离背面电极5与空气，从而防止空气对背面电极5的腐蚀，使得背面电极5在长时间使用过程中不会发生氧化以及硫化反应，进而有效提高太阳能电池的可靠性。

有关本发明所提供的一种太阳能电池的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种具体的太阳能电池的结构示意图。

区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对太阳能电池的结构进行具体限定。其余内容已在上述发明实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图2，在本发明实施例中，所述太阳能电池还可以包括位于所述扩散层2背向所述衬底1一侧表面的第二减反层7，所述第二减反层7覆盖所述正面电极4。

上述第二减反层7位于扩散层2背向衬底1一侧表面，即扩散层2的受光侧表面，以保证预设波长的光线可以全部穿入太阳能电池而不会被太阳能电池受光侧表面反射回外界。该第二减反层7需要覆盖正面电极4，以将正面电极4与外界空气相互隔离，保护正面电极4不易被空气腐蚀发生氧化或者硫化。该第二减反层7的具体材质以及具体结构可以参考上述第一减反层6以及现有技术，在此不再进行赘述。

需要说明的是，为了便于外界其余部件与本发明实施例所提供的太阳能电池电连接，上述第一减反层6通常会裸露背面电极5的预设区域。通常情况下，正面电极4包括正面副栅线41和正面主栅线42，其中正面副栅线41宽度较细密集的分布于扩散层2表面以收集太阳能电池产生的电流；而正面主栅线42的宽度较宽，正面主栅线42需要与正面副栅线41接触以汇集正面副栅线41所产生的电流。而具体的，上述第二减反层7可以覆盖正面副栅线41以保护正面副栅线41不易被空气腐蚀；而第二减反层7会裸露正面主栅线42，以便于外界其余部件通过第二减反层7裸露的正面主栅线42与太阳能电池电连接。

本发明实施例所提供的一种太阳能电池，在扩散层2背向衬底1一侧表面设置有第二减反层7，而第二减反层7会覆盖正面副栅线41而裸露正面主栅线42，从而将易被空气腐蚀的正面副栅线41与空气隔离，以保护正面副栅线41；同时保证外界其余部件可以通过正面主栅线42与太阳能电池电连接。

下面对本发明所提供的一种太阳能电池的制备方法进行介绍，下文描述的制备方法与上述描述的太阳能电池的结构可以相互对应参照。

请参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种太阳能电池制备方法的流程图。

参见图3，在本发明实施例中，所述太阳能电池的制备方法可以包括：

s101：在衬底的受光侧表面设置扩散层。

在本步骤之前，通常需要在衬底的受光侧表面进行制绒，以在衬底的受光侧表面设置陷光结构。在本步骤中，会通过扩散工艺在衬底的受光侧表面设置扩散层，该扩散层通常会覆盖衬底受光侧表面的陷光结构。有关具体的扩散工艺可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

s102：在衬底的背光侧表面设置钝化层。

有关钝化层的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在本步骤中，会通过沉积工艺在衬底的背光侧表面沉积钝化层。具体的，当钝化层具体为氧化铝膜层时，在本步骤中具体可以通过ald(atomiclayerdeposition，原子层沉积)设备在衬底背光侧表面沉积氧化铝膜层。具体的，在本步骤中利用ald设备通过三甲基铝与纯水的反应可以生成并沉积氧化铝膜层。通常情况下上述三甲基铝与纯水是由氮气携带进入ald设备的反应腔室中进行反应，有关三甲基铝(tma)与纯水反应生成氧化铝的具体反应过程可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

s103：透过钝化层在衬底的背光侧表面设置背面电极。

有关背面电极的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在本步骤中，设置背面电极时通常是先通过激光开槽在衬底背光侧表面开设穿透上述钝化层的窄槽；再通过丝网印刷工艺在窄槽中印刷导电浆料；最后烧结上述导电浆料使其固化，以形成背面电极。有关设置背面电极的具体工艺可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

s104：在钝化层背向衬底一侧表面设置覆盖背面电极的第一减反层。

有关第一减反层的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。在本步骤中，会具体通过沉积工艺在钝化层表面沉积第一减反层。具体的，当第一减反层为氮化硅膜层时，在本步骤中具体可以通过pecvd(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，等离子体增强化学的气相沉积)机台在钝化层表面沉积氮化硅膜层。具体的，在本步骤中利用pecvd机台通过硅烷与氨气的反应可以生成并沉积氮化硅膜层。有关硅烷与氨气(nh3)反应生成氮化硅的具体反应过程可以参考现有技术，在此不再进行赘述。在本步骤中，需要第一减反层覆盖背面电极。

s105：在扩散层背向衬底一侧表面设置与扩散层接触的正面电极，以制成太阳能电池。

有关正面电极的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。有关正面电极的具体制备工艺可以参考上述设置背面电极的制备工艺，在此不再进行赘述。该正面电极需要与扩散层接触。

本发明实施例所提供的一种太阳能电池的制备方法，所制备而成的太阳能电池包括衬底；位于所述衬底受光侧表面的扩散层；位于所述扩散层背向所述衬底一侧表面与所述扩散层接触的正面电极；位于所述衬底背光侧表面的钝化层；位于所述衬底背光侧表面与所述衬底接触的背面电极；位于所述钝化层背向所述衬底一侧表面的第一减反层；所述第一减反层覆盖所述背面电极。第一减反层通常具有良好的致密性，在本发明中将背面电极埋于第一减反层朝向衬底一侧可以使用第一减反层有效隔离背面电极与空气，从而防止空气对背面电极的腐蚀，使得背面电极在长时间使用过程中不会发生氧化以及硫化反应，进而有效提高太阳能电池的可靠性。

有关本发明所提供的一种太阳能电池制备方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种具体的太阳能电池制备方法的流程图。

参见图4，在本发明实施例中，所述太阳能电池的制备方法可以包括：

s201：在衬底的受光侧表面设置扩散层。

s202：在衬底的背光侧表面设置钝化层。

s203：透过钝化层在衬底的背光侧表面设置背面电极。

s204：在钝化层背向衬底一侧表面设置覆盖背面电极的第一减反层。

s205：在扩散层背向衬底一侧表面设置与扩散层接触的正面电极。

上述s201至s205与上述发明实施例中s101至s105基本一致，详细内容请参考上述发明实施例，在此不再进行赘述。

s206：在扩散层背向衬底一侧表面设置覆盖正面电极的第二减反层。

有关第二减反层的具体结构已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。有关第二减反层具体的制备工艺可以参考s204中设置第一减反层的制备工艺，在此不再进行赘述。具体的，由于正面电极通常包括正面副栅线和正面主栅线，其中正面副栅线宽度较细密集的分布于扩散层表面以收集太阳能电池产生的电流；而正面主栅线的宽度较宽，正面主栅线需要与正面副栅线接触以汇集正面副栅线所产生的电流。相应的本步骤可以具体为：在所述扩散层背向所述衬底一侧表面设置覆盖正面副栅线的第二减反层；所述正面电极包括正面主栅线和所述正面副栅线，所述第二减反层裸露所述正面主栅线。将第二减反层覆盖正面副栅线可以保护正面副栅线不易被空气腐蚀；而将第二减反层裸露正面主栅线，以便于外界其余部件通过第二减反层裸露的正面主栅线与太阳能电池电连接。

本发明实施例所提供的一种太阳能电池的制备方法，所制备而成的太阳能电池中，在扩散层背向衬底一侧表面设置有第二减反层，而第二减反层会覆盖正面副栅线而裸露正面主栅线，从而将易被空气腐蚀的正面副栅线与空气隔离，以保护正面副栅线；同时保证外界其余部件可以通过正面主栅线与太阳能电池电连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，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过程、方法、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过程、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种太阳能电池及一种太阳能电池的制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。