太阳能电池和太阳能电池的制备方法与流程

1.本技术主要涉及太阳能电池技术领域，具体地涉及一种太阳能电池和太阳能电池的制备方法


背景技术：

2.随着对清洁能源的需求越来越高，人们越发重视对太阳能电池的研究，并不断在太阳能电池效率上实现一次次历史性的突破。但在追寻高电池转换效率及组件功率的道路上，人们也面临着一个个技术上的难题，其中组件湿热失效风险就是其中之一。
3.指湿热试验(dump heat,dh)是太阳能电池组件在一定的模拟温度和模拟湿度条件下进行的效率衰减测试。目前行业内主要检测的有dh-500h、dh-1000h、dh-1500h，其中500h、1000h以及1500h均代表实验持续的时间长短。太阳能电池组件的抗湿热衰减的能力一方面受组件制造工艺的影响，另一方面也受电池片的影响。提高太阳能电池的抗湿热能力可有效提高电池寿命，以及将电池效率长时间维持在一个较高的水平。
4.所以，如何提高太阳能电池的抗湿热能衰减力是亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术要解决的技术问题是提供一种太阳能电池和太阳能电池的制备方法，该太阳能电池具有良好的耐湿热能力，可有效的提高电池的寿命，将电池效率长时间维持在一个较高的水平。
6.本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种太阳能电池，包括：栅线结构，所述栅线结构包括多根栅线，所述多根栅线沿第一方向延伸，且沿第二方向相邻排列；以及沿第一方向相对的第一子栅结构和第二子栅结构，所述第一子栅结构包括在至少部分相邻栅线之间设置的若干第一子栅线，所述第二子栅结构包括在至少部分相邻栅线之间设置的若干第二子栅线，其中，所述第一方向与所述第二方向相交。
7.在本技术一实施例中，所述太阳能电池具有相对的正面和背面，所述正面和所述背面均具有沿所述第一方向相对的第一侧边和第二侧边，所述栅线结构设置于所述正面和/或所述背面，其中，所述第一子栅结构与所述第一侧边相邻，所述第二子栅结构与所述第二侧边相邻。
8.在本技术一实施例中，所述若干第一子栅线沿所述第一方向延伸，所述若干第二子栅线沿所述第一方向延伸。
9.在本技术一实施例中，所述若干子栅线的长度相同，和/或所述若干子栅线的宽度相同。
10.在本技术一实施例中，所述若干子栅线的长度为所述栅线长度的5％-30％。
11.在本技术一实施例中，相邻的所述栅线之间的所述若干子栅线的数量为1至10根。
12.在本技术一实施例中，所述若干子栅线的材质与所述栅线的材质相同。
13.在本技术一实施例中，所述太阳能电池为单玻太阳能电池或双玻太阳能电池。
14.本技术另一方面还提出一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供硅衬底，所述硅衬底具有沿厚度方向相对的第一侧和第二侧；以及在所述硅衬底的所述第一侧和/或所述第二侧形成如前文所述的栅线结构。
15.在本技术一实施例中还包括：在所述硅衬底的正面和所述栅线结构之间依次形成发射极层和正面钝化层，在所述硅衬底的背面和所述栅线结构之间依次形成遂穿氧化层、多晶硅层和背面钝化层。
16.本技术的太阳能电池中的栅线结构具有沿第一方向相对分布第一子栅结构和第二子栅结构，通过位于相邻栅线间的第一子栅线和第二子栅线能够缓解水汽等对太阳能电池边缘处的腐蚀，提高了太阳能电池的抗湿热衰减的能力。
附图说明
17.为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，其中：
18.图1是本技术一实施例的一种太阳能电池的俯视示意图；
19.图2是图1中矩形框c部分的局部放大示意图；
20.图3是本技术一实施例的一种太阳能电池的截面示意图；
21.图4是本技术一实施例的一种太阳能电池的制备方法的示例性流程图。
22.附图标记
23.太阳能电池100
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第二侧边151b
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第二侧214
24.栅线结构110
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第三侧边151c
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发射极层220
25.栅线111
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第四侧边151d
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正面钝化层230
26.第一子栅结构120
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太阳能电池背面152正面栅线结构240
27.第一子栅线121
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硅衬底210
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遂穿氧化层250
28.第二子栅结构130
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硅衬底正面211
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多晶硅层260
29.太阳能电池正面151硅衬底背面212
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背面钝化层270
30.第一侧边151a
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第一侧213
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背面栅线结构280
具体实施方式
31.为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
33.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
34.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本
申请保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
35.本技术中使用了流程步骤用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
36.太阳能电池在湿热环境下会发生效率衰减，既湿热衰减，当太阳能电池的抗湿热衰减的能力不满足要求时，会导致太阳能电池的寿命缩短。本技术的太阳能电池以及制备方法所制备的太阳能电池具有良好的抗湿热衰减能力，可将电池的效率长时间维持在较高的水平。
37.接下来通过具体的实施例对本技术的太阳能电池和太阳能电池的制备方法进行说明。
38.图1所示是本技术一实施例的太阳能电池的俯视示意图。参考图1所示，太阳能电池100包括栅线结构110、第一子栅结构120和第二子栅结构130。
39.具体的，如图1所示，栅线结构110包括多根栅线111。多根栅线111沿第二方向d2间隔分布在太阳能电池100的正面151，且每根栅线111沿第一方向d1从太阳能电池正面151的第一侧边151a延伸到太阳能电池正面151的第二侧边151b。在图1的实施例中，栅线111为细栅，用于收集电池片中的电流。在其他一些实施例中，栅线111还可以是主栅。
40.如图1所示，第一子栅结构120和第二子栅结构130沿第一方向d1相对设置。在图1中，虚线框a和虚线框b沿第一方向d1相对分布，第一子栅结构120和第二子栅结构130分别位于虚线框a和虚线框b所框选的位置。换句话说，第一子栅结构120与第一侧边151a相邻，第二子栅结构130与第二侧边151b相邻。
41.图2是图1中矩形框c部分的放大示意图。参考图2所示，沿第二方向d2相邻的两根栅线111之间间隔预设距离d1。可以理解，栅线结构110中相邻栅线111之间的间距可以相等，也可以不相等，具体的间距不限于上述的预设距离d1，可根据实际需求调整。
42.进一步，图2中示出了图1中第一子栅结构120的局部。如图2所示，第一子栅结构120具有分布在相邻栅线111之间的若干第一子栅线121。具体的，在栅线111a和栅线111b之间分布三根第一子栅线121，该三根第一子栅线121的一端起始于第一侧边151a，另一端沿第一方向d1向右延伸，且该三根第一子栅线121沿第二方向d2间隔分布。本技术不对相邻栅线111之间的第一子栅线121的数量做限制，例如，在一实施例中，相邻栅线111之间的第一子栅线121的数量为1至10根中任意数量。参考图1所示，当太阳能电池受到水汽等侵蚀时，水汽往往从第一侧边151a和第二侧边151b侵蚀太阳能电池和栅线111，与第一侧边151a相邻的第一子栅结构120中的第一子栅线能够缓解水汽等对第一侧边151a处太阳能电池和第一侧边151a处栅线111的侵蚀；类似的，与第二侧边151b相邻的第二子栅结构130中的第二子栅线能够缓解水汽等对第二侧边151b处太阳能电池和第二侧边151b处栅线111的侵蚀。
43.参考图2所示，在一实施例中，第一子栅线121靠近第一侧边151a的一端沿第一方向d1与第一侧边151a间隔一定距离，既将图1中的第一子栅线121沿第一方向d1向右侧移动
一定距离，但为保证太阳能电池的抗热衰减能力满足要求，第一子栅线121靠近第一侧边151a的一端沿第一方向d1与第一侧边151a之间的距离应不大于安全距离，该安全距离为保证电池的抗热衰减能力满足要求的最大距离。上述说明同样适用于第二子栅线，在此不再赘述。
44.本技术不对第一子栅线沿第一方向d1的长度关系做限制。例如，分布在相邻栅线之间的若干第一子栅线的长度可以相同，也可以不相同；分布在不同相邻栅线之间的第一子栅线的长度可以相同，也可以不同。在一些实施例中，第一子栅线沿第一方向d1的长度为栅线沿第一方向d1长度的5％-30％。同理，本技术不对第一子栅线沿第二方向d2的宽度关系做限制。在一些实施例中，第一子栅线的宽度小于栅线的宽度。在另外一些实施例中，第一子栅线之间的长度相同，且宽度也相同，第二子栅线之间的长度相同，且宽度也相同，如此，有利于提高太阳能电池外观的美观性。
45.在一实施例中，第一子栅线的材质和第二子栅线的材质与栅线的材质相同。例如，均为金属银、金属铝或银铝合金中的任意一种。在其他一些实施例中，第一子栅线的材质和第二子栅线的材质也可与栅线不同。例如，第一子栅线和第二子栅线可以选择更容易与水汽反应的材质，如此可通过牺牲第一子栅线和第二子栅线的方式保护栅线免受水汽的腐蚀。
46.参考图1所示，与第一子栅结构类似，第二子栅结构130也具有设置在相邻栅线111之间的若干第二子栅线(图未示)。该若干第二子栅线沿第一方向d1延伸，且沿第二方向d2间隔预设距离分布。有关本技术第二子栅结构130的说明可以参考本文对第一子栅结构120的说明，在此不再展开赘述。
47.如图1所示，栅线111沿第二方向d2相邻排列，第一子栅结构120中的第一子栅线分布在部分相邻的栅线111之间，第二子栅结构120中的第二子栅线分布在部分相邻的栅线111之间。本技术不对第一子栅线所分布的相邻栅线111的位置和数量做限制。举例来说，在一些实施例中，可以只在部分相邻栅线111之间设置第一子栅线和第二子栅线，参考图1所示，可以在靠近正面151第三侧边151c的部分相邻栅线111之间设置第一子栅线和第二子栅线，或者在靠近正面151第四侧边151d的部分相邻栅线111之间设置第一子栅线和第二子栅线。在其他一些实施例中，还可以在所有相邻栅线111之间设置第一子栅线和第二子栅线。
48.在一实施例中，太阳能电池100具有沿厚度方向相对的正面151和背面。与正面151类似，背面也具有沿第一方向d1相对的第一侧边和第二侧边。可以只在太阳能电池的正面151或背面设置栅线结构110，也可以同时在太阳能电池的正面151和背面设置栅线结构110，其中，位于正面151上的栅线结构110的第一子栅结构120与正面151的第一侧边151a相邻，第二子栅结构130与正面151的第二侧边151b相邻，位于背面的第一子栅结构120与背面的第一侧边相邻，第二子栅结构130与背面的第二侧边相邻。如此，子栅结构能够避免其所在的侧边受到水汽等侵蚀，提高太阳能电池抗湿热衰减能力。
49.参考图3所示的太阳能电池的截面示意图。在一实施例中，太阳能电池包括：硅衬底210、依次层叠设置在硅衬底210正面211的发射极层220、正面钝化层230和正面栅线结构240、依次层叠设置在硅衬底210背面212的隧穿氧化250层、多晶硅层260、背面钝化层270和背面栅线结构280。需要说明的是，正面栅线结构240指的是设置在太阳能电池正面211所在的一侧的前文所述的栅线结构，背面栅线结构280指的是设置在太阳能电池背面212所在一
侧的前文所述的栅线结构，此外，可以只在太阳能电池的正面或背面设置栅线结构。在一实施例中，太阳能电池为n型太阳能电池。在一些实施例中，太阳能电池为单玻太阳能电池或双玻太阳能电池。
50.参考图1至图3所示，当太阳能电池同时具有正面栅线结构240和背面栅线结构280时，制造正面栅线结构240和背面栅线结构280的方法包括：
51.步骤一：通过丝网印刷在背面钝化层270上形成栅线111；
52.步骤二：烘干；
53.步骤三：通过丝网印刷在背面钝化层270上形成第一子栅线121和第二子栅线，以分别形成第一子栅结构120和第二子栅结构130；
54.步骤四：烘干；
55.步骤五：通过丝网印刷在正面钝化层230上形成栅线111；
56.步骤六：烘干；
57.步骤七：通过丝网印刷在正面钝化层230上形成第一子栅线和第二子栅线，以分别形成第一子栅结构120和第二子栅结构130；
58.步骤八：烘干。
59.可以理解，本技术中制造正面栅线结构和背面栅线结构的方法不限于上述步骤。
60.对上述实施例中的太阳能电池进行性能测试，主要包括：
61.电池端模拟dh衰减实验。实验时间6h，电池效率衰减1％；实验时间12h，电池效率衰减2％；实验时间24h，电池效率衰减4％；实验时间48h，电池效率衰减8％；实验时间96h，电池效率衰减12％。
62.将上述太阳能电池制备成60块封装的双玻组件，并进行dh失效实验。实验时间500h，组件功率衰减0.5％，电致发光(el)正常；实验时间1000h，组件功率衰减1.0％，el正常；实验时间1500h，组件功率衰减1.5％，el正常；实验时间2000h，组件功率衰减1.5％，el正常。
63.将上述太阳能电池制备成60块的单玻组件，并进行dh失效实验。实验时间500h，组件功率衰减1.0％，el正常；实验时间1000h，组件功率衰减1.5％，el正常；实验时间1500h，组件功率衰减2.5％，el正常；实验时间2000h，组件功率衰减3.0％，el正常。
64.本技术的太阳能电池中的栅线结构具有沿第一方向相对分布第一子栅结构和第二子栅结构，通过位于相邻栅线间的第一子栅线和第二子栅线能够缓解水汽等对太阳能电池边缘处的腐蚀，提高了太阳能电池的抗湿热衰减的能力，可有效的提高电池的寿命，将电池效率长时间维持在一个较高的水平。
65.本技术另一方面还提出一种太阳能电池的制备方法，该制备方法在太阳能电池的第一侧和/或第二侧形成如前文所述的栅线结构，提高了太阳能电池的抗湿热衰减的能力，可有效的提高电池的寿命。
66.图4是本技术一实施例的太阳能电池的制备方法的示例性流程图。参考图4所示，该制备方法包括以下步骤：
67.步骤s310：提供硅衬底；
68.步骤s320：在硅衬底的第一侧和/或第二侧形成如前文所述的栅线结构。
69.接下来，结合图3和图4对步骤s310和步骤s320进行说明。
70.在步骤s310中，提供硅衬底210，硅衬底210沿厚度方向d3具有相对的第一侧213和第二侧214。其中，第一侧213指的是沿厚度方向d3位于硅衬底正面211上方的空间，第二侧214指的是沿厚度方向d3位于硅衬底背面212下方的空间。本技术不对硅衬底210沿厚度方向d3的尺寸做限制。例如，在一些实施例中，硅衬底210沿厚度方向d3的尺寸160μm。
71.在步骤s320中，在硅衬底210的第一侧213和/或第二侧214形成如前文所述的栅线结构。以位于第一侧213的栅线结构对栅线结构的位置进行说明。位于第一侧213的栅线结构并不是指该栅线结构与硅衬底正面211直接接触，而是指栅线结构沿厚度方向d3位于硅衬底正面211上方的空间。类似的，位于第二侧214的栅线结构指的是栅线结构沿厚度方向d3位于硅衬底背面212下方的空间。举例来说，参考图3所示，在一些实施例中，还包括步骤s330：在硅衬底正面211和位于第一侧213的正面栅线结构240之间依次形成发射极层220和正面钝化层230；还可以包括步骤s340：在硅衬底背面212和位于第二侧214的背面栅线结构280之间依次形成遂穿氧化层250、多晶硅层260和背面钝化层270。
72.有关本技术太阳能电池的制备方法的其他细节可以参考前文有关的描述，在此不再展开。本技术的太阳能电池的制备方法在太阳能电池的第一侧和/或第二侧形成如前文所述的栅线结构，提高了太阳能电池的抗湿热衰减的能力，可有效的提高电池的寿命。
73.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述申请披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
74.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
75.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。