P型IBC太阳能电池片、电池组件和光伏系统的制作方法

p型ibc太阳能电池片、电池组件和光伏系统
技术领域
1.本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种p型ibc太阳能电池片、电池组件和光伏系统。


背景技术：

2.现有的p型ibc太阳能电池片结构中，电极均设计在背面，所以需要设计为交叉的p+基区和n+发射极，而背面n+发射极区域的面积占比小于常规电池的整面n+区域，通常占比约为65％左右，电池的转换效率较低。因此，如何提高p型ibc太阳能电池片的转换效率成为了技术人员研究的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种背接触p型ibc太阳能电池片、电池组件和光伏系统，旨在解决现有技术中的p型ibc太阳能电池片的转换效率较低的技术问题。
4.本实用新型是这样实现的，本实用新型实施例中的p型ibc太阳能电池片包括：
5.硅片；
6.浮动结，所述浮动结设置在所述硅片的正面；
7.所述硅片的背面设有交替排列的多个n型区域和多个p型区域，所述n型区域包括依次层叠设置的n型掺杂层、第一氧化铝阻挡层和第一钝化膜层，所述p型区域形成有消融槽，所述消融槽的内设有第二钝化膜层，所述第二钝化膜层覆盖所述消融槽的底壁和侧壁；
8.其中，所述n型区域上设有银电极，所述银电极贯穿所述第一钝化膜层和所述第一氧化铝阻挡层与所述n型掺杂层导电接触，所述消融槽内设有铝电极，所述铝电极至少部分地贯穿所述第二钝化膜层与所述硅片导电接触。
9.更进一步地，所述p型区域在所述硅片背面的面积占比为10％-15％，所述n型区域在所述硅片背面的面积占比为85％-90％。
10.更进一步地，所述p型区域和所述消融槽的宽度为100um-150um，所述n型区域的宽度为850um-900um。
11.更进一步地，所述铝电极的宽度小于所述消融槽的宽度；
12.所述铝电极与位于所述消融槽的侧壁上的所述第二钝化膜层间隔；或者
13.所述铝电极与位于所述消融槽的侧壁上的所述第二钝化膜层相接触或者部分嵌入位于所述消融槽的侧壁上所述第二钝化膜层中且不烧穿位于所述消融槽的侧壁上的所述第二钝化膜层。
14.更进一步地，所述p型区域还包括设置在所述消融槽内的第二氧化铝阻挡层，所述第二氧化铝阻挡层设置在所述第二钝化膜层和所述硅片的背面之间且覆盖所述消融槽的底壁和侧壁，位于所述消融槽的底壁上的所述第二氧化铝阻挡层和所述第二钝化膜层上形成有接触槽，所述铝电极贯穿所述接触槽与所述硅片导电接触。
15.更进一步地，所述接触槽的宽度为20um-40um。
16.更进一步地，所述第一氧化铝阻挡层的厚度为3nm-10nm。
17.更进一步地，所述第一钝化膜层和所述第二钝化膜层的厚度为50nm-100nm。
18.本实用新型还提供了一种电池组件，所述电池组件包括多个上述任一项所述的p型ibc太阳能电池片。
19.本实用新型还提供了一种光伏系统，所述光伏系统包括上述的电池组件。
20.本实用新型所达到的有益效果是：硅片的正面上设有浮动结，n型区域包括依次层叠设置的n型掺杂层、第一氧化铝阻挡层和第一钝化膜层，p型区域形成有消融槽，消融槽内设有第二钝化膜层。浮动结可以有效的提高太阳能电池片的整体钝化效果以及太阳能电池的转换效率，第一氧化铝阻挡层可阻挡铝电极烧穿，可进一步缩窄消融槽和p型区域的宽度，实现增大n型区域的面积占比的目的以进一步提高太阳能电池片的转换效率。
21.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
22.图1是本实用新型提供的光伏系统的结构示意图；
23.图2是本实用新型提供的电池组件的结构示意图；
24.图3是本实用新型提供的p型ibc太阳能电池片的结构示意图；
25.图4是本实用新型提供的p型ibc太阳能电池片的另一结构示意图。
26.主要元件符号说明：
27.光伏系统1000、电池组件200、p型ibc太阳能电池片100、硅片10、浮动结20、n型区域30、n型掺杂层31、第一氧化铝阻挡层32、第一钝化膜层33、p型区域40、消融槽41、底壁411、侧壁412、第二钝化膜层42、第二氧化铝阻挡层43、银电极50、铝电极60。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。此外，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示
例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识本识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。
31.现有的p型ibc太阳能电池片100结构中，电极均设计在背面，所以需要设计为交叉的p+基区和n+发射极，而背面n+发射极区域的面积占比小于常规电池的整面n+区域，通常占比约为65％左右，电池的转换效率较低。
32.在本实用新型中，硅片10的正面上设有浮动结20，n型区域30包括依次层叠设置的n型掺杂层31、第一氧化铝阻挡层32和第一钝化膜层33，p型区域40形成有消融槽41，消融槽41内设有第二钝化膜层42。浮动结20可以有效的提高太阳能电池片的整体钝化效果以及太阳能电池的转换效率，第一氧化铝阻挡层32可阻挡铝电极60烧穿，可进一步缩窄消融槽41和p型区域40的宽度，实现增大n型区域30的面积占比的目的以进一步提高太阳能电池片的转换效率，从而解决现有技术中p型ibc太阳电池片的转换效率较低的技术问题。
33.实施例一
34.请参阅图1和图2，本实用新型的光伏系统1000包括本实用新型实施例中的电池组件200，本实用新型实施例中的电池组件200包括多个本实用新型实施例中的p型ibc太阳能电池片100。
35.请参阅图3，本实用新型的p型ibc太阳能电池片100(p型背接触太阳能电池片)包括硅片10、浮动结20、多个n型区域30、多个p型区域40、银电极50和铝电极60，浮动结20设置在硅片10的正面。多个p型区域40和多个n型区域30交替排列设在硅片10的背面。n型区域30包括依次层叠设置的n型掺杂层31、第一氧化铝阻挡层32和第一钝化膜层33，p型区域40形成有消融槽41，消融槽41的内设有第二钝化膜层42，第二钝化膜层42覆盖消融槽41的底壁411和侧壁412。其中，n型区域30上设有银电极50，银电极50贯穿第一钝化膜层33和第一氧化铝阻挡层32与n型掺杂层31导电接触，消融槽41内设有铝电极60，铝电极60至少部分地贯穿第二钝化膜层42与硅片10导电接触。
36.可以理解，在硅片10的背面的p型区域40需要套印铝浆从而形成铝电极60，在没有第一氧化铝阻挡层32的情况下，消融槽41的宽度需要设置得比较宽以避免在印刷时铝浆偏移到n型区域30烧穿第一钝化膜层33而导致与n型掺杂层31接触而导致漏电，而消融槽41较宽则会导致背面n型区域30的占比较小而影响电池片的转换效率。
37.然而，在本实用新型的p型ibc太阳能电池片100、电池组件200和光伏系统1000中，硅片10的正面上设有浮动结20，硅片10的背面设有p型区域40和n型区域30，n型区域30包括依次层叠设置的n型掺杂层31、第一氧化铝阻挡层32和第一钝化膜层33，p型区域40形成有消融槽41，消融槽41内设有第二钝化膜层42。其中，n型区域30上设有银电极50，银电极50贯穿第一钝化膜层33和第一氧化铝阻挡层32与n型掺杂层31导电接触，消融槽41内设有铝电极60，铝电极60至少部分地贯穿第二钝化膜层42与硅片10导电接触。如此，一方面，在硅片10正面设置浮动结20可以有效的提高太阳能电池片的正面的整体钝化效果以及太阳能电池片的转换效率，另一方面，在n型区域30设置有第一氧化铝阻挡层32可阻挡铝电极60烧穿，可进一步缩窄消融槽41和p型区域40的宽度，即使铝电极60印刷偏移到n型区域30，因为有抗铝烧穿的第一氧化铝阻挡层32阻挡隔离也不会造成漏电，最终实现增大n型区域30的
面积占比的目的以进一步提高太阳能电池片的转换效率。同时，第一氧化铝阻挡层32的设置还可以提高电池片的背面钝化效果。
38.也即是说，在本实用新型中，由于第一氧化铝阻挡层32的存在，在背面印刷和烧结铝电极60时，即使印刷过程中发生偏移，铝浆也不会烧穿第一氧化铝阻挡层32而造成漏电，这样就可以将消融槽41的宽度设置得较窄以提高n型区域30的占比从而提高电池片的转换效率。
39.此外，可以理解的是，由于浮动结20的存在，在硅片10正表面形成了n+/p结构，由于pn结内建电场效应，降低了正面n+/p结构的p区一侧的电子势垒高度，因为正面无金属电极导通，所以正面光生载流子浓度较高，浮动结20将会向硅基体注入一定浓度的电子，一定程度上增加了硅基体中的少子电子浓度。采用浮动结20结构后，电池片整体的钝化效果和qe量子效应将增加，进一步提高电池片的uoc开压和isc电流。
40.具体地，在实用新型的本实施例中，电池组件200中的多个p型ibc太阳能电池片100可依次串接或者并联在一起从而实现形成电池串，从而实现电流的串联或者并联汇流输出，例如，可通过设置焊带来实现电池片的串接。
41.可以理解的是，在本实用新型的实施例中，电池组件200还可包括金属框架、背板、光伏玻璃和胶膜(图未示出)。胶膜可贴附在太阳能电池片正面和背面，其可为良好的透光性能和耐老化性能的透明胶体，例如胶膜可采用eva胶膜或者poe胶膜，具体可根据实际情况进行选择，在此不作限制。
42.光伏玻璃可覆盖在太阳能电池片的正面的胶膜上，光伏玻璃可为超白玻璃，其具有高透光率、高透明性，并且具有优越的物理、机械以及光学性能，例如，超白玻璃的透光率可达％以上，其可在尽可能不影响太阳能电池片的效率的情况下对太阳能电池片进行保护。同时，胶膜可将光伏玻璃和太阳能电池片黏合在一起，胶膜的存在可以对太阳能电池片进行密封绝缘以及防水防潮。
43.背板可贴附在太阳能电池片背面的胶膜上，背板可以对太阳能电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性和耐老化性，背板可以有多重选择，通常可为钢化玻璃、有机玻璃、铝合金tpt复合胶膜等，其具体可根据具体情况进行设置，在此不作限制。背板、太阳能电池片、胶膜以及光伏玻璃组成的整体可设置在金属框架上，金属框架作为整个电池组件200的主要外部支撑结构，且可为电池组件200进行稳定的支撑和安装，例如，可通过金属框架将电池组件200安装在所需要安装的位置。
44.进一步地，在本实用新型中，光伏系统1000可应用在光伏电站中，例如地面电站、屋顶电站、水面电站等，也可应用在利用太阳能进行发电的设备或者装置上，例如用户太阳能电源、太阳能路灯、太阳能汽车、太阳能建筑等等。当然，可以理解的是，光伏系统1000的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统1000可应用在需要采用太阳能进行发电的所有领域中。以光伏发电系统网为例，光伏系统1000可包括光伏阵列、汇流箱和逆变器，光伏阵列可为多个电池组件200的阵列组合，例如，多个电池组件200可组成多个光伏阵列，光伏阵列连接汇流箱，汇流箱可对光伏阵列所产生的电流进行汇流，汇流后的电流流经逆变器转换成市电电网要求的交流电之后接入市电网络以实现太阳能供电。
45.此外，如图3所示，本实施例的p型ibc太阳能电池片100的硅片10可为p型单晶硅片或者是p型多晶硅片，n型掺杂层31可为n型掺杂多晶硅层，其作为p型ibc太阳能电池片100
100nm。
58.如此，将第一钝化膜层33和第二钝化膜层42的厚度设置为50nm-100nm可以保证电池片背面的钝化效果的同时避免厚度太厚而导致银电极50无法烧穿。
59.实施例二
60.请参阅图3，在一些实施例中，铝电极60的宽度小于消融槽41的宽度，铝电极60与位于消融槽41的侧壁412上的第二钝化膜层42间隔。
61.如此，将铝电极60的宽度设置成小于消融槽41的宽度且与消融槽41的侧壁412上的第二钝化膜层42相间隔可以有效的避免铝电极60烧穿消融槽41侧壁412上的第二钝化膜层42而与n型掺杂层31相接触而导致漏电。
62.具体地，如上文所述的，消融槽41的宽度可设置为100um-150um，铝电极60的宽度则设置为略小于消融槽41的宽度，例如，在消融槽41的宽度为150um时，铝电极60的宽度则可设置为100um且铝电极60与消融槽41的侧壁412上的第二钝化膜层42间隔不接触。
63.当然，请参阅图4，在一些实施例中，也可以将铝电极60设置为与位于消融槽41的侧壁412上的第二钝化膜层42相接触。这样，铝电极60仅仅只是与第二钝化膜层42接触而不会与n型掺杂层31接触，同样也能够避免漏电，同时还能够增加铝电极60的宽度以提高后续的焊接性能。
64.此外，可以理解的是，在另一些实施例中，也可以将铝电极60设置为部分嵌入位于消融槽41的侧壁412上第二钝化膜层42中且不烧穿位于消融槽41的侧壁412上的第二钝化膜层42。如此，铝电极60同样也不会与n型掺杂层31相接触以避免漏电，同时还能够增加铝电极60的拉脱力以提高可靠性。
65.实施例三
66.请参阅图3和图4，在一些实施例中，p型区域40还可包括设置在消融槽41内的第二氧化铝阻挡层43，第二氧化铝阻挡层43设置在第二钝化膜层42和硅片10的背面之间且覆盖消融槽41的底壁411和侧壁412，位于消融槽41的底壁411上的第二氧化铝阻挡层43和第二钝化膜层42上形成有接触槽，铝电极60贯穿接触槽与硅片10导电接触。
67.如此，第二氧化铝阻挡层43的设置可以对消融槽41的底壁411和侧壁412均进行覆盖，在制备铝电极60时，即使铝电极60会烧穿消融槽41的侧壁412上的第二钝化膜层42，铝电极60也不会烧穿消融槽41侧壁412上的第二氧化铝阻挡层43而与n型掺杂层31接触而导致漏电。
68.同时，位于消融槽41的底壁411上的第二氧化铝阻挡层43可以对铝电极60进行阻挡，即使铝电极60会烧穿消融槽41底壁411上的第二钝化膜层42也不会烧穿底壁411上的第二氧化铝阻挡层43，从而使得铝电极60只会从接触槽处于硅片10进行导电接触以形成p+区44，有效避免铝电极60与硅片10的接触面积过大而导致金属复合加重。
69.可理解的是，在本实用新型中，第二氧化铝阻挡层43与第一氧化铝阻挡层32可一次成型，两者的厚度一致，第一钝化膜层33和第二钝化膜层42也可一次形成，两者的厚度也一致。
70.具体地，在本实用新型中，在制作时，可先选取一p型硅片10，然后对硅片10的前表面进行制绒从而形成金字塔型的绒面，然后可在硅片10的正面形成浮动结20，例如，可先在正面沉积非晶硅层，然后通过将硅片10放入至扩散炉中进行磷扩散从而在硅片10的正面形
成n型掺杂多晶硅层从而形成浮动结20。
71.然后，可在硅片10的背面制备n型掺杂层31，例如，可先在背面沉积非晶硅层，通过将硅片10放入至扩散炉中进行磷扩散从而在硅片10的背面形成n型掺杂多晶硅层。
72.随后，可对硅片10的背面进行激光消融刻蚀形成消融槽41，消融槽41对应的区域则为p型区域40，未被刻蚀的区域则为n型区域30，可以理解，在激光刻蚀完成后，经过碱抛清洗可对p型区域40中的残留进行清洗去除。
73.在激光刻蚀并清洗完成后，可在硅片10的背面制备第一氧化铝阻挡层32和第二氧化铝阻挡层43，两者可一次成型，也即是说，第一氧化铝阻挡层32和第二氧化铝阻挡层43可为一次制备形成的氧化铝阻挡层的两个部分，第一氧化铝阻挡层32则覆盖n型掺杂层31，第二氧化铝阻挡层43则覆盖消融槽41的内壁。随后在第一氧化铝阻挡层32和第二氧化铝阻挡层43上制备第一钝化膜层33和第二钝化膜层42，两者也可通过一次制备形成，也即是说，第一钝化膜层33和第二钝化膜层42可为一次制备形成的钝化膜层的两个组成部分。同时，如图3和图4所示，可在硅片10的正面的浮动结20上制备减反层70，减反层70可为氮化硅膜等膜层。
74.进一步地，在制备完第一钝化膜层33和第二钝化膜42后，可再次通过激光刻蚀在消融槽41的底壁411上的第二氧化铝阻挡层43和第二钝化膜层42上开设接触槽并进行清洗。最后，在硅片10背面的p型区域40印刷并烧结形成铝电极60，铝电极60贯穿接触槽后与硅片10形成p+区44，在n型区域30印刷并烧结形成银电极50。
75.可以理解的是，在不需要设置第二氧化铝阻挡层43的实施例中，在制作第一氧化铝阻挡层32时，可通过网板将消融槽41所在的区域遮挡从而避免在消融槽41内形成上述的第二氧化铝阻挡层43。当然，为了降低工艺的复杂难度，可优选在消融槽41所在的区域同时形成第二氧化铝阻挡层43，这样同时也能够提高钝化效果。
76.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
77.此外，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。