一种太阳能电池及其导电接触结构、电池组件和光伏系统的制作方法

1.本技术属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其导电接触结构、电池组件和光伏系统。


背景技术：

2.太阳能电池发电为一种可持续的清洁能源来源，其利用半导体p-n结的光生伏特效应可以将太阳光转化成电能。
3.相关技术中，p型topcon电池的正面金属电极为银铝浆料形成的银铝混合电极，且银铝混合电极的成本比纯粹的银电极成本更高。另外，银铝混合电极下必须做p+掺杂层才能形成欧姆接触。也即是说，银铝混合电极下必须制作硼扩散层或者p+多晶硅层。因此，工艺复杂，成本较高，不利于产业化。
4.基于此，如何降低太阳能电池制作电极的成本，成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术提供一种太阳能电池及其导电接触结构、电池组件和光伏系统，旨在解决如何降低太阳能电池制作电极的成本的问题。
6.第一方面，本技术提供的太阳能电池的导电接触结构，包括导电接触层和复合电极，所述导电接触层设于所述复合电极与硅衬底之间，所述复合电极包括复合细栅和复合主栅，所述复合细栅包括依次设于所述硅衬底的铝细栅和银细栅；所述复合主栅包括依次设于所述硅衬底的铝主栅和银主栅。
7.可选地，所述银细栅覆盖所述铝细栅的顶面和侧面；和/或，所述银主栅覆盖所述铝主栅的顶面和侧面。
8.可选地，所述铝细栅被覆盖的厚度小于所述银细栅的厚度的1/2；
9.和/或，所述铝主栅被覆盖的厚度小于所述银主栅的厚度的1/2。
10.可选地，所述银细栅的宽度与所述铝细栅的宽度之差为5μm-20μm；
11.和/或，所述银主栅的宽度与所述铝主栅的宽度之差为5μm-20μm。
12.可选地，所述银细栅的厚度为5μm-10μm；
13.和/或，所述银主栅的厚度为5μm-10μm。
14.可选地，所述导电接触层包括细栅接触层，所述细栅接触层形成于所述铝细栅与所述硅衬底之间，所述铝细栅和所述细栅接触层的厚度之和为10μm-20μm；
15.和/或，所述导电接触层包括主栅接触层，所述主栅接触层形成于所述铝主栅与所述硅衬底之间，所述铝主栅和所述主栅接触层的厚度之和为10μm-20μm。
16.可选地，所述导电接触层包括铝掺杂层和铝硅合金层。
17.第二方面，本技术提供的太阳能电池，包括上述任一项的太阳能电池的导电接触结构。
18.第三方面，本技术提供的电池组件，包括上述的太阳能电池。
19.第四方面，本技术提供的光伏系统，包括上述的电池组件。
20.本技术提供的太阳能电池及其导电接触结构、电池组件和光伏系统，由于采用导电接触层和铝银复合电极，故可以依靠铝栅线自身的掺杂形成欧姆接触，利用银栅线的强导电性有效地将电流导出。而且，由于铝栅线作为接触电极，故银栅线的厚度可以做得更薄。这样，可以在保证光电转换效率的同时，降低成本。
附图说明
21.图1本技术一实施例的太阳能电池的导电接触结构的结构示意图；
22.图2本技术一实施例的太阳能电池的结构示意图；
23.图3本技术一实施例的太阳能电池的结构示意图；
24.图4本技术一实施例的太阳能电池的开槽示意图；
25.图5本技术一实施例的太阳能电池的开槽示意图；
26.主要元件符号说明：
27.太阳能电池10、硅衬底101、导电接触结构102、隧穿氧化层11、掺杂多晶硅层12、第一钝化层13、第一电极14、氧化铝层15、第二钝化层16、复合细栅17、铝细栅171、银细栅172、导电接触层、铝掺杂层181、铝硅合金层182、复合主栅19。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.相关技术中太阳能电池的制作电极的成本较高，本技术由于采用导电接触层和铝银复合电极，故可以依靠铝栅线自身的掺杂形成欧姆接触，利用银栅线的强导电性有效地将电流导出。而且，由于铝栅线作为接触电极，故银栅线的厚度可以做得更薄。这样，可以在保证光电转换效率的同时，降低成本。
30.实施例一
31.本实施例的光伏系统，包括实施例二的电池组件。
32.本技术实施例的光伏系统，由于采用导电接触层和铝银复合电极，故可以依靠铝栅线自身的掺杂形成欧姆接触，利用银栅线的强导电性有效地将电流导出。而且，由于铝栅线作为接触电极，故银栅线的厚度可以做得更薄。这样，可以在保证光电转换效率的同时，降低成本。
33.在本实施例中，光伏系统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，光伏系统的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统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的阵列组合，例如，多个电池组件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。
34.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
35.实施例二
36.本实施例的电池组件，包括实施例三的太阳能电池。
37.本技术实施例的电池组件，由于导电接触结构采用导电接触层和铝银复合电极，故可以依靠铝栅线自身的掺杂形成欧姆接触，利用银栅线的强导电性有效地将电流导出。而且，由于铝栅线作为接触电极，故银栅线的厚度可以做得更薄。这样，可以在保证光电转换效率的同时，降低成本。
38.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
39.实施例三
40.请参阅图1和图2，本实施例的太阳能电池10，包括实施例四至实施例十任一项的太阳能电池10的导电接触结构102。
41.本技术实施例的太阳能电池10，由于导电接触结构102采用导电接触层和铝银复合电极，故可以依靠铝栅线自身的掺杂形成欧姆接触，利用银栅线的强导电性有效地将电流导出。而且，由于铝栅线作为接触电极，故银栅线的厚度可以做得更薄。这样，可以在保证光电转换效率的同时，降低成本。
42.具体地，太阳能电池10包括：硅衬底101、依次层叠于硅衬底101的第一面的隧穿氧化层11、掺杂多晶硅层12、第一钝化层13和第一电极14，第一电极14为银电极，第一电极14穿过第一钝化层13与掺杂多晶硅接触；依次层叠于硅衬底101的第二面的氧化铝层15、第二钝化层16和第二电极，第二电极包括铝电极，氧化铝层15和第二钝化层16设有开槽区域，第二电极穿过开槽区域并与硅衬底101形成铝掺杂层181和铝硅合金层182。
43.请注意，在本实施例中，导电接触结构102对应于第二电极。可以理解，在其他的实施例中，导电接触结构102也可对应于第一电极14；还可对应于第一电极14和第二电极。
44.请参阅图2和图3，具体地，第二电极为复合电极，第二电极包括复合细栅17和复合主栅19。导电接触层包括细栅接触层和主栅接触层。细栅接触层18包括铝掺杂层181和铝硅合金层182。请注意，本文以细栅接触层18为例进行解释和说明，主栅接触层的解释和说明可参照细栅接触层，为避免冗余，不再赘述。
45.具体地，隧穿氧化层11包括氧化硅层、氧化铝层中的一种或多种。优选地，隧穿氧化层11为氧化硅层。
46.具体地，掺杂多晶硅层12可为掺磷单晶硅层，方阻《60ohm/squ。如此，可以使用更少根数的第一电极14，从而节省成本。
47.具体地，第一钝化层13包括第一氮化硅层。第二钝化层16包括第二氮化硅层。如此，通过氮化硅层进行减反射，可以减少太阳光的损失，提高太阳光的利用率，从而提高光电转换效率。同时，氢离子会结合悬挂键，减少复合中心，起到钝化的效果。进一步地，氮化硅层可为一层或多层。在氮化硅层为多层的情况下，相邻两层氮化硅层之间可形成折射率梯度。如此，通过折射率梯度实现梯度消光，进一步提高太阳光的利用率。
48.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
49.实施例四
50.请参阅图1和图2，本实施例的太阳能电池10的导电接触结构102，包括导电接触层和复合电极，导电接触层设于复合电极与硅衬底101之间，复合电极包括复合细栅17和复合主栅19，复合细栅17包括依次设于硅衬底101的铝细栅171和银细栅172；复合主栅19包括依次设于硅衬底101的铝主栅和银主栅。
51.本技术实施例的太阳能电池10的导电接触结构102，由于采用导电接触层和铝银复合电极，故可以依靠铝栅线自身的掺杂形成欧姆接触，利用银栅线的强导电性有效地将电流导出。而且，由于铝栅线作为接触电极，故银栅线的厚度可以做得更薄。这样，可以在保证光电转换效率的同时，降低成本。
52.具体地，硅衬底101为p型硅片。如此，成本较低。可以理解，在其他的实施例中，硅衬底101也可为n型硅片。
53.具体地，复合主栅19和复合细栅17相互垂直。可以理解，在其他的实施例中，复合主栅19和复合细栅17也可呈锐角。
54.具体地，复合主栅19包括搭接区和非搭接区，搭接区与复合细栅17在硅衬底101的投影重叠。搭接区为银导电体，非搭接区包括依次层叠的铝主栅和银主栅。换言之，在搭接区，银细栅直接与银导电体连接，搭接区不设有铝主栅。这样，可以提高导电效果，还可以降低成本。
55.具体地，导电接触层包括细栅接触层18和主栅接触层，细栅接触层18形成于铝细栅171与硅衬底101之间，主栅接触层形成于铝主栅与硅衬底101之间。图2中仅示出了复合细栅17和细栅接触层18。可以理解，主栅19和主栅接触层与其类似，为避免冗余，不再示出。
56.进一步地，细栅接触层18在硅衬底101的投影与铝细栅171在硅衬底101的投影重叠。如此，保证铝细栅171与硅衬底101之间设有细栅接触层18，从而提高导电效果。
57.可以理解，在其他的实施例中，细栅接触层18在硅衬底101的投影可覆盖并超出铝细栅171在硅衬底101的投影，可覆盖并超出银细栅172在硅衬底101的投影，也可与银细栅172在硅衬底101的投影重叠，也可位于银细栅172在硅衬底101的投影内并位于铝细栅171在硅衬底101的投影外。在此不对细栅接触层18与铝细栅171和银细栅172的位置关系进行限定。
58.进一步地，主栅接触层在硅衬底101的投影与铝主栅在硅衬底101的投影重叠。如此，保证铝主栅与硅衬底101之间设有主栅接触层，从而提高导电效果。
59.可以理解，在其他的实施例中，主栅接触层在硅衬底101的投影可覆盖并超出铝主栅在硅衬底101的投影，可覆盖并超出银主栅在硅衬底101的投影，也可与银主栅在硅衬底101的投影重叠，也可位于银主栅在硅衬底101的投影内并位于铝主栅在硅衬底101的投影外。在此不对主栅接触层与铝主栅和银主栅的位置关系进行限定。
60.具体地，“复合细栅17包括依次设于硅衬底101的铝细栅171和银细栅172”是指，铝细栅171背离硅衬底101的一侧设有银细栅172。在本实施例中，银细栅172的一部分位于铝细栅171背离硅衬底101的一侧，通过铝细栅171接触硅衬底101，其余部分直接接触硅衬底101。
61.可以理解，在其他的实施例中，也可全部银细栅172均位于铝细栅171背离硅衬底101的一侧，银细栅172无直接接触硅衬底101的部分。在此不对银细栅172与硅衬底101的接
触方式进行限定。
62.具体地，“复合主栅19包括依次设于硅衬底101的铝主栅和银主栅”是指，铝主栅背离硅衬底101的一侧设有银主栅。在本实施例中，银主栅的一部分位于铝主栅背离硅衬底101的一侧，通过铝主栅接触硅衬底101，其余部分直接接触硅衬底101。
63.可以理解，在其他的实施例中，也可全部银主栅均位于铝主栅背离硅衬底101的一侧，银主栅无直接接触硅衬底101的部分。在此不对银主栅与硅衬底101的接触方式进行限定。
64.具体地，铝细栅171、银细栅172、铝主栅和银主栅均可通过丝网印刷并高温烧结的方式制成。如此，制作复合电极的效率和精度都更高，有利于提高电池的品质。在其他的实施例中，也可采用溅射、真空蒸发等工艺形成复合电极。
65.具体地，硅衬底101上还可依次层叠有膜层，例如层叠有氧化铝层15和第二钝化层16。膜层形成有开槽区域，铝细栅171通过开槽区域接触导电接触层。在开槽区域连续的情况下，铝细栅171可呈连续状。在开槽区域间断的情况下，铝细栅171可呈连续状，将多个间断的开槽区域连成一条。
66.具体地，银细栅172可设于开槽区域，如图1和图2所示。在其他的实施例中，银细栅172也可设于膜层背离硅衬底101的一侧。即，银细栅172不烧穿第二钝化层16。
67.请参阅图3和图4，具体地，可利用激光在层叠于硅衬底101的膜层上开设点状孔。点状孔呈圆形。进一步地，点状孔的直径d为25μm-45μm。例如为25μm、27μm、30μm、32μm、35μm、40μm、45μm。进一步地，在细栅17长度方向上相邻的点状孔之间的间距d1为400μm-800μm。例如为400μm、420μm、500μm、600μm、700μm、780μm、800μm。进一步地，在细栅17宽度方向上相邻的点状孔之间的间距d2为500μm-1000μm。例如为500μm、520μm、600μm、800μm、980μm、1000μm。
68.请参阅图5，具体地，可利用激光在层叠于硅衬底101的膜层上开设间断的线状槽。线状槽被间断而呈矩形。进一步地，线状槽的长度l1为0.1mm-0.5mm。例如为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm。进一步地，线状槽的宽度l2为25μm-45μm。例如为25μm、28μm、30μm、35μm、38μm、40μm、45μm。进一步地，在细栅17长度方向上相邻的线状槽之间的间距d3为0.2mm-1mm。例如为0.2mm、0.4mm、0.8mm、1mm。进一步地，在细栅17宽度方向上相邻的线状槽之间的间距d4为0.5mm-1mm。例如为0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm。
69.具体地，也可利用激光在层叠于硅衬底101的膜层上开设连续的线状槽。
70.具体地，铝主栅可通过开槽区域接触导电接触层，银主栅可设于开槽区域，如图1和图2所示。在其他的实施例中，银主栅也可设于膜层背离硅衬底101的一侧，即，银主栅不烧穿第二钝化层16。关于该部分的解释和说明可参照前文，为避免冗余，在此不再赘述。可以理解，铝主栅和银主栅也可不设于开槽区域，而是设于第二钝化层16背离硅衬底101的一侧。
71.可选地，开槽区域下的硅衬底101形成内陷区域1011，第二电极17穿过开槽区域，在内陷区域1011的表面形成铝掺杂层181并在内陷区域1011内填充铝硅合金层182。
72.可选地，铝细栅171宽度为30μm-80μm。例如为30μm、40μm、50μm、70μm、80μm。如此，使得铝细栅171的宽度处于合适范围，有利于将电流高效导出。
73.可选地，内陷区域1011的宽度大于开槽区域的宽度。可选地，铝硅合金层182的宽
度大于开槽区域的宽度，铝硅合金层182局域覆盖有第二钝化层16。如此，可以通过较窄的开槽区域形成较大的内陷区域1011，使得铝掺杂层181与硅片的接触面积较大，铝掺杂层181与铝硅合金层182的接触面积较大，可以减少体区的扩展电极以及表面接触电阻，从而缓解电极遮光面积与电阻之间的矛盾。
74.可选地，内陷区域1011的表面积与在厚度方向上的投影面积的比值大于1.05。如此，使得内陷区域1011较大，可以使得铝掺杂层181与硅片的接触面积较大，铝掺杂层181与铝硅合金层182的接触面积较大，可以减少体区的扩展电极以及表面接触电阻，从而缓解电极遮光面积与电阻之间的矛盾。
75.可选地，内陷区域1011的内陷深度大于3μm。例如为3μm、4μm、5μm、6μm。如此，通过使得内陷深度较大来提高内陷区域1011的表面积。
76.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，尤其是实施例一，为避免冗余，在此不再赘述。
77.实施例五
78.请参阅图1，在一些可选实施例中，银细栅172覆盖铝细栅171的顶面和侧面。如此，银细栅172和铝细栅171的接触面积较大，从而使得银细栅172与铝细栅171之间的导电效果更好。
79.可以理解，在其他的实施例中，也可银细栅172仅覆盖铝细栅171的顶面，不覆盖铝细栅171的侧面；也可银细栅172不覆盖铝细栅171的顶面，仅覆盖铝细栅171的侧面。
80.具体地，银细栅172整面覆盖铝细栅171的顶面，并整面覆盖铝细栅171的侧面。如此，使得银细栅172和铝细栅171的接触面积更大，从而使得银细栅172与铝细栅171之间的导电效果更好。
81.可以理解，在其他的实施例中，也可银细栅172覆盖铝细栅171的顶面的部分区域；也可银细栅172覆盖铝细栅171的侧面的部分区域。例如，银细栅172可形成镂空区域。
82.在一些可选实施例中，银主栅覆盖铝主栅的顶面和侧面。如此，银主栅和铝主栅的接触面积较大，从而使得银主栅与铝主栅之间的导电效果更好。
83.可以理解，在其他的实施例中，也可银主栅仅覆盖铝主栅的顶面，不覆盖铝主栅的侧面；也可银主栅不覆盖铝主栅的顶面，仅覆盖铝主栅的侧面。
84.具体地，银主栅整面覆盖铝主栅的顶面，并整面覆盖铝主栅的侧面。如此，使得银主栅和铝主栅的接触面积更大，从而使得银主栅与铝主栅之间的导电效果更好。
85.可以理解，在其他的实施例中，也可银主栅覆盖铝主栅的顶面的部分区域；也可银主栅覆盖铝主栅的侧面的部分区域。例如，银主栅可形成镂空区域。
86.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
87.实施例六
88.在一些可选实施例中，铝细栅171被覆盖的厚度小于银细栅172的厚度的1/2。铝细栅171被覆盖的厚度例如为银细栅172的厚度的1/3、1/4、1/5、1/6。如此，使得银细栅172与铝细栅171的厚度比例处于合适范围，可以避免厚度比例过小导致的整体导电性较差，也可以避免厚度比例过大导致的成本过高。
89.在一些可选实施例中，铝主栅被覆盖的厚度小于银主栅的厚度的1/2。铝主栅被覆
盖的厚度例如为银主栅的厚度的1/3、1/4、1/5、1/6。如此，使得银主栅与铝主栅的厚度比例处于合适范围，可以避免厚度比例过小导致的整体导电性较差，也可以避免厚度比例过大导致的成本过高。
90.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
91.实施例七
92.在一些可选实施例中，银细栅172的宽度与铝细栅171的宽度之差为5μm-20μm。例如为5μm、6μm、10μm、15μm、20μm。如此，使得银细栅172的宽度与铝细栅171的宽度之差处于合适范围，可以避免宽度差过小导致的铝细栅171侧面覆盖的银细栅172较薄，从而避免导电效果较差，可以避免宽度差过大导致的铝细栅171侧面覆盖的银细栅172较厚，从而避免成本较高。
93.请注意，在本实施例中，银细栅172的宽度大于铝细栅171的宽度。如此，使得银细栅172能够在宽度方向上覆盖率细栅17，从而提高导电效果。
94.在一些可选实施例中，银主栅的宽度与铝主栅的宽度之差为5μm-20μm。例如为5μm、6μm、10μm、15μm、20μm。如此，使得银主栅的宽度与铝主栅的宽度之差处于合适范围，可以避免宽度差过小导致的铝主栅侧面覆盖的银主栅较薄，从而避免导电效果较差，可以避免宽度差过大导致的铝主栅侧面覆盖的银主栅较厚，从而避免成本较高。
95.请注意，在本实施例中，银主栅的宽度大于铝主栅的宽度。如此，使得银主栅能够在宽度方向上覆盖铝主栅，从而提高导电效果。
96.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
97.实施例八
98.在一些可选实施例中，银细栅172的厚度为5μm-10μm。例如为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm。如此，使得银细栅172的厚度处于合适范围，可以避免银细栅172的厚度过小导致的导电效果较差，也可以避免银细栅172的厚度过大导致的成本较高。
99.在一些可选实施例中，银主栅的厚度为5μm-10μm。例如为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm。如此，使得银主栅的厚度处于合适范围，可以避免银主栅的厚度过小导致的导电效果较差，也可以避免银主栅的厚度过大导致的成本较高。
100.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
101.实施例九
102.在一些可选实施例中，导电接触层包括细栅接触层18，细栅接触层18形成于铝细栅171与硅衬底101之间，铝细栅171和细栅接触层18的厚度之和为10μm-20μm。例如为10μm、11μm、15μm、18μm、19μm、20μm。如此，使得厚度之和处于合适范围，从而使得铝细栅171自掺杂形成的欧姆接触较好，有利于将电流高效导出。
103.在一些可选实施例中，导电接触层包括主栅接触层，主栅接触层形成于铝主栅与硅衬底101之间，铝主栅和主栅接触层的厚度之和为10μm-20μm。例如为10μm、11μm、15μm、18μm、19μm、20μm。如此，使得厚度之和处于合适范围，从而使得铝主栅自掺杂形成的欧姆接触较好，有利于将电流高效导出。
104.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
105.实施例十
106.在一些可选实施例中，导电接触层包括铝掺杂层181和铝硅合金层182。具体地，铝掺杂层181为掺铝单晶硅层，形成p+表面场。铝硅合金层182位于铝掺杂层181和复合电极之间。如此，通过铝硅合金层182实现p+表面场与复合电极的接触。
107.具体地，铝掺杂层181形成于内陷区域1011的表面，铝硅合金层182在内陷区域1011填充。如此，可以有效增加铝掺杂层181与铝硅合金层182的接触面积，可以减少体区的扩展电极以及表面接触电阻，从而缓解电极遮光面积与电阻之间的矛盾。
108.关于该实施例的其他解释和说明可参照本文的其他部分，为避免冗余，在此不再赘述。
109.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。而且，本技术各实施例或示例中描述的具体特征、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。