太阳电池及其制备方法、光伏组件与流程

文档序号:41806404发布日期:2025-05-06 17:14阅读:33来源:国知局

本技术涉及太阳电池,尤其涉及一种太阳电池及其制备方法、光伏组件。


背景技术:

1、对于太阳电池而言,载流子的传输性能是影响太阳电池的性能的关键因素。其中,以异质结太阳电池为例,由于异质结太阳电池的钝化层上设置有掺杂硅层,钝化层与掺杂硅层的界面处的载流子的复合较多,载流子传输时的电阻较高,难以有效提升载流子的传输性能,改善太阳电池的性能。


技术实现思路

1、本技术实施例公开了一种太阳电池及其制备方法、光伏组件,该太阳电池能有效改善钝化层与掺杂硅层之间的载流子复合较多的问题,提高界面处的载流子传输能力。

2、第一个方面,本技术实施例公开了一种太阳电池,所述太阳电池包括:

3、硅基底;

4、第一钝化层,所述第一钝化层位于所述硅基底上;

5、图形化的第一掺杂硅层,所述第一掺杂硅层位于所述第一钝化层上;

6、第二掺杂硅层,所述第二掺杂硅层的一部分位于所述第一掺杂硅层上,所述第二掺杂硅层的其余部分位于所述第一掺杂硅层未覆盖的所述第一钝化层上;所述第二掺杂硅层的掺杂浓度小于所述第一掺杂硅层的掺杂浓度;

7、第一透明导电层,所述第一透明导电层位于所述第二掺杂硅层上。

8、进一步地,所述第一掺杂硅层的掺杂浓度与所述第二掺杂硅层的掺杂浓度的比值为5:1~15:1。

9、进一步地,所述第二掺杂硅层的掺杂浓度为1×1019atoms/cm3~5×1020atoms/cm3;和/或,

10、所述第一掺杂硅层的掺杂浓度为1×1020atoms/cm3~5×1021atoms/cm3。

11、进一步地,所述第二掺杂硅层的厚度小于所述第一掺杂硅层的厚度。

12、进一步地,所述第一掺杂硅层的厚度与所述第二掺杂硅层的厚度的比值为2:1~13:1。

13、进一步地,所述第二掺杂硅层的厚度为2 nm~5 nm;和/或,

14、所述第一掺杂硅层的厚度为10 nm~25 nm。

15、进一步地,所述太阳电池还包括第一电极,所述第一电极设置于所述第一透明导电层背离所述硅基底的一侧表面;

16、在所述太阳电池的平面方向上,所述第一电极的正投影图形位于所述第一掺杂硅层的正投影图形内。

17、进一步地,所述第二掺杂硅层包括无氧接触层,所述无氧接触层位于所述第一透明导电层靠近所述硅基底的一侧表面。

18、进一步地,所述第一掺杂硅层包括多层掺杂子层,沿第一方向,多层所述掺杂子层的掺杂浓度呈现增大的趋势,所述第一方向是从所述硅基底至所述第一透明导电层的方向。

19、进一步地,沿所述第一方向上,多层所述掺杂子层的折射率呈现下降的趋势;和/或,

20、沿所述第一方向上,多层所述掺杂子层的厚度呈现增大的趋势。

21、进一步地,沿所述第一方向上,所述第一掺杂硅层依次包括:第一掺杂子层、第二掺杂子层以及第三掺杂子层;

22、其中,所述第一掺杂子层的厚度为0.2 nm~1 nm;和/或,

23、所述第二掺杂子层的厚度为3 nm~6 nm;和/或,

24、所述第三掺杂子层的厚度为10 nm~15 nm。

25、进一步地,沿第二方向,所述第一掺杂硅层的宽度为30μm~50μm,所述第二方向垂直于所述太阳电池的厚度方向。

26、进一步地,沿第一方向上,所述第一钝化层依次包括第一钝化子层、第二钝化子层、第三钝化子层以及第四钝化子层,其中,所述第一钝化子层和所述第二钝化子层为非氢化钝化层,所述第三钝化子层和所述第四钝化子层为氢化钝化层,所述第一方向是从所述硅基底至所述第一透明导电层的方向。

27、进一步地,所述硅基底包括相背设置的受光面和背光面,所述第一钝化层设置于所述硅基底的所述受光面;

28、所述硅基底的所述背光面设置有第二钝化层,以及依次设置于所述第二钝化层背离所述硅基底一侧表面的第三掺杂硅层、第二透明导电层以及第二电极。

29、第二个方面,本技术实施例公开了一种太阳电池的制备方法,所述太阳电池的制备方法包括以下步骤:

30、在硅基底上制备第一钝化层;

31、在部分所述第一钝化层上制备图形化的第一掺杂硅层;

32、在所述第一掺杂硅层未覆盖的其余部分所述第一钝化层上和所述第一掺杂硅层上制备第二掺杂硅层,其中,所述第二掺杂硅层的掺杂浓度小于所述第一掺杂硅层的掺杂浓度;

33、在所述第二掺杂硅层上制备第一透明导电层;

34、后处理,制得如第一个方面任一项所述的太阳电池。

35、进一步地,所述在部分所述第一钝化层上制备图形化的第一掺杂硅层的步骤包括:

36、在部分所述第一钝化层上制备第一掺杂子层;

37、在所述第一掺杂子层上制备第二掺杂子层;

38、在所述第二掺杂子层上制备第三掺杂子层,其中,所述第一掺杂子层、所述第二掺杂子层、所述第三掺杂子层的掺杂浓度呈现增大的趋势。

39、进一步地,制备所述第一掺杂子层的步骤中,制备参数包括:工艺气体包括sih4、n2o以及h2,且sih4、n2o以及h2的流量比为1:1:250~1:8:350,气体压力为4 torr~6 torr,启辉功率为6000 w~8000 w,启辉时间为4 s ~10 s;和/或,

40、制备所述第二掺杂子层的步骤中,制备参数包括:工艺气体包括sih4、n2o、第一掺杂气源以及h2,且sih4、n2o、所述第一掺杂气源以及h2的流量比为1:0.5:5:200~1:2:10:250,气体压力为4 torr~6 torr,启辉功率为8000 w~12000 w,启辉时间为30 s ~60 s;和/或,

41、制备所述第三掺杂子层的步骤中,制备参数包括:工艺气体包括sih4、n2o、第一掺杂气源以及h2,且sih4、n2o、所述第一掺杂气源以及h2的流量比为1:0.5:7:180~1:2:15:220,气体压力为4 torr~6 torr,启辉功率为8000 w~12000 w,启辉时间为100 s ~150 s。

42、进一步地,所述在所述第一掺杂硅层未覆盖的其余部分所述第一钝化层上和所述第一掺杂硅层上制备第二掺杂硅层的步骤中,制备参数包括:工艺气体包括sih4、第一掺杂气源以及h2,且sih4、所述第一掺杂气源以及h2的流量比为1:4:180~1:6:220,启辉功率为8000 w~12000 w,启辉时间为20 s ~50 s。

43、进一步地,所述第一钝化层设置于所述硅基底的受光面,所述在硅基底上制备第一钝化层的步骤之前,所述太阳电池的制备方法还包括:在所述硅基底的背光面制备第二钝化层;和/或,

44、所述硅基底的背光面上设置有第二钝化层,所述在所述第二掺杂硅层上制备第一透明导电层的步骤之前,所述在所述第一掺杂硅层未覆盖的其余部分所述第一钝化层上和所述第一掺杂硅层上制备第二掺杂硅层的步骤之后,所述太阳电池的制备方法还包括:在所述第二钝化层上制备第三掺杂硅层;和/或,

45、所述硅基底的背光面上设置有第三掺杂硅层,所述后处理的步骤包括:

46、在所述第三掺杂硅层上制备第二透明导电层;

47、在所述第一透明导电层上制备第一电极;

48、在所述第二透明导电层上制备第二电极。

49、第三个方面,本技术实施例公开了一种光伏组件,所述光伏组件包括:第一个方面任一项所述的太阳电池,或者包括第二个方面任一项所述的制备方法制得的所述太阳电池。

50、与现有技术相比,本技术的有益效果在于:本技术提供了一种太阳电池及其制备方法、光伏组件,该太阳电池的硅基底上设置有第一钝化层,图形化的第一掺杂硅层、第二掺杂硅层、第一透明导电层,并使第一掺杂硅层的掺杂浓度高于第二掺杂硅层。通过上述设置,能有效增加第一掺杂硅层与第一钝化层之间的表面场钝化作用,减少载流子的复合,提升载流子的传输能力,且第二掺杂硅层的存在有助于保护第一钝化层,提供更有助于载流子传输的路径,从而有助于提高载流子的传输能力。

51、具体地,由于第一掺杂硅层位于部分第一钝化层之上,且第一掺杂硅层的掺杂浓度较高,故使第一掺杂硅层与第一钝化层之间具有较大的费米能级,第一掺杂硅层具有较高的表面场钝化作用,故在强电场的作用下促使更多的载流子传输至第一掺杂硅层,从而减弱了第一钝化层与第一掺杂硅层之间的载流子传输势垒,减少界面处载流子的复合。并且,图形化的第一掺杂硅层既能利用其高掺杂的特性有效提高载流子的传输能力,还能确保传输过程中掺杂元素对载流子的复合程度较低,从而有助于提高太阳电池的性能。

52、此外,第一掺杂硅层和第二掺杂硅层还具有较高的协同作用,由于第二掺杂硅层的掺杂浓度小于第一掺杂硅层的掺杂浓度,故这种浓度梯度的存在促使载流子从第一掺杂硅层传输至第二掺杂硅层,从而有助于提高载流子的传输效率。

53、另外,在第一掺杂硅层未覆盖的另一部分第一钝化层上设置第二掺杂硅层,故由于第二掺杂硅层位于第一钝化层和第一透明导电层之间,能有效避免第一透明导电层对第一钝化层的破坏,从而较高程度的确保第一钝化层的钝化效果,减少载流子的复合,提高载流子的传输性能;并且其还能有效改善第一透明导电层与第一钝化层的光学匹配性和功函数匹配性,从而提高太阳电池的性能。

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