[發明專利]一種太陽能電池片及其組件

有效

• 申請號: 201610876049.2
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN106340557B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 李鋒;劉大偉;翟金葉;王子謙;史金超
• 申請（專利權）人: 保定天威英利新能源有限公司;英利集團有限公司;英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/049
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所13120
• 代理人: 王占華

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域。

背景技術

隨著日益嚴峻的環境問題的凸顯，清潔能源成為時代發展的熱門話題。太陽能發電，清潔無污染，不但環保，而且取之不盡用之不竭，具有廣闊的發展前景。光伏發電技術發展迅速，度電成本已降低到1元以下，正逐步逼近傳統的化石能源發電成本。光電轉化效率的提高是技術發展的主要標志。各個新技術層出不窮，如金屬纏繞式穿孔技術（MWT），鈍化發射極背面接觸（PERC）, 叉指背接觸（IBC)等。其中MWT技術可以提升太陽電池效率，簡化組件中電池的互連方式，成為當前領域中的重要發展目標。

MWT電池基本結構如圖1，通過在硅片表面穿孔，將電池正面電流經由孔內導電材料引入電池背面，由于正負極都在電池背面，無需像常規組件中的電池那樣片與片互連焊接，互連技術得以簡化，另外組件封裝損失在一定程度上得到改善。

常規MWT電池是在晶硅電池基礎上形成，以N型單晶襯底為例，發射極和背場摻雜層主要由高溫擴散或者離子注入的方法形成，金屬化通過印刷漿料燒結形成。

常規MWT電池采用高溫擴散或者離子注入技術形成的發射極有一定的局限性，具體有：

1）有限的內建電場強度限制電池開路電壓的提升；

2）發射極帶隙小(約為1.1eV)，對高能光子吸收較嚴重；

3）電池制備工藝需要經歷高溫過程(通常800℃以上)，對硅片少子壽命有不利影響，另外，能耗也高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種太陽能電池片及其組件，提高了電池性能，遂穿層和發射極層寬的帶隙，增加了內建電場從而提升開路電壓，同時增加了入射光的利用率提升了短路電流，提高了光電效率，降低了成本。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：包括正面電極、背面電極和襯底，還包括導電層、發射極、遂穿層和背場摻雜層；襯底上、下表面都設有遂穿層；發射極位于襯底上表面遂穿層上，且發射極上設有導電層；背場摻雜層位于襯底下表面的遂穿層下，且背場摻雜層下設有導電層；背面電極設在背場摻雜層下的導電層下。

作為優選，導電層由透明導電氧化物薄膜（TCO）形成。

作為優選，遂穿層材料為含氫非晶氧化硅（a-SiOx:H）。

作為優選，a-SiOx:H厚度控制在1-5nm。

作為優選，發射極材料為含氫非晶碳化硅（a-SiC:H）。

作為優選，背場摻雜層為具有較高電導率的含氫微晶硅（μc-Si:H(n⁺)）。

進一步的，一種太陽能電池組件，包括鋼化玻璃、密封膠膜、背板和鋁合金邊框，還包括以上任一項所述的太陽能電池片。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明結構簡單，電池性能得以提升；其中由于遂穿層和發射極層寬的帶隙，增加了內建電場從而提升開路電壓，同時增加了入射光的利用率提升了短路電流；此外，背場摻雜層微晶硅的使用降低了串聯電阻，提高了電池的填充因子；所有工藝均在200℃以下，相對于傳統的高溫工藝（通常在800℃以上），避免了高溫工藝帶來的硅片內部損傷，同時降低了成本。

附圖說明

圖1是MWT電池片原基本結構示意圖；

圖2是本發明一種太陽能電池片的結構示意圖；

圖3是本發明一種組件的結構示意圖；

圖4是圖3中A-A向剖視圖。

圖中：1、正面電極；2、襯底；3、發射極；4、背場摻雜層；5、減反射層；6、背鈍化層；7、背面電極；8、遂穿層；9、導電層；10、鋁合金邊框；11、太陽能電池片；12、背板；13、密封膠膜；14、鋼化玻璃。

具體實施方式

如圖1所示為MWT電池片原基本結構，包括正面電極1和襯底2；襯底2上表面設有發射極3，襯底2下表面設有背場摻雜層4；發射極3上設有減反射層5；背場摻雜層4下設有背鈍化層6；背鈍化層6下設有背面電極7。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明以含氫非晶氧化硅為遂穿層8對襯底2上下表面進行鈍化，然后以非晶碳化硅作為發射極3，以含氫微晶硅作為背場摻雜層4，隨后在電池上下表面運用PVD（物理氣相沉積）法沉積TCO薄膜，形成導電層9，采用MWT結構，將正面金屬電極引入背面，形成背接觸的異質結太陽能電池片。