[发明专利]一种太阳能电池片及其组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域。

背景技术

随着日益严峻的环境问题的凸显，清洁能源成为时代发展的热门话题。太阳能发电，清洁无污染，不但环保，而且取之不尽用之不竭，具有广阔的发展前景。光伏发电技术发展迅速，度电成本已降低到1元以下，正逐步逼近传统的化石能源发电成本。光电转化效率的提高是技术发展的主要标志。各个新技术层出不穷，如金属缠绕式穿孔技术（MWT），钝化发射极背面接触（PERC）, 叉指背接触（IBC)等。其中MWT技术可以提升太阳电池效率，简化组件中电池的互连方式，成为当前领域中的重要发展目标。

MWT电池基本结构如图1，通过在硅片表面穿孔，将电池正面电流经由孔内导电材料引入电池背面，由于正负极都在电池背面，无需像常规组件中的电池那样片与片互连焊接，互连技术得以简化，另外组件封装损失在一定程度上得到改善。

常规MWT电池是在晶硅电池基础上形成，以N型单晶衬底为例，发射极和背场掺杂层主要由高温扩散或者离子注入的方法形成，金属化通过印刷浆料烧结形成。

常规MWT电池采用高温扩散或者离子注入技术形成的发射极有一定的局限性，具体有：

1）有限的内建电场强度限制电池开路电压的提升；

2）发射极带隙小(约为1.1eV)，对高能光子吸收较严重；

3）电池制备工艺需要经历高温过程(通常800℃以上)，对硅片少子寿命有不利影响，另外，能耗也高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种太阳能电池片及其组件，提高了电池性能，遂穿层和发射极层宽的带隙，增加了内建电场从而提升开路电压，同时增加了入射光的利用率提升了短路电流，提高了光电效率，降低了成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：包括正面电极、背面电极和衬底，还包括导电层、发射极、遂穿层和背场掺杂层；衬底上、下表面都设有遂穿层；发射极位于衬底上表面遂穿层上，且发射极上设有导电层；背场掺杂层位于衬底下表面的遂穿层下，且背场掺杂层下设有导电层；背面电极设在背场掺杂层下的导电层下。

作为优选，导电层由透明导电氧化物薄膜（TCO）形成。

作为优选，遂穿层材料为含氢非晶氧化硅（a-SiOx:H）。

作为优选，a-SiOx:H厚度控制在1-5nm。

作为优选，发射极材料为含氢非晶碳化硅（a-SiC:H）。

作为优选，背场掺杂层为具有较高电导率的含氢微晶硅（μc-Si:H(n⁺)）。

进一步的，一种太阳能电池组件，包括钢化玻璃、密封胶膜、背板和铝合金边框，还包括以上任一项所述的太阳能电池片。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明结构简单，电池性能得以提升；其中由于遂穿层和发射极层宽的带隙，增加了内建电场从而提升开路电压，同时增加了入射光的利用率提升了短路电流；此外，背场掺杂层微晶硅的使用降低了串联电阻，提高了电池的填充因子；所有工艺均在200℃以下，相对于传统的高温工艺（通常在800℃以上），避免了高温工艺带来的硅片内部损伤，同时降低了成本。

附图说明

图1是MWT电池片原基本结构示意图；

图2是本发明一种太阳能电池片的结构示意图；

图3是本发明一种组件的结构示意图；

图4是图3中A-A向剖视图。

图中：1、正面电极；2、衬底；3、发射极；4、背场掺杂层；5、减反射层；6、背钝化层；7、背面电极；8、遂穿层；9、导电层；10、铝合金边框；11、太阳能电池片；12、背板；13、密封胶膜；14、钢化玻璃。

具体实施方式

如图1所示为MWT电池片原基本结构，包括正面电极1和衬底2；衬底2上表面设有发射极3，衬底2下表面设有背场掺杂层4；发射极3上设有减反射层5；背场掺杂层4下设有背钝化层6；背钝化层6下设有背面电极7。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明以含氢非晶氧化硅为遂穿层8对衬底2上下表面进行钝化，然后以非晶碳化硅作为发射极3，以含氢微晶硅作为背场掺杂层4，随后在电池上下表面运用PVD（物理气相沉积）法沉积TCO薄膜，形成导电层9，采用MWT结构，将正面金属电极引入背面，形成背接触的异质结太阳能电池片。