CN118380482B - 一种背接触太阳能电池、电池组件及光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于太阳能电池技术领域，提供一种背接触太阳能电池、电池组件及光伏系统，背接触太阳能电池包括：硅基底，硅基底具有相对设置的背面和正面；P型掺杂多晶硅层，位于硅基底的背面的第一区域；N型掺杂多晶硅层，位于硅基底的背面的第二区域；设于第一区域、并与P型掺杂多晶硅层接触的第一金属电极；设于第二区域、并与N型掺杂多晶硅层接触的第二金属电极；第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度大于第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的深度。本发明的背接触太阳能电池可以提升金属电极与P型掺杂多晶硅层的接触效果，从而提高金属电极与P型掺杂多晶硅层的导电性能，提高电池转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种背接触太阳能电池、电池组件及光伏系统。
背景技术
太阳能电池发电为一种可持续的清洁能源来源，其利用半导体的光生伏特效应可以将太阳光转化成电能，而转化效率为太阳电池性能的重要指标。IBC（Interdigitatedback contact）太阳能电池，也即叉指型背接触电池，其正/负电极均设计于电池的背面，使得前表面彻底避免了金属栅线的遮挡，杜绝了金属栅线遮挡所带来的光学损失，同时电极宽度可设计的较现有更宽，降低了串联电阻损失，从而大幅提高电池转化效率。另外，由于正面无电极的设计下，产品外观更优美，适合于多种应用场景。
现有技术中，背接触太阳能电池的背面形成交错设置的P区和N区，通常地，P区对应的金属电极进入P型掺杂多晶硅层的深度与N区对应的金属电极进入N型掺杂多晶硅层的深度相等，由于P型掺杂多晶硅层与金属电极接触效果相对较差，使得P型掺杂多晶硅层与金属电极导电性能差，影响电池的转换效率。
发明内容
本发明提供一种背接触太阳能电池，旨在解决现有技术的背接触太阳能电池存在P型掺杂多晶硅层与金属电极接触效果差，影响电池转换效率的问题。
本发明是这样实现的，提供一种背接触太阳能电池，包括：
硅基底，所述硅基底具有相对设置的背面和正面；
P型掺杂多晶硅层，位于所述硅基底的背面的第一区域；
N型掺杂多晶硅层，位于所述硅基底的背面的第二区域，且所述第一区域异于所述第二区域；
设于所述第一区域、并与所述P型掺杂多晶硅层接触的第一金属电极；
设于所述第二区域、并与所述N型掺杂多晶硅层接触的第二金属电极；
其中，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度大于所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度。
优选的，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度与所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度的比值为1~4，且不等于1。
优选的，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度与所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度的比值为1~2，且不等于1。
优选的，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度为2~300nm；所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度为1~200nm。
优选的，所述第一金属电极与所述第二金属电极均包括银、玻璃料及有机材料，且所述第一金属电极中的玻璃料含量大于所述第二金属电极中的玻璃料含量。
优选的，所述P型掺杂多晶硅层的折射率小于所述N型掺杂多晶硅层的折射率。
优选的，还包括位于所述P型掺杂多晶硅层背面与所述N型掺杂多晶硅层背面的背面钝化膜层，所述第一金属电极的金属晶体穿过所述背面钝化膜层进入所述P型掺杂多晶硅层，所述第二金属电极的金属晶体穿过所述背面钝化膜层进入所述N型掺杂多晶硅。
优选的，所述P型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸大于所述N型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸。
优选的，所述P型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸与所述N型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸的比值为1~4，且不等于1。
优选的，所述N型掺杂多晶硅层的厚度大于所述P型掺杂多晶硅层的厚度。
优选的，所述N型掺杂多晶硅层的厚度与所述P型掺杂多晶硅层的厚度的比值为1~2，且不等于1。
本发明还提供一种电池组件，包括上述的背接触太阳能电池。
本发明还提供一种光伏系统，包括上述的电池组件。
本发明提供的一种背接触太阳能电池通过将第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度设置成大于第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的深度，在第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的深度不变的前提下，增加第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度，可以增加第一金属电极的金属晶体与P型掺杂多晶硅层的接触面积，提升第一金属电极与P型掺杂多晶硅层的接触效果，实现良好的欧姆接触，提高第一金属电极与P型掺杂多晶硅层的导电性能，从而提高电池转换效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池部分结构的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池的第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的扫描电子显微镜的照片；
图4为本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池的第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的扫描电子显微镜的照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池通过将第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度设置成大于第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的深度，相比第二金属电极，增加第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度，可以增加第一金属电极的金属晶体与P型掺杂多晶硅层的接触面积，提升第一金属电极与P型掺杂多晶硅层的接触效果，实现良好的欧姆接触，提高第一金属电极与P型掺杂多晶硅层导电性能，从而提高电池转换效率。
请参照图1，本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池，包括：
硅基底1，硅基底1具有相对设置的背面和正面；
P型掺杂多晶硅层2，位于硅基底1的背面的第一区域；
N型掺杂多晶硅层3，位于硅基底1的背面的第二区域，且第一区域异于第二区域；
设于第一区域、并与P型掺杂多晶硅层2接触的第一金属电极6；
设于第二区域、并与N型掺杂多晶硅层3接触的第二金属电极7；
其中，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3大于第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4。
如图1所示，硅基底1的背面为下侧，正面为上侧。虚线L1和虚线L2仅是为了区分第一区域和第二区域，并不是背接触太阳能电池中实际存在的。参照图1，虚线L1左侧的区域即为第一区域，虚线L2右侧的区域即为第二区域，第一区域与第二区域分别为不同区域。P型掺杂多晶硅层2位于硅基底1的背面的第一区域，N型掺杂多晶硅层3位于硅基底1的背面的第二区域；P型掺杂多晶硅层2位于硅基底1背面的虚线L1左侧的区域；N型掺杂多晶硅层3位于硅基底1背面的虚线L2右侧的区域。
本发明实施例中，提供的一种背接触太阳能电池通过将第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3设置成大于第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4，在第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度不变的前提下，增加第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层3的深度，可以增加第一金属电极6的金属晶体与P型掺杂多晶硅层2的接触面积，提升第一金属电极6与P型掺杂多晶硅层2的接触效果，因而提高了第一金属电极6与P型掺杂多晶硅层2的导电性能，从而提高电池转换效率。
本发明实施例中，具体可以利用不同烧穿能力的浆料来印刷第一金属电极6及第二金属电极7，从而控制金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2及N型掺杂多晶硅层3的深度。具体的，第一金属电极6的浆料烧穿能力大于第二金属电极7的浆料烧穿能力，可以使第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度大于第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度。
作为本发明的一个实施例，所述第一金属电极6与所述第二金属电极7均包括银、玻璃料及有机材料，且所述第一金属电极6中的玻璃料含量大于所述第二金属电极7中的玻璃料含量。
本实施例中，第一金属电极6与第二金属电极7均包括银、玻璃料及有机材料组分；其中，玻璃料包括PbO、Bi2O3、ZnO、SiO2、MgO中的至少一种，且第一金属电极6中的玻璃料含量大于第二金属电极7中的玻璃料含量，使第一金属电极6的浆料烧穿能力大于第二金属电极7的浆料烧穿能力，从而使第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度大于第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度。
作为本发明的一个实施例，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3为2~300nm；第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4为1~200nm。其中，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3及第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4可以根据实际需要进行灵活设置。其中，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3及第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4均可由扫描电子显微镜测量得到。
例如，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3可以为2nm、或者10 nm、或者30nm、或者50nm、或者70nm、或者90nm、或者100nm、或者110nm、或者120nm、或者140nm、或者160nm、或者200nm、或者240nm、或者260nm、或者280nm、或者300nm。第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4可以为1nm、或者5nm、或者20nm、或者30nm、或者50nm、或者80nm、或者90nm、或者100nm、或者120nm、或者130nm、或者150nm、或者160nm、或者180m、或者190nm、或者200nm。
作为本发明的一个实施例，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3与第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4的比值为1~4，且不等于1。
本实施例中，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3与第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4的比值大于1且小于等于4，这样既可以减少P型掺杂多晶硅层2的金属化损伤，减小P区方阻，提升电池效率，且可以保证金属电极与P型掺杂多晶硅层2的良好接触，提升电池转换效率。
例如，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3与第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4的比值可以为：
1.01、或者1.05、或者1.1、或者1.15、或者1.2、或者1.25、或者1.3、或者1.35、或者1.4、或者1.45、或者1.5、或者1.55、或者1.6、或者1.65、或者1.7、或者1.75、或者1.8、或者1.85、或者1.9、或者1.92、或者2、或者2.2、或者2.5、或者2.7、或者2.8、或者3.0、或者3.3、或者3.5、或者4.0。
作为本发明的一个实施例，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3与第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4的比值为1~2，且不等于1。
本实施例中，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3与第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4的比值大于1且小于等于2，这样既可保证金属电极与P型掺杂多晶硅层2的良好接触，而且便于第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3及第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4的工艺控制。
作为本发明的一个实施例，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度为2~300nm；第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度为1~200nm，避免第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度及第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度过深或过浅。其中，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3及第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4可以根据实际需要进行灵活设置。
例如，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3可以为2nm、或者10nm、或者30nm、或者50nm、或者70nm、或者90nm、或者100nm、或者110nm、或者120nm、或者140nm、或者160nm、或者200nm、或者240nm、或者260nm、或者280nm、或者300nm。第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4可以为1nm、或者5nm、或者20nm、或者30nm、或者50nm、或者80nm、或者90nm、或者100nm、或者120nm、或者130nm、或者150nm、或者160nm、或者180m、或者190nm、或者200nm。
示例性地，如图3所示，P型掺杂多晶硅层2的厚度d2为105nm，第一金属电极6的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层2的深度d3为55.6nm；如图4所示，N型掺杂多晶硅层2的厚度为107nm，第二金属电极7的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层3的深度d4为45.6nm。
作为本发明的一个实施例，N型掺杂多晶硅层3的厚度d1大于P型掺杂多晶硅层2的厚度d2。
本实施例中，通过将N型掺杂多晶硅层3的厚度d1设置成大于P型掺杂多晶硅层2的厚度d2，与N型掺杂多晶硅层3的厚度d1相比，减小P型掺杂多晶硅层2的厚度d2，降低P型掺杂多晶硅层2的蚀刻难度，降低图案化工艺难度，便于对P型掺杂多晶硅层进行图案化工艺；而且，减小P型掺杂多晶硅层2的厚度d2，可以降低硼扩散难度，有利于硼扩散工艺，便于制备较高浓度的P型掺杂多晶硅层2；而且，N型掺杂多晶硅层3的厚度d1大于P型掺杂多晶硅层2的厚度d2，N型掺杂多晶硅相比P型掺杂多晶硅层2更厚，可以增强钝化效果，提升电池效率。
作为本发明的一个实施例，N型掺杂多晶硅层3的厚度d1与P型掺杂多晶硅层2的厚度d2的比值为1~2，且不等于1。
本实施例中，N型掺杂多晶硅层3的厚度d1与P型掺杂多晶硅层2的厚度d2的比值大于1且小于等于2，这样既可以降低P型掺杂多晶硅层2的蚀刻难度，便于对P型掺杂多晶硅层2进行图案化工艺，且有利于硼扩散工艺，降低硼扩散难度，便于制备较高浓度的P型掺杂多晶硅层2。
例如，N型掺杂多晶硅层3的厚度d1与P型掺杂多晶硅层2的厚度d2比值可以为：
1.01、或者1.05、或者1.1、或者1.15、或者1.2、或者1.25、或者1.3、或者1.35、或者1.4、或者1.45、或者1.5、或者1.55、或者1.6、或者1.65、或者1.7、或者1.75、或者1.8、或者1.85、或者1.9、或者1.92、或者2。
可选的，在d1和d2的比值为1至2的情况下，N型掺杂多晶硅层3的厚度d1为100nm至600nm，P型掺杂多晶硅层2的厚度d2可以为50nm至300nm。d1和d2在上述范围内，P型掺杂多晶硅层2和N型掺杂多晶硅层3均易于达到良好的掺杂效果，两者均具有良好的钝化效果，同时保证金属化损伤较小且接触电阻较小，且成本相对较低；另外，可以降低P型掺杂多晶硅的蚀刻难度，便于对P型掺杂多晶硅进行图案化工艺，利于N型掺杂多晶硅层3的制备，且有利于硼扩散工艺，降低硼扩散难度，便于制备高浓度的P型掺杂多晶硅层2。
作为本发明的一个实施例，P型掺杂多晶硅层2的折射率小于N型掺杂多晶硅层3的折射率。
可以理解，N型掺杂多晶硅层3的折射率不变，减小P型掺杂多晶硅层2的折射率，使P型掺杂多晶硅层2的折射率小于N型掺杂多晶硅层3的折射率，这样可以减少P区的寄生吸收效应，从而可以进一步提升电池效率。P型掺杂多晶硅层2的折射率及N型掺杂多晶硅层3的折射率根据实际需要灵活设置，只需满足P型掺杂多晶硅层2的折射率小于N型掺杂多晶硅层3的折射率即可。
作为本发明的一个实施例，P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸大于N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸。
本实施例中，P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸及N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸具体可利用X射线衍射仪（X-Ray Diffraction，XRD）、扫描电子显微镜（ScanningElectronic Microscopy，SEM）或透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）测量得到。其中，P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸大于N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸，可以理解为，单位面积内的P型掺杂多晶硅层2的所有晶粒尺寸的平均值大于单位面积内的N型掺杂多晶硅层3的所有晶粒尺寸的平均值；也就是说，在单位面积内，N型掺杂多晶硅层3中的晶粒数量更多，相较于单位面积的N型掺杂多晶硅层3而言，单位面积的P型掺杂多晶硅层2中具有更少的晶界数量，因而可以提高P型掺杂多晶硅层2的致密程度，减小P型掺杂多晶硅层2的方阻，减小电流损失，从而进一步提高电池效率。而且，P型掺杂多晶硅层2中具有更少的晶界数量，可以减少电池金属化过程中对P型掺杂多晶硅层2的金属化损伤，同样利于提高电池效率。
在实际应用中，P型掺杂多晶硅层2及N型掺杂多晶硅层3在制备过程中，可以先沉积本征非晶硅，然后进行掺杂扩散，掺杂扩散过程中进行高温处理，通过控制P型掺杂多晶硅层2及N型掺杂多晶硅层3的扩散温度及扩散时间，即可控制P型掺杂多晶硅层2及N型掺杂多晶硅层3的晶粒平均尺寸。例如，可以将P型掺杂多晶硅层2的掺杂扩散温度设置更高，扩散时间更长，这样可以使制得的P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸大于N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸。
作为本发明的一个实施例，P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸与N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸的比值为1~4，且不等于1。
本实施例中，P型掺杂多晶硅层2的晶粒尺寸与N型掺杂多晶硅层3的晶粒尺寸比值为大于1且小于等于4，这样可以确保P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸与N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸相差在合适范围内，既可以减小P区方阻，提升电池效率，且便于实现P型掺杂多晶硅层2及N型掺杂多晶硅层3的制备。
作为本发明的一个实施例，P型掺杂多晶硅层2的平均晶粒尺寸为50~600 nm；N型掺杂多晶硅层3的平均晶粒尺寸为10~400nm，便于实现P型掺杂多晶硅层2及N型掺杂多晶硅层3的制备。
请参照图2，作为本发明的一个实施例，P型掺杂多晶硅层2靠近硅基底1的表面与N型掺杂多晶硅层3靠近硅基底1的表面存在第一高度差h1，P型掺杂多晶硅层2靠近硅基底1的表面，相比N型掺杂多晶硅层3靠近硅基底1的表面，更远离硅基底1的正面。
本实施例中，硅基底1靠近P型掺杂多晶硅层2的表面与靠近N型掺杂多晶硅层3的表面不在同一平面上；P型掺杂多晶硅层2靠近硅基底1的表面比N型掺杂多晶硅层3中靠近硅基底1的表面，更远离硅基底1的正面，P型掺杂多晶硅层2靠近硅基底1的表面相比N型掺杂多晶硅层3靠近硅基底1的表面，存在第一高度差h1。对P型掺杂多晶硅层2和N型掺杂多晶硅层3的相对位置控制的更为精准，位置参照作用更精准；而且，在后一种掺杂多晶硅层制作前，对前一个先做的掺杂多晶硅层中需要刻蚀的部分，刻蚀得更为干净，而且，对于第一区域和第二区域之间间隙的P型掺杂多晶硅层2、N型掺杂多晶硅层3均刻蚀的更为干净，电学性能更好。其中，第一高度差h1可以根据实际需要进行灵活设置，在此不做限定。
作为本发明的一个实施例，P型掺杂多晶硅层2靠近硅基底1的表面与N型掺杂多晶硅层3远离硅基底1的表面存在第二高度差h2，P型掺杂多晶硅层2靠近硅基底1的表面相比N型掺杂多晶硅层3远离硅基底1的表面更远离硅基底1的正面。
本实施例中，P型掺杂多晶硅层2远离硅基底1的表面相比N型掺杂多晶硅层3远离硅基底1的表面更远离硅基底1的正面，P型掺杂多晶硅层2远离硅基底1的表面与N型掺杂多晶硅层3远离硅基底1的表面存在第二高度差h2，实现P型掺杂多晶硅层2与N型掺杂多晶硅层3良好的隔离效果，电学隔离效果好，短路或漏电风险更低。第二高度差h2可以根据实际需要进行灵活设置，在此不做限定。
作为本发明的一个实施例，硅基底1的正面还可设置有绒面结构（图未示），利用绒面结构，可以实现良好的陷光效果，提升背接触太阳能电池的转换效率。
作为本发明的一个实施例，背接触太阳能电池的正面还设置有正面钝化减反膜层9，进一步减少光反射，以进一步提升背接触太阳能电池的转换效率。
作为本发明的一个实施例，背接触太阳能电池还包括位于P型掺杂多晶硅层2背面与N型掺杂多晶硅层3背面的背面钝化膜层5，第一金属电极6的金属晶体穿过背面钝化膜层5进入P型掺杂多晶硅层2，第二金属电极7的金属晶体穿过背面钝化膜层5进入N型掺杂多晶硅3。通过设置背面钝化膜层5，进一步提升电池背面钝化效果，以进一步提升背接触太阳能电池的转换效率。
作为本发明的一个实施例，硅基底1还设有位于P型掺杂多晶硅层2与N型掺杂多晶硅层3之间的沟槽8。利用沟槽8对P型掺杂多晶硅层2与N型掺杂多晶硅层3进行物理隔离，可以进一步提升P型掺杂多晶硅层2与N型掺杂多晶硅层3的隔离效果，进一步降低短路或漏电风险。其中，沟槽8的宽度可以根据实际需要进行灵活设置，在此不做限定。
本发明实施例还提供一种电池组件，该电池组件包括上述实施例的背接触太阳能电池。需要说明的是，电池组件与背接触太阳能电池具有相同或相似的有益效果，且两者之间相关之处可以相互参照，为了避免重复，此处不再赘述。本发明实施例还提供一种光伏系统，该光伏系统包括上述实施例的电池组件。需要说明的是，电池组件与背接触太阳能电池具有相同或相似的有益效果，且两者之间相关之处可以相互参照，为了避免重复，此处不再赘述。
本发明实施例提供的一种背接触太阳能电池通过将第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度设置成大于第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的深度，在第二金属电极的金属晶体进入N型掺杂多晶硅层的深度不变的前提下，增加第一金属电极的金属晶体进入P型掺杂多晶硅层的深度，可以增加第一金属电极的金属晶体与P型掺杂多晶硅层的接触面积，提升第一金属电极与P型掺杂多晶硅层的接触效果，实现良好的欧姆接触，提高第一金属电极与P型掺杂多晶硅层导电性能，从而提高电池转换效率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种背接触太阳能电池，其特征在于，包括：
硅基底，所述硅基底具有相对设置的背面和正面；
P型掺杂多晶硅层，位于所述硅基底的背面的第一区域；
N型掺杂多晶硅层，位于所述硅基底的背面的第二区域，且所述第一区域异于所述第二区域；
设于所述第一区域、并与所述P型掺杂多晶硅层接触的第一金属电极；
设于所述第二区域、并与所述N型掺杂多晶硅层接触的第二金属电极；
其中，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度大于所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度；所述P型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸大于所述N型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸。
2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度与所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度的比值为1~4，且不等于1。
3.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度与所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度的比值为1~2，且不等于1。
4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述第一金属电极的金属晶体进入所述P型掺杂多晶硅层的深度为2~300nm；所述第二金属电极的金属晶体进入所述N型掺杂多晶硅层的深度为1~200nm。
5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述第一金属电极与所述第二金属电极均包括银、玻璃料及有机材料，且所述第一金属电极中的玻璃料含量大于所述第二金属电极中的玻璃料含量。
6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述P型掺杂多晶硅层的折射率小于所述N型掺杂多晶硅层的折射率。
7.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，还包括位于所述P型掺杂多晶硅层背面与所述N型掺杂多晶硅层背面的背面钝化膜层，所述第一金属电极的金属晶体穿过所述背面钝化膜层进入所述P型掺杂多晶硅层，所述第二金属电极的金属晶体穿过所述背面钝化膜层进入所述N型掺杂多晶硅。
8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述P型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸与所述N型掺杂多晶硅层的平均晶粒尺寸的比值为1~4，且不等于1。
9.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述N型掺杂多晶硅层的厚度大于所述P型掺杂多晶硅层的厚度。
10.根据权利要求9所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述N型掺杂多晶硅层的厚度与所述P型掺杂多晶硅层的厚度的比值为1~2，且不等于1。
11.一种电池组件，其特征在于，包括如权利要求1~10任意一项所述的背接触太阳能电池。
12.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池组件。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN217881529U (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-22 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | P型ibc太阳能电池片、电池组件和光伏系统 |
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Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
| US8242354B2 (en) * | 2008-12-04 | 2012-08-14 | Sunpower Corporation | Backside contact solar cell with formed polysilicon doped regions |
| KR20100089473A (ko) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | (주)제스솔라 | 고효율 후면 전극형 태양전지 및 그 제조방법 |
| CN107146819B (zh) * | 2017-06-22 | 2023-05-23 | 南京南大光电工程研究院有限公司 | 新型薄膜太阳电池 |
| CN111524982A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳电池 |
| CN116722057A (zh) * | 2022-05-26 | 2023-09-08 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池、光伏组件 |
| CN219626673U (zh) * | 2023-03-16 | 2023-09-01 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 背接触太阳能电池、电池组件和光伏系统 |
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-
2024
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN217881529U (zh) * | 2022-06-23 | 2022-11-22 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | P型ibc太阳能电池片、电池组件和光伏系统 |
| CN118263349A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-06-28 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种半导体结构、太阳能电池及其制造方法、光伏组件 |
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