CN118867016A - 一种背接触电池、电池串、电池组件和光伏系统 - Google Patents

Abstract

本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种背接触电池、电池串、电池组件和光伏系统，背接触电池包括硅衬底、第一掺杂层、第一绝缘层、第二掺杂层和导电接触结构，背面上形成有沿第一方向设置的第一沟槽和凸部，第一掺杂层层叠设置在凸部上，第一掺杂层包括层叠设置的第一子掺杂层和第二子掺杂层，第二掺杂层层叠设置在第一沟槽内，第二掺杂层与第一掺杂层极性相反，导电接触结构包括伸出部，伸出部在厚度方向上的厚度大于凸部、第一掺杂层和第一绝缘层。如此，导电接触结构可以作为散热点，减少甚至消除热斑的影响。伸出部沿厚度方向的厚度较大，伸出部可以与第一子掺杂层和第二子掺杂层电性连接，形成多个漏电点，进一步提高安全性。

Description

一种背接触电池、电池串、电池组件和光伏系统

技术领域

本申请属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种背接触电池、电池串、电池组件和光伏系统。

背景技术

太阳能为一种可持续的清洁能源来源，太阳能电池利用半导体p-n结的光生伏特效应可以将太阳能转化成电能。目前，背接触太阳能电池是一种将发射极和基极接触电极均放置在电池背面(非受光面)的电池。背接触电池会在电池背面设置两个导电类型相反的掺杂层，中间通过沟槽或者绝缘层隔开。安装有现有的背接触电池的光伏组件，安全性能有待提升。

发明内容

本申请提供一种背接触电池、电池串、电池组件和光伏系统，旨在解决光伏电池在使用过程中会产生热斑的问题。

本申请提供的背接触电池包括硅衬底、第一掺杂层、第一绝缘层、第二掺杂层和导电接触结构，所述硅衬底具有相背的正面和背面，所述背面上形成有沿第一方向设置的第一沟槽和凸部，所述第一掺杂层层叠设置在所述凸部上，所述第一掺杂层包括层叠设置的第一子掺杂层和第二子掺杂层，所述第一子掺杂层层叠设置在所述凸部上，所述第二子掺杂层层叠设置在所述第一子掺杂层远离所述硅衬底的一侧，所述第一绝缘层层叠设置在所述第二子掺杂层上，所述第二掺杂层层叠设置在所述第一沟槽内，所述第二掺杂层与所述第一掺杂层极性相反，所述导电接触结构的导电类型与所述第一掺杂层的导电类型相反，所述导电接触结构包括伸出部，所述伸出部沿所述硅衬底的厚度方向延伸，所述伸出部至少部分地设置在所述第一沟槽内，所述第一掺杂层的仅部分区域和所述第二掺杂层的仅部分区域分别至少与所述伸出部电性连接，所述伸出部在所述厚度方向上的厚度大于所述凸部、所述第一掺杂层和所述第一绝缘层的总厚度。

更进一步地，所述导电接触结构还包括覆盖部，所述覆盖部层叠设置在所述第一绝缘层上，所述伸出部远离所述第一沟槽的一端连接所述覆盖部。

更进一步地，所述导电接触结构与所述第二掺杂层导电类型相同且一体连续。

更进一步地，所述背接触电池还包括第一介电层、第二介电层和第三介电层，所述第一介电层位于所述第一掺杂层和所述硅衬底之间；

所述第三介电层位于所述第二掺杂层和所述硅衬底之间；

所述第二介电层至少部分地设置在所述第一沟槽内并贴合在所述凸部侧壁上。

更进一步地，所述第二介电层朝远离所述硅衬底的厚度方向延伸，并且所述第二介电层至少部分地与所述第一掺杂层电性连接。

更进一步地，所述背接触电池还包括绝缘介电层，所述绝缘介电层连接在所述第二介电层远离所述硅衬底的一端，所述绝缘介电层靠近所述凸部的一侧至少部分地连接所述第一掺杂层和连接所述第一绝缘层。

更进一步地，所述绝缘介电层在所述第一方向上的宽度大于所述第二介电层的宽度。

更进一步地，所述伸出部还包括沿所述厚度方向设置的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边为靠近所述凸部的一边，所述第一侧边接触所述第二介电层，所述第二侧边为靠近所述第一沟槽的一边。

更进一步地，所述背接触电池还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层包括依次连接在一起的第一绝缘部、第二绝缘部和第三绝缘部，所述第一绝缘部层叠设置在所述覆盖部上，所述第二绝缘部设置在所述第二侧边靠近所述第一沟槽的一侧，所述第三绝缘部层叠设置在所述第二掺杂层上。

更进一步地，所述第一掺杂层还包括沿所述第一方向伸出至所述第一沟槽上方的凸出部分，所述第二介电层包绕所述凸出部分。

更进一步地，所述第一子掺杂层在所述厚度方向的厚度大于所述第二子掺杂层的厚度。

更进一步地，所述第一子掺杂层在所述厚度方向的厚度为50nm-300nm；

所述第二子掺杂层在所述厚度方向的厚度为30nm-200nm。

更进一步地，所述第一掺杂层还包括在所述凸部内形成有第一内扩层，所述第二掺杂层还包括在所述第一沟槽内形成有第二内扩层。

更进一步地，所述第一掺杂层还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层层叠设置在所述第一子掺杂层和所述第二子掺杂层之间。

更进一步地，在所述厚度方向上所述第一阻挡层的厚度小于所述第一介电层的厚度。

更进一步地，所述第二掺杂层包括层叠设置的第三子掺杂层和第四子掺杂层，所述第三子掺杂层层叠设置在所述第一沟槽上，所述第四子掺杂层层叠设置在所述第三子掺杂层远离所述硅衬底的一侧。

更进一步地，所述第二掺杂层还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层层叠设置在所述第三子掺杂层和所述第四子掺杂层之间。

本申请实施方式提供的电池串包括如上述任一项实施方式所述的背接触电池。

本申请实施方式提供的电池组件包括如上述实施方式所述的电池串。

本申请实施方式提供的光伏系统包括如上述实施方式所述的电池组件。

在本申请实施方式的背接触电池、电池串、电池组件和光伏系统中，背接触电池包括硅衬底、第一掺杂层、第一绝缘层、第二掺杂层和导电接触结构，硅衬底具有相背的正面和背面，背面上形成有沿第一方向设置的第一沟槽和凸部，第一掺杂层层叠设置在凸部上，第一掺杂层包括层叠设置的第一子掺杂层和第二子掺杂层，第一子掺杂层层叠设置在凸部上，第二子掺杂层层叠设置在第一子掺杂层远离硅衬底的一侧，第一绝缘层层叠设置在第二子掺杂层上，第二掺杂层层叠设置在第一沟槽内，第二掺杂层与第一掺杂层极性相反，导电接触结构的导电类型与第一掺杂层的导电类型相反，导电接触结构包括伸出部，伸出部沿硅衬底的厚度方向延伸，伸出部至少部分地设置在第一沟槽内，第一掺杂层的仅部分区域和第二掺杂层的仅部分区域分别至少与伸出部电性连接，伸出部在厚度方向上的厚度大于凸部、第一掺杂层和第一绝缘层的总厚度。如此，第一掺杂层和第二掺杂层之间可以通过导电接触结构释放电能量，导电接触结构可以作为散热点，减少甚至消除热斑的影响，提高背接触电池的发电效率和安全性。同时，伸出部沿厚度方向的厚度较大，使得伸出部可以与第一子掺杂层和第二子掺杂层电性连接，形成多个漏电点，进一步提高安全性。另外，导电接触结构可以与第二掺杂层导电类型相同且一体连续，简化了背接触电池的制作过程。

附图说明

图1是本申请一实施例的背接触电池的剖面结构示意图；

图2是本申请一实施例的背接触电池的另一剖面结构示意图；

图3是本申请一实施例的背接触电池的又一剖面结构示意图；

图4是本申请一实施例的背接触电池的再一剖面结构示意图；

图5是本申请一实施例的背接触电池的再一剖面结构示意图；

图6是本申请一实施例的背接触电池的再一剖面结构示意图；

图7是本申请一实施例的背接触电池的平面结构示意图；

图8是本申请一实施例的电池组件的结构示意图；

图9是本申请一实施例的光伏系统的结构示意图。

主要元件符号说明：

背接触电池100、硅衬底10、正面11、背面12、第一沟槽121、凸部122、第二沟槽123、第一掺杂层20、第一子掺杂层21、第二子掺杂层22、第一内扩层23、第一阻挡层24、凸出部分25、回缩区域26、第二掺杂层30、第二内扩层31、第三子掺杂层32、第四子掺杂层33、第二阻挡层34、第一绝缘层40、导电接触结构50、伸出部51、第一侧边511、第二侧边512、覆盖部52、绝缘介电层60、第二绝缘层70、第一绝缘部71、第二绝缘部72、第三绝缘部73、第一介电层81、第二介电层82、第三介电层83、主栅91、副栅92、细栅93、电池串200、电池组件300、光伏系统400。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。此外，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用场景。

在相关技术中，背接触电池会在电池背面设置两个导电类型相反的掺杂层，导电类型相反的两个掺杂层之间完全隔离开，会使得背接触电池具有较高的反向击穿电压，进而导致包括现有背接触电池的光伏组件在实际工作过程中具有较高的热斑风险。制备导电体又会造成背接触电池制作成本和工序增加，同时导电体的导电效率往往较差。本申请中，导电接触结构可以作为散热点，减少甚至消除热斑的影响，提高背接触电池的发电效率和安全性。同时，伸出部沿厚度方向的厚度较大，使得伸出部可以与第一子掺杂层和第二子掺杂层电性连接，形成多个漏电点，进一步提高安全性。另外，导电接触结构可以与第二掺杂层导电类型相同且一体连续，简化了背接触电池的制作过程。

实施例一

请参阅图1、图2和图3，本申请提供的背接触电池100包括硅衬底10、第一掺杂层20、第一绝缘层40、第二掺杂层30和导电接触结构50，硅衬底10具有相背的正面11和背面12，背面12上形成有沿第一方向设置的第一沟槽121和凸部122，第一掺杂层20层叠设置在凸部122上，第一掺杂层20包括层叠设置的第一子掺杂层21和第二子掺杂层22，第一子掺杂层21层叠设置在凸部122上，第二子掺杂层22层叠设置在第一子掺杂层21远离硅衬底10的一侧，第一绝缘层40层叠设置在第二子掺杂层22上，第二掺杂层30层叠设置在第一沟槽121内，第二掺杂层30与第一掺杂层20极性相反，导电接触结构50的导电类型与第一掺杂层20的导电类型相反，导电接触结构50包括伸出部51，伸出部51沿硅衬底10的厚度方向延伸，伸出部51至少部分地设置在第一沟槽121内，第一掺杂层20的仅部分区域和第二掺杂层30的仅部分区域分别至少与伸出部51电性连接，伸出部51在厚度方向上的厚度大于凸部122、第一掺杂层20和第一绝缘层40的总厚度。

在本实施例中，硅衬底10的正面11用于接受光，硅衬底10的背面12形成有第一掺杂层20和第二掺杂层30。在硅衬底10的背面12，第一沟槽121和凸部122沿着第一方向设置，分别设置在凸部122和第一沟槽121中的第一掺杂层20和第二掺杂层30也沿着第一方向设置，以形成光电流。

另外，在本实施例中，第一掺杂层20和第二掺杂层30之间还形成有导电接触结构50，导电接触结构50的导电类型与第一掺杂层20的导电类型相反并与第二掺杂层30的导电类型相同。导电接触结构50的伸出部51可以自第一沟槽121内伸出，伸出部51位于第一沟槽121内的部分可以与第二掺杂层30电性连接，同时伸出部51沿着厚度方向向上延伸，并且伸出部51在厚度方向上的厚度大于凸部122、第一掺杂层20和第一绝缘层40的总厚度。这样，伸出部51可以分别与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22电性接触，也即是说，伸出部51可以分别与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22接触位置形成局部漏电点，以将第一掺杂层20和第二掺杂层30电性连通形成具有较低反向击穿电压的内置二极管，进而使得背接触电池100被遮挡时具有较低的反向击穿电压，消除热斑的影响。

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，第一掺杂层20还包括第一阻挡层24，第一阻挡层24层叠设置在第一子掺杂层21和第二子掺杂层22之间。

具体地，第一子掺杂层21和第二子掺杂层22之间还可以设置有第一阻挡层24，第一阻挡层24层叠设置在第一子掺杂层21上，第二子掺杂层22层叠设置在第一阻挡层24远离第一子掺杂层21的一侧。第一子掺杂层21、第一阻挡层24和第二子掺杂层22在第一方向上的宽度可以一致，使得伸出部51可以同时与第一子掺杂层21、第一阻挡层24和第二子掺杂层22电性连接。可以理解的是，伸出部51在厚度方向上的厚度大于凸部122、第一子掺杂层21、第一阻挡层24和第二子掺杂层22以及第一绝缘层40的总厚度，以保证伸出部51可以稳定与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22分别形成漏电点，进一步提高安全性。

进一步地，第一掺杂层20的仅部分区域和第二掺杂层30的仅部分区域分别至少与伸出部51电性连接，也即是说，伸出部51可以分别与第一掺杂层20和第二掺杂层30的部分位置电性接触。第一掺杂层20与第二掺杂层30的其他区域可以通过第一沟槽121和凸部122的设计进行物理隔离，避免第一掺杂层20与第二掺杂层30通过导电接触结构50全面接触使得背接触电池100处于正常工作情况下的漏电流较大，而导致背接触电池100的工作效率较低。另外，第一子掺杂层21和第二子掺杂层22之间还可以互为保险，在第一子掺杂层21或第二子掺杂层22其中之一出现损坏或短路时，另一子掺杂层还可以通过伸出部51与第二掺杂层30形成漏电点，进而进一步提高安全性。

在一个实施方式中，第一沟槽121和凸部122沿着第一方向交替设置，第一沟槽121和凸部122沿着第二方向延伸，也即是说，第一掺杂层20与第二掺杂层30也均沿着第一方向呈现交替设置的条状，并沿着第二方向延伸。第二方向与第一方向垂直设置，并均位于水平方向中，也即是说，第一方向和第二方向组成的平面与硅衬底10的厚度方向垂直。

请结合图3，在本实施例中，背面12上还可以形成有沿第二方向延伸设置的第二沟槽123，第二沟槽123设置在第一沟槽121和凸部122之间，以物理隔绝第一掺杂层20和第二掺杂层30。在本实施例中，第二沟槽123可以设置在任意相邻的第一沟槽121和凸部122之间的位置，具体在此不做限定。在一个例子中，可以在第一沟槽121的基础上继续向硅衬底10内部挖掘，以形成更深的第二沟槽123。在另一个例子中，可以在凸部122的基础上继续向硅衬底10内部挖掘，以形成深度比第一沟槽121更深的第二沟槽123，具体沟槽的设置位置和分布规律在此不做限定，以满足多种需求。

请结合图2和图4，在本申请中，第一掺杂层20和第二掺杂层30两者可分别为P型掺杂层和N型掺杂层，只需要两者的极性相反即可，例如，在一些实施例中，第一掺杂层20可为P型多晶硅层、P型非晶硅层、P型微晶硅层，具体在此不作限制。同理，第二掺杂层30则可为N型多晶硅层、N型非晶硅层、N型微晶硅层，具体在此不作限制。在第一掺杂层20为P型掺杂层，第二掺杂层30为N型掺杂层时，对应在凸部122还可以设置有P型主栅91，在第一沟槽121设置有N型副栅92。当然，在另一些实施方式中，还可以是在凸部122设置有P型细栅93，在第一沟槽121设置有N型副栅92，具体在此不做限定。

当然，在其他实施方式中，第一掺杂层20和第二掺杂层30两者还可以分别为N型掺杂层和P型掺杂层，具体在此不作限制。

在本申请实施方式中，对凸部122和第一沟槽121在第一方向上的宽度以及凸部122和第一沟槽121的比例不做限定，满足需求即可。另外，在本申请实施方式中，对凸部122和第一沟槽121之间的高度比也不做限定，以满足不同的需求。

实施例二

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，导电接触结构50还包括覆盖部52，覆盖部52层叠设置在第一绝缘层40上，伸出部51远离第一沟槽121的一端连接覆盖部52。

如此，伸出部51和覆盖部52可以为一体成型的，从而简化导电接触结构50的制备难度，同时覆盖部52可以配合伸出部51包裹覆盖在第一掺杂层20与第一绝缘层40的一侧，避免伸出部51伸出距离不够，造成伸出部51与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22之间无法形成漏电点，提高了背接触电池100的制造效率。

具体地，导电接触结构50的伸出部51和覆盖部52可以为一体结构，以降低刻蚀精度，降低刻蚀难度。同时，还可以确保与第一掺杂层20对应的伸出部51可以覆盖第一子掺杂层21和第二子掺杂层22，形成局部电性连通状态。

实施例三

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，导电接触结构50与第二掺杂层30导电类型相同且一体连续。

如此，导电接触结构50整体与第二掺杂层30的导电类型相同且一体连续，也即是说，本质上导电接触结构50与第二掺杂层30可以为同一材料层，这样，可以基于相同的工艺同时制造导电接触结构50与第二掺杂层30，以降低导电接触结构50的制造难度，且简化导电接触结构50的制造流程，提高背接触电池100的制造效率。

另外，在本申请中，第一掺杂层20可为P型掺杂层，第二掺杂层30可为N型掺杂层，也即是说，导电接触结构50的伸出部51和覆盖部52也可以均为N型掺杂层。

实施例四

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，背接触电池100还包括第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83，第一介电层81位于第一掺杂层20和硅衬底10之间；

第三介电层83位于第二掺杂层30和硅衬底10之间；

第二介电层82至少部分地设置在第一沟槽121内并贴合在凸部122侧壁上。

在本实施例中，第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83可以为隧穿氧化层，隧穿氧化层起到隧穿效应的作用，使载流子能够通过薄隧穿氧化层传输，同时提供良好的表面钝化效果，降低复合率，从而提高背接触电池100的效率。

在本申请实施方式中，对第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83的具体材质不做限定，以满足不同的需求。同时，第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83的材质可以相同也可以是不同，请结合图1，第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83的材质为同一种；请结合图2，第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83的材质为不同种。在第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83的材质不同时，第一介电层81、第二介电层82和第三介电层83为不连续的结构。

实施例五

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，第二介电层82朝远离硅衬底10的厚度方向延伸，并且第二介电层82至少部分地与第一掺杂层20电性连接。

如此，第二介电层82和伸出部51均可以为部分设置在第一沟槽121中，并沿着硅衬底10的厚度方向延伸，也即是说，伸出部51可以通过第二介电层82与第一掺杂层20实现电连接。

具体地，第二介电层82可以在侧面覆盖全部的第一子掺杂层21和第一阻挡层24以及与部分的第二子掺杂层22接触，这样，伸出部51与第二介电层82的接触面均为有效电性接触面。

实施例六

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，背接触电池100还包括绝缘介电层60，绝缘介电层60连接在第二介电层82远离硅衬底10的一端，绝缘介电层60靠近凸部122的一侧至少部分地连接第一掺杂层20和连接第一绝缘层40。

在本实施例中，绝缘介电层60和第二介电层82在靠近伸出部51的一侧平齐，使得伸出部51靠近凸部122的侧面形貌平整规则，利于降低导电接触结构50的制造难度，利于提高背接触电池100的良率。

实施例七

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，绝缘介电层60在第一方向上的宽度大于第二介电层82的宽度。

如此，绝缘介电层60可以配合第一绝缘层40对第一掺杂层20进行覆盖遮蔽，同时绝缘介电层60还可以沿着第一方向部分地伸入至伸出部51内部，使得第一掺杂层20可以与伸出部51电性连接，而避免与覆盖部52接触，提高了导电接触结构50的稳定性。

实施例八

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，伸出部51还包括沿厚度方向设置的第一侧边511和第二侧边512，第一侧边511为靠近凸部122的一边，第一侧边511接触第二介电层82，第二侧边512为靠近第一沟槽121的一边。

在本实施例中，绝缘介电层60靠近第一沟槽121的一侧凸出于第一侧边511，第一侧边511的顶部即为绝缘介电层60，第一侧边511的底部伸入至第一沟槽121内。第一侧边511贴合在第二介电层82的表面，第一掺杂层20通过第二介电层82在第一侧边511位置形成漏电点。

实施例九

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，背接触电池100还包括第二绝缘层70，第二绝缘层70包括依次连接在一起的第一绝缘部71、第二绝缘部72和第三绝缘部73，第一绝缘部71层叠设置在覆盖部52上，第二绝缘部72设置在第二侧边512靠近第一沟槽121的一侧，第三绝缘部73层叠设置在第二掺杂层30上。

如此，第二绝缘层70可以通过第一绝缘部71、第二绝缘部72和第三绝缘部73依次对覆盖部52、伸出部51和第二掺杂层30进行保护，避免导电接触结构50和第二掺杂层30暴露在外。

在本实施例中，第二绝缘层70可以为钝化膜层，而在第一掺杂层20为P型掺杂层，第二掺杂层30为N型掺杂层的情况下，第二掺杂层30与第一绝缘部71接触的表面的粗糙度大于第一掺杂层20与第一绝缘部71接触的表面的粗糙度，可以使得第一绝缘部71与第二掺杂层30的结合拉力要大于第一绝缘部71与第一掺杂层20之间的结合拉力，进而有效地避免第一焊点在焊接时出现脱离，提高焊接的可靠性。

在一些实施例中，钝化膜层可包括氮化硅膜层、氧化铝膜层、氮氧化硅膜层、本征非晶硅膜层、TCO膜层中的至少一种，具体在此不做限定。

实施例十

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，第一掺杂层20还包括沿第一方向伸出至第一沟槽121上方的凸出部分25，第二介电层82包绕凸出部分25。

如此，第一掺杂层20可以通过凸出部分25与伸出部51形成更大的接触面积，进而可以提高导电效率，快速消除热斑的影响。

在本申请实施方式中，对凸出部分25的形态不做限定，以满足不同的需求。例如，凸出部分25靠近第一沟槽121的端部交叉以形成尖端，越靠近第一沟槽121，凸出部分25的端部越尖锐。再如，凸出部分25靠近第一沟槽121的端部可以呈矩形状，此时，第二介电层82沿着硅衬底10厚度方向上的宽度小于第二介电层82沿着第一方向的宽度，使得第一子掺杂层21在厚度方向上距离伸出部51更近，第一子掺杂层21可以在此位置形成漏电点，进一步提高安全性。

请结合图2，在一些实施方式中，第二介电层82包括连接在一起的第一区域821和第二区域822，第一区域821沿着第一方向延伸，第二区域822沿着厚度方向延伸。第二区域822的顶部为绝缘介电层60，第二区域822的两侧分别为第二掺杂层30和第一侧边511，第二区域822的底部连接第一区域821。第一区域821的顶部至少部分地与第一子掺杂层21接触连接，第一区域821的底部至少部分地与伸出部51接触连接，也即是说，在第一区域821位置也可以形成漏电点，以消除热斑。

具体地，凸出部分25沿第一方向的侧面即为第二区域822，凸出部分25沿厚度方向的底面即为第一区域821，第一区域821和第二区域822设置有部分的第二介电层82，或者说，第二介电层82的一部分可以设置在第一区域821，第二介电层82的另一部分可以设置在第二区域822。

在一些实施例中，第一区域821在厚度方向上的厚度比第二区域822在第一方向上的宽度更薄，也就是说，第一掺杂层20与伸出部51之间的距离在第一区域821更近，使得通过第一区域821形成的漏电点导电效率更高，安全性更好。

请结合图5，在一些实施例中，第一掺杂层20还包括沿第一方向缩回至凸部122上方的回缩区域26，第二介电层82对应设置在回缩区域26。如此，第一掺杂层20可以通过回缩区域26与伸出部51形成更大的接触面积，进而可以提高导电效率，快速消除热斑的影响。

实施例十一

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，第一子掺杂层21在厚度方向的厚度大于第二子掺杂层22的厚度。

如此，更靠近硅衬底10的第一子掺杂层21比第二子掺杂层22的厚度更大，使得硅衬底10更加稳定，并且钝化效果更好，折射率更好，接收光的效率也更高。

在其他实施方式中，第一掺杂层20还可以包括其他多个子掺杂层，所有子掺杂层均层叠设置，不同的子掺杂层之间均形成有第一阻挡层24。在本申请实施方式中，对子掺杂层的数量不做限定，仅需要保证越靠近硅衬底10的子掺杂层越厚即可，以满足不同的需求。

实施例十二

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，第一子掺杂层21在厚度方向的厚度为50nm-300nm；第二子掺杂层22在厚度方向的厚度为30nm-200nm。

示例性地，第一子掺杂层21在厚度方向的厚度可以为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm、300nm。第二子掺杂层22在厚度方向的厚度可以为30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm。第一子掺杂层21和第二子掺杂层22在厚度方向的厚度设置在这个范围内，既保证了第一掺杂层20的基本功能，又降低了制备的难度。

在本申请实施方式中，第一子掺杂层21和第二子掺杂层22的厚度具体不做限定，只需要第一子掺杂层21在厚度方向的厚度大于第二子掺杂层22的厚度即可。

在一个例子中，第一子掺杂层21在厚度方向的厚度可以为200nm，同时第二子掺杂层22在厚度方向的厚度可以为100nm。这样，第一掺杂层20可以保持在一个合适的厚度范围内，在轻薄的前提下与伸出部51配合提高漏电点的数量，提高背接触电池100的安全性。

实施例十三

请参阅图1和图2，在一些可选实施例中，第一掺杂层20还包括在凸部122内形成有第一内扩层23，第二掺杂层30还包括在第一沟槽121内形成有第二内扩层31。

如此，第一掺杂层20可以朝向硅衬底10通过扩散工艺在第一介电层81靠近硅衬底10的一侧形成第一内扩层23，第二掺杂层30可以朝向硅衬底10通过扩散工艺在第三介电层83靠近硅衬底10的一侧形成第二内扩层31，内扩层与隧穿氧化层和多晶硅层的结合，进一步提高了电池的效率和稳定性。

在本实施例中，伸出部51在硅衬底10的厚度方向的厚度大于凸部122、第一内扩层23、第一掺杂层20和第一绝缘层40的总厚度。也就是说，第一内扩层23靠近第一沟槽121的一侧接触连接第二介电层82，第二介电层82又电连接伸出部51，第一内扩层23与伸出部51又可以形成一个新的漏电点，第一内扩层23和第二掺杂层30之间可以通过伸出部51释放电能量，以减少甚至消除热斑的影响，进一步提高背接触电池100的发电效率和安全性。

实施例十四

请参阅图6，在一些可选实施例中，第二掺杂层30包括层叠设置的第三子掺杂层32和第四子掺杂层33，第三子掺杂层32层叠设置在第一沟槽121上，第四子掺杂层33层叠设置在第三子掺杂层32远离硅衬底10的一侧。

在一些可选实施例中，第二掺杂层30还包括第二阻挡层34，第二阻挡层34层叠设置在第三子掺杂层32和第四子掺杂层33之间。

具体地，第三子掺杂层32和第四子掺杂层33之间还可以设置有第二阻挡层34，第二阻挡层34层叠设置在第三子掺杂层32上，第四子掺杂层33层叠设置在第二阻挡层34远离第三子掺杂层32的一侧。第三子掺杂层32、第二阻挡层34和第四子掺杂层33在第一方向上的宽度可以一致，使得伸出部51可以同时与第三子掺杂层32、第二阻挡层34和第四子掺杂层33电性连接。

进一步地，第一阻挡层24和第二阻挡层34起到阻隔作用，在两个子层掺杂层之间形成掺杂浓度差，可以进一步提升背接触电池100钝化接触结构的钝化效果，提升背接触电池100效率。在本实施例中，对第一阻挡层24和第二阻挡层34两侧掺杂层的掺杂浓度的范围不做限定，以满足不同的需求。

再进一步地，在导电接触结构50与第二掺杂层30导电类型相同且一体连续的情况下，第二阻挡层34可以自第二掺杂层30沿着伸出部51和覆盖部52延伸，以将伸出部51和覆盖部52也分为两个掺杂层。这样，在制备过程中，导电接触结构50与第二掺杂层30可以一起制备，节省了制备的步骤，提高了生产的效率。

更进一步地，在厚度方向上第一阻挡层24的厚度小于第一介电层81的厚度。如此，第一阻挡层24内设置有空洞，进而调节第一子掺杂层21和第二子掺杂层22掺杂浓度。

实施例十五

请参阅图7和图8，本申请实施方式提供的电池串200包括如上述任一项实施方式的背接触电池100。

在本申请实施方式的背接触电池100和电池串200中，背接触电池100包括硅衬底10、第一掺杂层20、第一绝缘层40、第二掺杂层30和导电接触结构50，硅衬底10具有相背的正面11和背面12，背面12上形成有沿第一方向设置的第一沟槽121和凸部122，第一掺杂层20层叠设置在凸部122上，第一掺杂层20包括层叠设置的第一子掺杂层21和第二子掺杂层22，第一子掺杂层21层叠设置在凸部122上，第二子掺杂层22层叠设置在第一子掺杂层21远离硅衬底10的一侧，第一绝缘层40层叠设置在第二子掺杂层22上，第二掺杂层30层叠设置在第一沟槽121内，第二掺杂层30与第一掺杂层20极性相反，导电接触结构50的导电类型与第一掺杂层20的导电类型相反，导电接触结构50包括伸出部51，伸出部51沿硅衬底10的厚度方向延伸，伸出部51至少部分地设置在第一沟槽121内，第一掺杂层20的仅部分区域和第二掺杂层30的仅部分区域分别至少与伸出部51电性连接，伸出部51在厚度方向上的厚度大于凸部122、第一掺杂层20和第一绝缘层40的总厚度。如此，第一掺杂层20和第二掺杂层30之间可以通过导电接触结构50释放电能量，导电接触结构50可以作为散热点，减少甚至消除热斑的影响，提高背接触电池100的发电效率和安全性。同时，伸出部51沿厚度方向的厚度较大，使得伸出部51可以与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22电性连接，形成多个漏电点，进一步提高安全性。另外，导电接触结构50可以与第二掺杂层30导电类型相同且一体连续，简化了背接触电池100的制作过程。

具体地，第一掺杂层20与第二掺杂层30极性相反。第一掺杂层20与第二掺杂层30分别是P型掺杂和N型掺杂。在一些实施例中，P型掺杂指的是掺杂Ⅲ族元素，包括硼、铝、镓、铟、铊等元素；N型掺杂指的是掺杂Ⅴ族元素，包括氮、磷、砷、锑、铋等元素，具体在此不做限定。

另外，在一些实施方式中，第一掺杂层20与第二掺杂层30还可以为复合型掺杂，例如，N型掺杂也包括少量的P型掺杂元素。其中，第二掺杂层30的N型掺杂元素的含量高于P型掺杂元素含量的20％，以保证与第一掺杂层20极性相反。

进一步地，导电接触结构50与第二掺杂层30的导电类型相同，并同时与第一掺杂层20的导电类型相反，导电接触结构50不是掺杂区域，因此，导电接触结构50的导电类型为N型掺杂，主要导电载流子是电子。也就是说，N型掺杂为电子是多数载流子，P型掺杂为空穴是多数载流子，导电接触结构50和N型掺杂区域是相同类型，和P型掺杂区域是不同导电类型。

示例性地，在一些实施例中，第一掺杂层20可为P型多晶硅层、P型非晶硅层、P型微晶硅层，具体在此不作限制。同理，第二掺杂层30和导电接触结构50则可为N型多晶硅层、N型非晶硅层、N型微晶硅层，具体在此不作限制。

在本申请实施方式中，电池串200可以为多个片状的背接触电池100依次串联形状，并通过焊带和汇流条进行连接。可以理解的是，在电池串200中，电池串200可包括串联的两个电池片，串联的三个电池片或者其他更多个数的电池片，具体可以根据实际使用情况确定需要串接的电池片的个数。另外，在本申请实施例中，对背接触电池100的尺寸和类型也不做限定，相邻的电池片的规格和尺寸可以相同，也可以不同，以满足不同的需求。

在本申请实施方式中，对相邻电池片的具体连接方式不做限定，以满足不同的需求。在一个实施例中，两个相邻的电池片的边缘至少部分地层叠设置在一起；在另一个实施例中，两个相邻的电池片可以间隔设置。两个相邻的电池片的间距处于合适范围，可以避免间距过小导致的操作空间小、焊接难度大，也可以避免间距过大导致的浪费组件空间、提高成本。

实施例十六

请参阅图7和图8，本申请实施方式提供的电池组件300包括如上述实施方式的电池串200。

在本申请实施方式的背接触电池100、电池串200和电池组件300中，背接触电池100包括硅衬底10、第一掺杂层20、第一绝缘层40、第二掺杂层30和导电接触结构50，硅衬底10具有相背的正面11和背面12，背面12上形成有沿第一方向设置的第一沟槽121和凸部122，第一掺杂层20层叠设置在凸部122上，第一掺杂层20包括层叠设置的第一子掺杂层21和第二子掺杂层22，第一子掺杂层21层叠设置在凸部122上，第二子掺杂层22层叠设置在第一子掺杂层21远离硅衬底10的一侧，第一绝缘层40层叠设置在第二子掺杂层22上，第二掺杂层30层叠设置在第一沟槽121内，第二掺杂层30与第一掺杂层20极性相反，导电接触结构50的导电类型与第一掺杂层20的导电类型相反，导电接触结构50包括伸出部51，伸出部51沿硅衬底10的厚度方向延伸，伸出部51至少部分地设置在第一沟槽121内，第一掺杂层20的仅部分区域和第二掺杂层30的仅部分区域分别至少与伸出部51电性连接，伸出部51在厚度方向上的厚度大于凸部122、第一掺杂层20和第一绝缘层40的总厚度。如此，第一掺杂层20和第二掺杂层30之间可以通过导电接触结构50释放电能量，导电接触结构50可以作为散热点，减少甚至消除热斑的影响，提高背接触电池100的发电效率和安全性。同时，伸出部51沿厚度方向的厚度较大，使得伸出部51可以与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22电性连接，形成多个漏电点，进一步提高安全性。另外，导电接触结构50可以与第二掺杂层30导电类型相同且一体连续，简化了背接触电池100的制作过程。

在本实施例中，电池组件300中的多个背接触电池100可依次串接在一起从而实现形成电池串200，从而实现电流的串联汇流输出，例如，可通过设置焊带(汇流条、互联条)、导电背板等方式来实现电池片的串接。

可以理解的是，在这样的实施例中，电池组件300还可包括边框、背板、光伏玻璃和胶膜。胶膜可填充在背接触电池100正面11和背面12及光伏玻璃、相邻电池片等之间，作为填充物，其可为良好的透光性能和耐老化性能的透明胶体，例如胶膜可采用EVA胶膜或者POE胶膜，具体可根据实际情况进行选择，在此不作限制。

光伏玻璃可覆盖在背接触电池100的正面11的胶膜上，光伏玻璃可为超白玻璃，其具有高透光率、高透明性，并且具有优越的物理、机械以及光学性能，例如，超白玻璃的透光率可达92％以上，其可在尽可能不影响背接触电池100的效率的情况下对背接触电池100进行保护。同时，胶膜可将光伏玻璃和背接触电池100黏合在一起，胶膜的存在可以对背接触电池100进行密封绝缘以及防水防潮。

背板可贴附在背接触电池100背面12的胶膜上，背板可以对背接触电池100起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性和耐老化性，背板可以有多重选择，通常可为钢化玻璃、有机玻璃、铝合金TPT复合胶膜等，其具体可根据具体情况进行设置，在此不作限制。背板、背接触电池100、胶膜以及光伏玻璃组成的整体可设置在边框上，边框作为整个电池组件300的主要外部支撑结构，且可为电池组件300进行稳定的支撑和安装，例如，可通过边框将电池组件300安装在所需要安装的位置。

实施例十七

请参阅图8和图9，本申请实施方式提供的光伏系统400包括如上述实施方式的电池组件300。

在本申请实施方式的背接触电池100、电池串200、电池组件300和光伏系统400中，背接触电池100包括硅衬底10、第一掺杂层20、第一绝缘层40、第二掺杂层30和导电接触结构50，硅衬底10具有相背的正面11和背面12，背面12上形成有沿第一方向设置的第一沟槽121和凸部122，第一掺杂层20层叠设置在凸部122上，第一掺杂层20包括层叠设置的第一子掺杂层21和第二子掺杂层22，第一子掺杂层21层叠设置在凸部122上，第二子掺杂层22层叠设置在第一子掺杂层21远离硅衬底10的一侧，第一绝缘层40层叠设置在第二子掺杂层22上，第二掺杂层30层叠设置在第一沟槽121内，第二掺杂层30与第一掺杂层20极性相反，导电接触结构50的导电类型与第一掺杂层20的导电类型相反，导电接触结构50包括伸出部51，伸出部51沿硅衬底10的厚度方向延伸，伸出部51至少部分地设置在第一沟槽121内，第一掺杂层20的仅部分区域和第二掺杂层30的仅部分区域分别至少与伸出部51电性连接，伸出部51在厚度方向上的厚度大于凸部122、第一掺杂层20和第一绝缘层40的总厚度。如此，第一掺杂层20和第二掺杂层30之间可以通过导电接触结构50释放电能量，导电接触结构50可以作为散热点，减少甚至消除热斑的影响，提高背接触电池100的发电效率和安全性。同时，伸出部51沿厚度方向的厚度较大，使得伸出部51可以与第一子掺杂层21和第二子掺杂层22电性连接，形成多个漏电点，进一步提高安全性。另外，导电接触结构50可以与第二掺杂层30导电类型相同且一体连续，简化了背接触电池100的制作过程。

在本实施例中，光伏系统400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400的应用场景不限于此，也即是说，光伏系统400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400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300的阵列组合，例如，多个电池组件300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。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，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。

此外，以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种背接触电池，其特征在于，包括：

硅衬底，所述硅衬底具有相背的正面和背面，所述背面上形成有沿第一方向设置的第一沟槽和凸部；

层叠设置在所述凸部上的第一掺杂层，所述第一掺杂层包括层叠设置的第一子掺杂层和第二子掺杂层，所述第一子掺杂层层叠设置在所述凸部上，所述第二子掺杂层层叠设置在所述第一子掺杂层远离所述硅衬底的一侧；

层叠设置在所述第二子掺杂层上的第一绝缘层；

层叠设置在所述第一沟槽内的第二掺杂层，所述第二掺杂层与所述第一掺杂层极性相反；

导电接触结构，所述导电接触结构的导电类型与所述第一掺杂层的导电类型相反，所述导电接触结构包括伸出部，所述伸出部沿所述硅衬底的厚度方向延伸，所述伸出部至少部分地设置在所述第一沟槽内，所述第一掺杂层的仅部分区域和所述第二掺杂层的仅部分区域分别至少与所述伸出部电性连接，所述伸出部在所述厚度方向上的厚度大于所述凸部、所述第一掺杂层和所述第一绝缘层的总厚度。

2.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述导电接触结构还包括覆盖部，所述覆盖部层叠设置在所述第一绝缘层上，所述伸出部远离所述第一沟槽的一端连接所述覆盖部。

3.根据权利要求2所述的背接触电池，其特征在于，所述导电接触结构与所述第二掺杂层导电类型相同且一体连续。

4.根据权利要求2所述的背接触电池，其特征在于，所述背接触电池还包括第一介电层、第二介电层和第三介电层，所述第一介电层位于所述第一掺杂层和所述硅衬底之间；

所述第三介电层位于所述第二掺杂层和所述硅衬底之间；

所述第二介电层至少部分地设置在所述第一沟槽内并贴合在所述凸部侧壁上。

5.根据权利要求4所述的背接触电池，其特征在于，所述第二介电层朝远离所述硅衬底的厚度方向延伸，并且所述第二介电层至少部分地与所述第一掺杂层电性连接。

6.根据权利要求5所述的背接触电池，其特征在于，所述背接触电池还包括绝缘介电层，所述绝缘介电层连接在所述第二介电层远离所述硅衬底的一端，所述绝缘介电层靠近所述凸部的一侧至少部分地连接所述第一掺杂层和连接所述第一绝缘层。

7.根据权利要求6所述的背接触电池，其特征在于，所述绝缘介电层在所述第一方向上的宽度大于所述第二介电层的宽度。

8.根据权利要求7所述的背接触电池，其特征在于，所述伸出部还包括沿所述厚度方向设置的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边为靠近所述凸部的一边，所述第一侧边接触所述第二介电层，所述第二侧边为靠近所述第一沟槽的一边。

9.根据权利要求8所述的背接触电池，其特征在于，所述背接触电池还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层包括依次连接在一起的第一绝缘部、第二绝缘部和第三绝缘部，所述第一绝缘部层叠设置在所述覆盖部上，所述第二绝缘部设置在所述第二侧边靠近所述第一沟槽的一侧，所述第三绝缘部层叠设置在所述第二掺杂层上。

10.根据权利要求6所述的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂层还包括沿所述第一方向伸出至所述第一沟槽上方的凸出部分，所述第二介电层包绕所述凸出部分。

11.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述第一子掺杂层在所述厚度方向的厚度大于所述第二子掺杂层的厚度。

12.根据权利要求11所述的背接触电池，其特征在于，所述第一子掺杂层在所述厚度方向的厚度为50nm-300nm；

所述第二子掺杂层在所述厚度方向的厚度为30nm-200nm。

13.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂层还包括在所述凸部内形成有第一内扩层，所述第二掺杂层还包括在所述第一沟槽内形成有第二内扩层。

14.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂层还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层层叠设置在所述第一子掺杂层和所述第二子掺杂层之间。

15.根据权利要求14所述的背接触电池，其特征在于，在所述厚度方向上所述第一阻挡层的厚度小于所述第一介电层的厚度。第一阻挡层设置有空洞，调节第一子掺杂层和所述第二子掺杂层掺杂浓度。

16.根据权利要求1所述的背接触电池，其特征在于，所述第二掺杂层包括层叠设置的第三子掺杂层和第四子掺杂层，所述第三子掺杂层层叠设置在所述第一沟槽上，所述第四子掺杂层层叠设置在所述第三子掺杂层远离所述硅衬底的一侧。

17.根据权利要求16所述的背接触电池，其特征在于，所述第二掺杂层还包括第二阻挡层，所述第二阻挡层层叠设置在所述第三子掺杂层和所述第四子掺杂层之间。

18.一种电池串，其特征在于，包括如权利要求1-17任一项所述的背接触电池。

19.一种电池组件，其特征在于，包括如权利要求18所述的电池串。

20.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求19所述的电池组件。