一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组技术

本发明专利技术中，通过在传统的电池主体的一侧设置介质层和导电层，使得在导电层具有预设电势之后，导电层与第一电极间存在电势差，并由介质层导入至硅片衬底附近，从而在硅片衬底的表面形成电场钝化，增强硅片表面形成的静电场，在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组
本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组。
技术介绍
随着传统能源的不断消耗及其对环境带来的负面影响，太阳能作为一种无污染、可再生能源，其开发和利用得到了迅速的发展，尤其是具有较高转化效率的太阳能电池成为了目前研究的重点。目前，具有较高转化效率的钝化发射极和背面电池(PassivatedEmitterandRearCell，PERC)技术，利用在电池的背面制备得到氧化铝等钝化层，从而在硅片表面形成静电场，排斥硅片内部的非平衡载流子靠近硅片的表面，降低硅片表面的非平衡载流子浓度，进而降低非平衡载流子在硅片表面的复合率，使得太阳能电池的半导体主体通过光生伏特效应吸收太阳光之后产生的载流子，不会在硅片表面的复合中心处发生复合而引起电学损失，而是在内建电场的作用下定向运动，从而形成光生电场，产生有效电流，从而提高晶硅太阳电池的转化效率。此外，可以通过在PERC电池主体中设置通孔的方式，将电池背面的钝化层与电池正面的正面电极进行电性连接，使得钝化层具有与正面电极相等的静电势，从而可以形成外加电场，增强硅片表面的静电场，进一步降低非平衡载流子在硅片表面的复合率，提高太阳能电池的转化效率。但是，在目前的方案中，在对PERC电池通过外加电场的方式增强硅片表面形成的静电场，提高PERC电池转化效率的过程中，由于需要对PERC电池主体结构进行设置通孔等较大的改动，从而影响PERC电池主体通过光生伏特效应吸收太阳光而产生载流子的效率，导致晶硅太阳能电池的转化效率下降。
技术实现思路
本专利技术提供一种晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组，旨在提升晶硅太阳能电池的转化效率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种晶体硅太阳能电池，所述晶体硅太阳能电池包括：电池主体，以及设置于所述电池主体一面的介质层和导电层；其中，所述电池主体包括硅片衬底、设置在所述硅片衬底一面的钝化层；所述介质层设置在所述钝化层背离所述硅片衬底的一面上，所述导电层设置在所述介质层背离所述钝化层的一面上；在所述介质层和所述导电层的一侧，所述电池主体还包括第一电极；通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。可选的，所述介质层的相对介电常数大于3.8。可选的，所述介质层的材料包括氧化铝、二氧化钛和氧化锆中的任意一种或多种，所述介质层的厚度大于50纳米。可选的，所述第一电极包括第一主栅和第一细栅，所述第一细栅与所述第一主栅相交；所述介质层具有镂空结构，所述第一主栅位于所述镂空结构的位置，所述镂空结构的宽度大于所述第一主栅的宽度。可选的，所述导电层的面积小于所述介质层的面积。可选的，所述导电层的厚度大于200纳米。可选的，在所述钝化层和所述介质层之间设置第一减反层或反射层。可选的，所述电池主体还包括：设置在所述硅片衬底另一面的PN结结构层、第二减反层和第二电极；其中，所述PN结结构层设置在所述硅片衬底的另一面上，所述第二减反层设置在所述PN结结构层背离所述硅片衬底的一面上。可选的，所述通过电连接，使所述导电层具有预设电势，具体包括：所述导电层与所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及独立于所述晶体硅太阳能电池的外围电路中的任意一种电连接；其中，所述第二电极、所述晶体硅太阳能电池的相邻电池的第二电极，以及所述外围电路具有所述预设电势。可选的，所述晶体硅太阳能电池还包括局域掺杂层；所述局域掺杂层设置在所述硅片衬底和所述第一电极接触的位置。第二方面，本专利技术实施例提供了一种晶体硅太阳能电池的制备方法，用于制备上述晶体硅太阳能电池，所述方法包括：在硅片衬底的一面上设置钝化层；在所述硅片衬底的一面上制备第一电极；在所述钝化层上制备介质层，并在所述介质层背离所述钝化层的一面上设置导电层；通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底表面形成电场钝化。本专利技术第三方面提供了一种晶体硅太阳能电池模组，所述晶体硅太阳能电池模组包括上述晶体硅太阳能电池。基于上述晶体硅太阳能电池、制备方法及电池模组，本申请存在以下有益效果：本申请通过在传统的电池主体的一侧设置介质层和导电层，其中，电池主体包括依次设置的硅片衬底和钝化层，以及设置在靠近导电层和导电层一侧的第一电极，介质层设置在电池主体中钝化层的表面，其中，钝化层可以在硅片衬底的表面形成阻挡层，从而排斥硅片中的非平衡载流子靠近硅片衬底的表面，进而减少非平衡载流子的表面复合率，导电层设置在介质层的表面，在通过电连接使得导电层具有预设电势之后，导电层与第一电极之间产生电势差，从而可以在电池主体中形成外加电场，并由介质层导入至硅片衬底附近，使得在硅片衬底的表面形成电场钝化，该电场钝化可以进一步增强钝化层在硅片衬底表面形成的阻挡层的静电场，从而进一步减少非平衡载流子的表面复合率，使得在不对电池主体结构进行设置通孔等较大的改动的情况下，提高了电池的转化效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例中的一种晶体硅太阳能电池的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例中的一种电池主体的俯视图；图3示出了本专利技术实施例中的一种晶体硅太阳能电池的俯视图；图4示出了本专利技术实施例中的另一种晶体硅太阳能电池的俯视图；图5示出了本专利技术实施例中的一种晶体硅太阳能电池的制备方法的步骤流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在晶硅太阳能电池工作过程中，晶硅太阳能电池中非平衡载流子复合带来的电学损失，是导致晶硅太阳能电池效率较低的主要因素之一，因此，减少非平衡载流子复合带来的电学损失，是优化电池结构、提高转换效率需要考虑的重要环节。具体的，晶硅太阳能电池中的非平衡载流子复合主要有辐射复合、俄歇复合、间接复合等多种方式。辐射复合、俄歇复合同晶硅的禁带宽度、能带结构以及掺杂浓度相关，是无法避免的，需要结合电池整体的光电性能进行优化设计。间接复合指的是非平衡载流子通过复合中心进行的复合，其中，复合中心是半导体中的晶格缺陷结构，如杂质、位错等，这些复合中心能在半导体禁带中形成一定的能级，非平衡载流子可以借助这些中间能级进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述晶体硅太阳能电池包括：/n电池主体，以及设置于所述电池主体一面的介质层和导电层；/n其中，所述电池主体包括硅片衬底、设置在所述硅片衬底一面的钝化层；/n所述介质层设置在所述钝化层背离所述硅片衬底的一面上，所述导电层设置在所述介质层背离所述钝化层的一面上；/n在所述介质层和所述导电层的一侧，所述电池主体还包括第一电极；/n通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述晶体硅太阳能电池包括：
电池主体，以及设置于所述电池主体一面的介质层和导电层；
其中，所述电池主体包括硅片衬底、设置在所述硅片衬底一面的钝化层；
所述介质层设置在所述钝化层背离所述硅片衬底的一面上，所述导电层设置在所述介质层背离所述钝化层的一面上；
在所述介质层和所述导电层的一侧，所述电池主体还包括第一电极；
通过电连接，使所述导电层具有预设电势，所述导电层与所述第一电极间存在电势差，从而在所述硅片衬底的表面形成电场钝化。


2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述介质层的相对介电常数大于3.8。


3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述介质层的材料包括氧化铝、二氧化钛和氧化锆中的任意一种或多种，所述介质层的厚度大于50纳米。


4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述第一电极包括第一主栅和第一细栅，所述第一细栅与所述第一主栅相交；
所述介质层具有镂空结构，所述第一主栅位于所述镂空结构的位置，所述镂空结构的宽度大于所述第一主栅的宽度。


5.根据权利要求4所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述导电层的面积小于所述介质层的面积。


6.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于，
所述导电层的厚度大于200纳米。


7.根据权利要求1-5任一项所述的晶体硅太阳能电池，在所述钝化层和所述介质层之间设置第一减反层或反射层。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琛，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61