一种太阳能电池和光伏组件的制作方法

专利2025-07-19  19


本发明涉及太阳能电池,尤其涉及一种太阳能电池和光伏组件。


背景技术:

1、太阳能电池是利用太阳能的一种装置,通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。太阳能电池包括分片太阳能电池,目前制作分片太阳能电池通常是对已经形成多种膜层的太阳能电池进行切割处理,以将整个太阳能电池切割为至少两个分片太阳能电池,例如两个半片。之后,将分片太阳能电池用于制作光伏组件。

2、但是经过切割后,分片太阳能电池的切割面不同区域形态差异较大,导致太阳能电池的效率降低。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能电池和光伏组件,用于提高太阳能电池的效率。

2、为了实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种太阳能电池。上述太阳能电池包括相对的第一面和第二面,以及连接第一面和第二面的侧表面。侧表面包括切割面,切割面包括邻近第一面的切割边缘以及邻近第二面的断裂边缘。形成在切割面上的第一钝化层,第一钝化层包括氧化铝钝化层。切割面包括邻近切割边缘的第一区域和相比于第一区域更远离切割边缘的第二区域,至少部分第一区域中的氧元素与铝元素的比率大于至少部分第二区域中的氧元素与铝元素的比率。

3、由于靠近切割边缘的第一区域为受到外部直接作用影响较大的区域,存在较为复杂的成分和表面形态,例如除单晶硅以外的硅的形态,这部分的硅包括了非规则排列的非晶体形态,往往存在大量的缺陷和悬挂键,且表面形态复杂加剧了缺陷的形成。因此,更多的氧元素的存在能够将该部分硅进行充分反应,消除其带来的不良影响。而第二区域相比第一区域未受到外力直接作用或者外力直接作用较弱,基本上为晶体结构完整的单晶硅形态,过多的氧的引入可能带来更多表面缺陷。因此设置至少部分第一区域中的氧元素与铝元素的比率大于至少部分第二区域中的氧元素与铝元素的比率,以平衡第一区域与第二区域表面形态的差异带来的影响,从而提高太阳能电池的整体效率。

4、在一种实现方式中,切割面包括第一沟槽结构和裂痕结构,第一沟槽结构位于第一区域。第一钝化层的厚度大于第一沟槽结构的深度,且小于裂痕结构的深度。

5、采用上述技术方案的情况下,由于在切割面形成有第一钝化层,第一钝化层可以对切割面进行钝化,降低光生载流子在切割面处的复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率。进一步地,由于第一沟槽结构分布较密集,且结构复杂,有时还包含硅的非单晶硅成分,导致该区域表面形态和成分复杂,表面复合中心密度高,因此设置第一钝化层的厚度大于第一沟槽结构的深度,此时第一钝化层可以对第一沟槽结构进行完全的填充,以最大化的钝化修复,以提高太阳能电池的转换效率。再进一步地,由于裂痕结构多为在应力作用下自然断裂形成,其表面较为光滑,设置第一钝化层的厚度小于裂痕结构的深度,已完全能够对该区域进行有限钝化,同时形成在切割面上的第一钝化层呈高低起伏状态,可以提高切割面的陷光作用,增加切割面的光生载流子浓度,从而提高太阳能电池的切割面对光线的利用率,以进一步提高太阳能电池的光电转换效率。在一种实现方式中,第一沟槽结构的深度小于1.2um,此时可以降低第一沟槽结构对太阳能电池的损伤程度,以确保后期制作时不造成裂片和引入过多的缺陷。

6、在一种实现方式中,裂痕结构的深度大于等于1um,此时可以保证在钝化过程中镀膜的均匀以及陷光作用。

7、在一种实现方式中,上述第一钝化层的厚度大于等于30nm且小于等于200nm;采用上述技术方案的情况下,太阳能电池的钝化效果逐增,太阳能电池的转换效率随着第一钝化层的厚度的增加而增加。

8、在一种实现方式中,至少部分第二区域中的铝的含量和至少部分第一区域中的铝的含量的差值大于3%。

9、采用上述技术方案的情况下,可以确保不同钝化面(即不同区域)达到需求的钝化效果。

10、在一种实现方式中,第一沟槽结构邻近切割边缘,第一沟槽结构包括自切割边缘向断裂边缘延伸的端部,第一沟槽结构的端部边界为波浪型或锯齿型。

11、采用上述技术方案的情况下,可以避免太阳能电池的切割面应力过于集中,提高切割面的质量。

12、在一种实现方式中,切割面包括边缘区域和中间区域,边缘区域临近切割边缘或断裂边缘,中间区域位于切割面的中间部分;位于中间区域的第一钝化层的粗糙度小于位于边缘区域的第一钝化层的粗糙度。

13、采用上述技术方案的情况下,可以尽可能避免太阳光的逃逸,且保障钝化效果。

14、在一种实现方式中,波浪型或锯齿型的波峰之间的间距大于等于3um且小于等于20um。

15、采用上述技术方案的情况下,由于波峰之间的间距大于等于3um,此时可以避免第一沟槽结构分布过于集中,以避免太阳能电池的切割面应力过于集中,提高切割面的质量。

16、在一种实现方式中,裂痕结构的延伸方向和第一沟槽结构的延伸方向之间具有夹角,夹角大于等于45°且小于90°。

17、在一种实现方式中,在切割面内,第一沟槽结构的延伸长度大于等于1um且小于等于20um。

18、采用上述技术方案的情况下,可以减少裂痕对硅片带来的损伤。

19、在一种实现方式中,第一面包括第二沟槽结构,第二沟槽结构邻近切割边缘。

20、在一种实现方式中,沿着远离切割边缘的方向,第二沟槽结构的延伸长度大于等于20um且小于等于100um。

21、在一种实现方式中,太阳能电池还包括:形成在第一面的边缘区域的第二钝化层,第一面的边缘区域靠近切割面,第二钝化层与第一钝化层连续分布。

22、采用上述技术方案的情况下,第二钝化层可以对第一面靠近切割面的边缘区域进行钝化,降低载流子在第一面处的复合速率,提高太阳能电池的光电转换效率。进一步地,当第二钝化层覆盖第二沟槽结构时,第二钝化层可以对第二沟槽结构进行钝化修复,以提高太阳能电池的转换效率。

23、在一种实现方式中,沿所述第一面的边缘至所述第一面的中心区域的方向,所述第二钝化层的宽度大于所述第二沟槽结构的延伸长度。

24、在一种实现方式中,沿第一面的边缘至第一面的中心区域的方向,第二钝化层的宽度大于等于0.05mm且小于等于2mm。

25、在一种实现方式中,第一钝化层的厚度大于第二钝化层的厚度。

26、在一种实现方式中,沿第一面的边缘至第一面的中心区域的方向,第二钝化层的厚度逐渐减小。

27、在一种实现方式中,第二钝化层的厚度大于等于30nm且小于等于200nm。

28、在一种实现方式中,第一面为向光面或背光面。

29、第二方面,本发明还提供了一种光伏组件,该光伏组件包括第一方面所述的太阳能电池。

30、与现有技术相比,本发明提供的光伏组件的有益效果与上述技术方案所述太阳能电池的有益效果相同,此处不做赘述。



技术特征:

1.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池包括相对的第一面和第二面,以及连接所述第一面和所述第二面的侧表面;

2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述切割面包括第一沟槽结构和裂痕结构;所述第一沟槽结构位于所述第一区域;所述第一钝化层的厚度大于所述第一沟槽结构的深度,且小于所述裂痕结构的深度。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一沟槽结构的深度小于1.2um;或,所述裂痕结构的深度大于等于1um。

4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化层的厚度大于等于30nm且小于等于200nm。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述至少部分所述第二区域中的铝的含量和所述至少部分所述第一区域中的铝的含量的差值大于3%。

6.根据权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一沟槽结构邻近所述切割边缘,所述第一沟槽结构包括自所述切割边缘向所述断裂边缘延伸的端部,所述第一沟槽结构的端部边界为波浪型或锯齿型。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述切割面包括边缘区域和中间区域,所述边缘区域临近所述切割边缘或所述断裂边缘,所述中间区域位于所述切割面的中间部分;位于所述中间区域的所述第一钝化层的粗糙度小于位于所述边缘区域的所述第一钝化层的粗糙度。

8.根据权利要求6所述的太阳能电池,其特征在于,所述波浪型或锯齿型的波峰之间的间距大于等于3um且小于等于20um。

9.根据权利要求6或8所述的太阳能电池,其特征在于,所述裂痕结构的延伸方向和所述第一沟槽结构的延伸方向之间具有夹角,所述夹角大于等于45°且小于90°。

10.根据权利要求6或8所述的太阳能电池,其特征在于,在所述切割面内,所述第一沟槽结构的延伸长度大于等于1um且小于等于20um。

11.根据权利要求1至3、5至8任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一面包括第二沟槽结构,所述第二沟槽结构邻近所述切割边缘。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,沿着远离所述切割边缘的方向,所述第二沟槽结构的延伸长度大于等于20um且小于等于100um。

13.根据权利要求11所述的太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池还包括:形成在所述第一面的边缘区域的第二钝化层,所述第一面的边缘区域靠近所述切割面;所述第二钝化层与所述第一钝化层连续分布。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一面的边缘至所述第一面的中心区域的方向,所述第二钝化层的宽度大于所述第二沟槽结构的延伸长度。

15.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一面的边缘至所述第一面的中心区域的方向,所述第二钝化层的宽度大于等于0.05mm且小于等于2mm。

16.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一钝化层的厚度大于所述第二钝化层的厚度。

17.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,沿所述第一面的边缘至所述第一面的中心区域的方向,所述第二钝化层的厚度逐渐减小。

18.根据权利要求13所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二钝化层的厚度大于等于30nm且小于等于200nm。

19.根据权利要求1至3、5至8任一项所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一面为向光面或背光面。

20.一种光伏组件,其特征在于,包括如权利要求1~19任一项所述的太阳能电池。


技术总结
本发明公开了一种太阳能电池和光伏组件,涉及太阳能电池技术领域,以解决分片太阳能电池的切割面不同区域形态差异大,导致太阳能电池的效率降低的问题。所述太阳能电池包括相对的第一面和第二面,以及连接第一面和第二面的侧表面。侧表面包括切割面,切割面包括邻近第一面的切割边缘以及邻近第二面的断裂边缘。形成在切割面上的第一钝化层,第一钝化层包括氧化铝钝化层。切割面包括邻近切割边缘的第一区域和相比于第一区域更远离切割边缘的第二区域,至少部分第一区域中的氧元素与铝元素的比率大于至少部分第二区域中的氧元素与铝元素的比率。

技术研发人员:任军刚,朱惠君,潘鹏飞,陈昱霖
受保护的技术使用者:鄂尔多斯市隆基光伏科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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