太阳能电池、光伏组件及太阳能电池的制备方法与流程

本技术涉及光伏，具体而言，涉及一种太阳能电池、光伏组件及太阳能电池的制备方法。

背景技术：

1、近些年，硅太阳电池的发展速度非常之快，其中以本征薄膜异质结(heterojunction with intrinsic thin-film，hjt)太阳能电池为代表的双面电池在2022年实现了26.81%的光电转换效率，以异质结背接触（heterojunction back-contact，hbc）太阳能电池为代表的单面（背接触）电池在2023年实现了27.09%的光电转换效率，这得益于优异的表面钝化接触技术和光谱管理能力，同时达到了极低的电学损耗和光学损耗。不管是i-a-si:h非晶膜，还是siox或alox等钝化膜，都能在平坦的硅表面完美地钝化悬挂键，实现高少子寿命和低复合电流密度。但是，硅片的侧边与正背面表面呈90度直角状，同一个程序下，直角状区域附近沉积的钝化层厚度很难达到正背面表面相同的水平，因此，硅片表面临近侧边缘处的钝化效果非常不理想，表面复合速率在500cm/s以上（良好钝化：<10cm/s，裸硅表面：>10000cm/s）。所以，当太阳电池达到较高效率时，硅片侧边的边缘钝化效果将变得越来越重要。

2、然而，目前的硅太阳能电池在靠近硅基底侧边的边缘的钝化效果不理想，钝化膜在靠近硅基底侧边的边缘覆盖较差，因此，现有的硅太阳能电池的光电转换效率仍有待提高。具体地，相关技术中通过以下两种方式改善硅基底侧边的边缘钝化效果不理想的问题，以提高硅太阳能电池的光电转换效率。其中，一种方式为将成品太阳能电池的侧边边缘统一用原子层沉积方法沉积的钝化膜（尤其是alox）进行二次钝化，降低侧边边缘的表面复合速率，同时通过绕镀覆盖表面临近侧边缘处；另一种方式为采用涂覆钝化液法对成品太阳能电池的侧边边缘以及表面临近侧边缘处进行钝化，钝化液主要为有机物钝化液（如pedot:pss以及一些碳纳米管）。然而，上述两种方式存在以下问题。第一，两种方式均增加了额外的工艺步骤，导致成本增加；第二，两种方式均是对成品太阳能电池进行处理，然而，太阳能电池绕镀明显时，尤其是背接触太阳能电池，工艺膜层较为复杂，成品太阳能电池的侧边边缘被很多无钝化效果的膜层包裹，很难通过二次钝化来实现；第三，alox钝化层需高温退火激活钝化效果，不适用于低温工艺的异质结太阳电池，而有机物钝化液稳定性不佳，容易失效。

3、因此，亟需一种新的改善边缘钝化方式。

技术实现思路

1、本技术第一方面提供一种太阳能电池。该太阳能电池包括硅基底以及第一钝化层，硅基底包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧表面；侧表面包括与第一表面直接连接的第一连接面，第一钝化层位于第一表面和第一连接面上；第一连接面与第一表面之间的角度的范围为110°至170°。

2、本技术第一方面的太阳能电池，第一表面与侧表面的直接连接处为具有倾角的斜坡，相较于硅基底的侧表面与第一表面呈90度直角状而言，增大了硅基底形成第一钝化层的表面可用面积，有利于保证在第一连接面处第一钝化层的厚度，使得侧表面的第一连接面处得到与第一表面相近的钝化效果，从而降低了太阳能电池在硅基底的侧面边缘处的表面复合速率，减少了载流子的传输长度，方便载流子收集，有利于提高太阳能电池的开路电压和短路电流密度，进而提高了太阳能电池的光电转换效率。

3、一些实施例中，第一连接面为斜面、整体外凸的弧面、整体内凹的弧面或第一连接面呈凹凸起伏状；和/或，沿硅基底的厚度方向上，第一连接面的投影的宽度大于等于10微米，小于等于200微米。

4、一些实施例中，侧表面还包括与第二表面直接连接的第二连接面；第二连接面与第二表面之间的角度的范围为110°至170°。

5、一些实施例中，第二连接面为斜面、整体外凸的弧面、整体内凹的弧面或第二连接面呈凹凸起伏状；和/或，第二连接面与第二表面之间的角度的范围为110°至170°。

6、一些实施例中，第一连接面与第二连接面直接连接。

7、一些实施例中，侧表面还包括垂直面，垂直面连接于第一连接面和第二连接面之间并与第一表面垂直。

8、一些实施例中，第一连接面呈凹凸起伏状；和/或，第二连接面呈凹凸起伏状。

9、一些实施例中，沿硅基底的厚度方向上，第一连接面在第一表面上的投影的宽度大于等于10微米，小于等于200微米；和/或，沿硅基底的厚度方向上，第二连接面在第二表面上的投影的宽度大于等于10微米，小于等于200微米。

10、一些实施例中，第一表面、第二表面及侧表面中至少其中之一为绒面。

11、一些实施例中，太阳能电池还包括第一掺杂半导体层，第一掺杂半导体层位于第一钝化层的背离硅基底的表面上。

12、一些实施例中，太阳能电池还包括第二钝化层，第二钝化层至少覆盖第二表面。

13、一些实施例中，太阳能电池还包括第二掺杂半导体层，第二掺杂半导体层的导电类型与第一掺杂半导体层的导电类型相反，第二掺杂半导体层位于硅基底的背离硅基底的表面上或第二掺杂半导体层位于第二钝化层的靠近硅基底的表面上。

14、一些实施例中，太阳能电池还包括第二钝化层、第三钝化层和第三掺杂半导体层，第三掺杂半导体层与第一掺杂半导体层的导电类型相反；沿背离硅基底的方向，第三钝化层和第三掺杂半导体层依次层叠设置在第一表面上，第三钝化层和/或第一钝化层覆盖第一连接面；第三钝化层与第一钝化层呈交替间隔排布，第一掺杂半导体层和第三掺杂半导体层呈交替间隔排布；第二钝化层至少覆盖第二表面。

15、一些实施例中，第一钝化层在第一连接面的厚度为其在第一表面的厚度的50%-120%，和/或，在侧表面还包括第二连接面的情况下，第二钝化层还覆盖第二连接面，第二钝化层在第二连接面的厚度为其在第二表面的厚度50%-120%。

16、一些实施例中，第一钝化层在第一连接面的材料组分与其在第一表面的材料组分相同，和/或，在侧表面还包括第二连接面的情况下，第二钝化层还覆盖第二连接面，第二钝化层在第二连接面的材料组分与其在第二表面的材料组分相同。

17、一些实施例中，第一掺杂半导体层在第一连接面的厚度为其在第一表面的厚度的50%-120%，和/或，在侧表面还包括第二连接面的情况下，第二掺杂半导体层还覆盖第二连接面，第二掺杂半导体层在第二连接面的厚度为其在第二表面的厚度50%-120%。

18、一些实施例中，第一掺杂半导体层在第一连接面的掺杂浓度为其在第一表面掺杂浓度80%-120%，和/或，第二掺杂半导体层在第二连接面的掺杂浓度为其在第二表面掺杂浓度80%-120%。本技术第二方面提供一种光伏组件。该光伏组件包括彼此电连接的多个太阳能电池，太阳能电池为如本技术第一方面提供的太阳能电池。

19、本技术第二方面的光伏组件至少具有与第一方面的太阳能电池相同的优点，不再赘述。

20、本技术第三方面提供一种太阳能电池的制备方法。该太阳能电池的制备方法包括：提供硅基底，硅基底包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧表面；侧表面包括与第一表面直接连接的第一连接面；第一连接面与第一表面之间的角度的范围为110°至170°；以及于第一表面及第一连接面上形成第一钝化层。

21、本技术第三方面的太阳能电池的制备方法，第一表面与侧表面的直接连接处为具有倾角的斜坡，相较于硅基底的侧表面与第一表面呈90度直角状而言，增大了硅基底形成第一钝化层的表面可用面积，有利于保证在第一连接面处第一钝化层的厚度，使得侧表面的第一连接面处得到与第一表面相近的钝化效果，从而降低了太阳能电池在硅基底的侧面边缘处的表面复合速率，减少了载流子的传输长度，方便载流子收集，有利于提高太阳能电池的开路电压和短路电流密度，进而提高了太阳能电池的光电转换效率。

22、一些实施例中，采用切割、干法机械磨削、湿法磨削、或湿法刻蚀中的至少其中之一处理硅片以获得具有第一连接面和/或第二连接面的硅基底。硅基底。

23、一些实施例中，采用湿法刻蚀处理硅片包括：于第一面上形成掩膜层，掩膜层覆盖至第一面与侧面的连接处；以及在掩膜层的掩膜作用下，对硅片进行预制绒处理，使侧面与第一面的连接处被刻蚀而形成第一连接面。

24、一些实施例中，采用湿法刻蚀处理硅片还包括对形成有第一连接面的硅片进行再制绒处理。

25、一些实施例中，硅基底还包括与第二表面直接连接的第二连接面；第二连接面与第二表面之间的角度的范围为110°至170°。

26、一些实施例中，太阳能电池的制备方法还包括于第一钝化层的背离硅基底的表面上形成第一掺杂半导体层。

27、一些实施例中，太阳能电池的制备方法还包括于硅基底的第二表面所在的一侧形成第二掺杂半导体层，第二掺杂半导体层的导电类型与第一掺杂半导体层的导电类型相反。

28、一些实施例中，形成第二掺杂半导体层之前还包括形成至少覆盖第二表面的第二钝化层；第二掺杂半导体层覆盖第二钝化层的远离硅基底的一侧。

29、一些实施例中，形成第二掺杂半导体层之后，还包括形成至少覆盖第二表面的第二钝化层。

30、一些实施例中，太阳能电池的制备方法还包括：沿背离硅基底的方向，在第一表面及第一连接面上形成层叠的第三钝化层和第三掺杂半导体层，第三掺杂半导体层与第一掺杂半导体层的导电类型相反，第三钝化层与第一钝化层呈交替间隔排布，第一掺杂半导体层和第三掺杂半导体层呈交替间隔排布；以及于第二表面上形成第三钝化层。

技术特征：

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括硅基底以及第一钝化层，所述硅基底包括第一表面、与所述第一表面相对的第二表面以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧表面；所述侧表面包括与所述第一表面直接连接的第一连接面，所述第一钝化层位于所述第一表面和所述第一连接面上；所述第一连接面与所述第一表面之间的角度的范围为110°至170°。

2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一连接面为斜面、整体外凸的弧面、整体内凹的弧面或呈凹凸起伏状。

3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿所述硅基底的厚度方向上，所述第一连接面的投影的宽度大于等于10微米，小于等于200微米。

4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述侧表面还包括与所述第二表面直接连接的第二连接面；所述第二连接面与所述第二表面之间的角度的范围为110°至170°。

5.如权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二连接面为斜面、整体外凸的弧面、整体内凹的弧面或呈凹凸起伏状。

6.如权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，沿所述硅基底的厚度方向上，所述第二连接面的投影的宽度大于等于10微米，小于等于200微米。

7.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括第一掺杂半导体层，所述第一掺杂半导体层位于所述第一钝化层的背离所述硅基底的表面上。

8.如权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括第二钝化层，所述第二钝化层至少覆盖所述第二表面。

9.如权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层在所述第一连接面的厚度为其在所述第一表面的厚度的50%-120%，和/或，所述第二钝化层还覆盖所述第二连接面，所述第二钝化层在所述第二连接面的厚度为其在所述第二表面的厚度50%-120%。

10.一种光伏组件，其特征在于，包括彼此电连接的多个太阳能电池，所述太阳能电池为如权利要求1至9中任意一项所述的太阳能电池。

11.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用切割、干法机械磨削、湿法磨削、或湿法刻蚀中的至少其中之一处理硅片以获得具有所述第一连接面的硅基底。

13.如权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一连接面的投影的宽度大于等于10微米，小于等于200微米。

14.如权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用湿法刻蚀处理所述硅片包括：

15.如权利要求14所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用湿法刻蚀处理所述硅片还包括对形成有所述第一连接面的所述硅片进行再制绒处理。

技术总结
本申请实施例涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池、光伏组件及太阳能电池的制备方法。该太阳能电池包括硅基底以及第一钝化层。该硅基底包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧表面。侧表面包括与第一表面直接连接的第一连接面，第一钝化层位于第一表面和第一连接面上。第一连接面与第一表面之间的角度的范围为110°至170°。该硅基底有利于保证在第一连接面处钝化层的厚度，进而有利于提高该太阳能电池的光电转换效率。

技术研发人员：汪根顺,邱浩然,张阳,周均,谢雷,吴华,方亮,徐希翔
受保护的技术使用者：隆基绿能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23