本公開實施例涉及太陽能電池,特別是涉及一種太陽能電池及其制備方法和光伏組件。
背景技術:
1、topcon(tunnel?oxide?passivated?contact,隧穿氧化層鈍化接觸)電池的核心結構由隧穿氧化層和位于隧穿氧化層表面的摻雜多晶硅層組成,摻雜多晶硅層可以保護隧穿氧化層,并且和隧穿氧化層形成額外的場鈍化效應,促進多子和少子的分離,高摻雜的多晶硅層可以提供良好的導電性,利于降低接觸電阻,提高載流子的傳輸效率。但是,覆蓋金屬接觸區(qū)和非金屬接觸區(qū)的摻雜多晶硅層增加了太陽能電池的載流子復合率,影響太陽能電池的性能。
技術實現(xiàn)思路
1、本公開實施例提供了一種太陽能電池及其制備方法和光伏組件,可以降低載流子的復合率,提高太陽能電池的性能。
2、一種太陽能電池,包括:
3、基底;
4、摻雜結構,位于所述基底上,包括沿垂直于所述基底的第一方向層疊設置的多個導電類型相同的摻雜層;
5、柵極,位于所述摻雜結構遠離所述基底的一側,沿所述第一方向延伸至所述摻雜結構中;
6、其中,遠離所述基底的摻雜層的摻雜濃度大于靠近所述基底的摻雜層的摻雜濃度,且遠離所述基底的所述摻雜層在所述基底上的投影面積小于靠近所述基底的所述摻雜層在所述基底上的投影面積。
7、在其中一個實施例中,所述基底包括第一區(qū)和第二區(qū),所述第一區(qū)和所述第二區(qū)沿平行于所述基底的第二方向鄰接,并沿平行于所述基底的第三方向延伸,所述第三方向與所述第二方向相交;所述摻雜結構包括在所述第一區(qū)依次層疊設置的底部摻雜層、中部摻雜層和頂部摻雜層,所述底部摻雜層覆蓋所述第一區(qū)和所述第二區(qū),所述中部摻雜層沿所述第二方向延伸覆蓋部分所述第二區(qū),所述頂部摻雜層覆蓋所述第一區(qū)。
8、在其中一個實施例中,所述中部摻雜層的數(shù)量為多個且沿所述第一方向層疊;靠近所述底部摻雜層的中部摻雜層延伸至所述第二區(qū)的尺寸大于遠離所述底部摻雜層的中部摻雜層延伸至所述第二區(qū)的尺寸。
9、在其中一個實施例中,所述柵極包括:
10、主柵極,位于所述頂部摻雜層的表面,沿所述第三方向延伸,并沿所述第一方向延伸至貫穿所述中部摻雜層。
11、在其中一個實施例中,所述柵極還包括:
12、細柵極,位于所述摻雜結構上,沿所述第二方向延伸,并沿所述第一方向延伸至所述摻雜結構中。
13、一種太陽能電池的制備方法,包括:
14、提供基底;
15、于所述基底上形成摻雜結構,所述摻雜結構包括沿垂直于所述基底的第一方向層疊設置的多個導電類型相同的摻雜層;
16、于所述摻雜結構遠離所述基底的一側形成柵極,所述柵極沿所述第一方向延伸至所述摻雜結構中;
17、其中,遠離所述基底的摻雜層的摻雜濃度大于靠近所述基底的摻雜層的摻雜濃度,且遠離所述基底的所述摻雜層在所述基底上的投影面積小于靠近所述基底的所述摻雜層在所述基底上的投影面積。
18、在其中一個實施例中,所述基底包括第一區(qū)和第二區(qū),所述第一區(qū)和所述第二區(qū)沿平行于所述基底的第二方向鄰接,并沿平行于所述基底的第三方向延伸,所述第三方向與所述第二方向相交;所述于所述基底上形成摻雜結構的步驟包括:
19、于所述基底上形成底部摻雜層,所述底部摻雜層覆蓋所述第一區(qū)和所述第二區(qū);
20、于所述底部摻雜層的表面選擇性沉積,形成中部摻雜層,所述中部摻雜層覆蓋所述第一區(qū),且沿所述第二方向延伸覆蓋部分所述第二區(qū);
21、于所述中部摻雜層上選擇性沉積,形成覆蓋所述第一區(qū)的頂部摻雜層;
22、其中,所述摻雜結構包括所述底部摻雜層、所述中部摻雜層和所述頂部摻雜層。
23、在其中一個實施例中,采用原子層沉積工藝形成所述中部摻雜層和所述頂部摻雜層。
24、在其中一個實施例中,所述于所述底部摻雜層的表面選擇性沉積,形成中部摻雜層的步驟,包括:
25、分別于所述底部摻雜層的表面進行多次選擇性沉積,形成沿所述第一方向層疊的多個中部摻雜層;
26、其中,靠近所述底部摻雜層的中部摻雜層延伸至所述第二區(qū)的尺寸大于遠離所述底部摻雜層的中部摻雜層延伸至所述第二區(qū)的尺寸。
27、在其中一個實施例中,所述基底包括第一區(qū)和第二區(qū),所述第一區(qū)和所述第二區(qū)沿平行于所述基底的第二方向鄰接,并沿平行于所述基底的第三方向延伸,所述第三方向與所述第二方向相交;所述于所述基底上形成摻雜結構的步驟包括:
28、于所述基底上形成沿所述第一方向層疊的底部摻雜層、中部摻雜材料層和頂部摻雜材料層;
29、去除所述第二區(qū)的所述頂部摻雜材料層,形成覆蓋所述第一區(qū)的頂部摻雜層;
30、去除所述第二區(qū)的部分所述中部摻雜材料層,形成中部摻雜層,所述中部摻雜層覆蓋所述第一區(qū),并沿所述第二方向延伸覆蓋部分所述第二區(qū);
31、其中,所述頂部摻雜材料層的摻雜濃度大于所述中部摻雜材料層的摻雜濃度,且所述中部摻雜材料層的摻雜濃度大于所述底部摻雜層的摻雜濃度。
32、在其中一個實施例中,所述底部摻雜層表面形成有沿所述第一方向層疊的多個中部摻雜材料層,所述去除所述第二區(qū)的部分所述中部摻雜材料層,形成中部摻雜層,包括:
33、采用多次激光刻蝕工藝對應刻蝕多個所述中部摻雜材料層,形成多個中部摻雜層;
34、其中,沿所述第二方向,靠近所述底部摻雜層的中部摻雜材料層被刻蝕掉的尺寸小于遠離所述底部摻雜層的中部摻雜材料層被刻蝕掉的尺寸。
35、在其中一個實施例中,所述于所述摻雜結構遠離所述基底的一側形成柵極,包括:
36、于所述頂部摻雜層的表面形成主柵極,所述主柵極沿所述第三方向延伸,并沿所述第一方向延伸至貫穿所述中部摻雜層。
37、在其中一個實施例中,所述于所述摻雜結構遠離所述基底的一側形成柵極,還包括:
38、于所述摻雜結構上形成細柵極,所述細柵極沿所述第二方向延伸,并沿所述第一方向延伸至所述摻雜結構中。
39、一種光伏組件,包括若干如上述的太陽能電池,和/或包括若干采用上述的太陽能電池的制備方法制成的太陽能電池。
40、上述太陽能電池中,摻雜結構中遠離基底的摻雜層的摻雜濃度大于靠近基底的摻雜層的摻雜濃度,使得摻雜層的摻雜濃度沿靠近基底的方向逐漸降低,增加了太陽能電池在第一方向上的縱向電場,促進多子遷移的同時降低了少子的移動;并且,摻雜濃度的不同使得相鄰兩個摻雜層的功函數(shù)存在差異,進一步增加了多子的遷移抑制少子的移動。遠離基底的摻雜層在基底上的投影面積小于靠近基底的摻雜層在基底上的投影面積,在摻雜結構中形成橫向電場,橫向電場平行于基底的表面,在橫向電場的作用下,載流子向遠離基底的摻雜層所在區(qū)域的摻雜結構中聚集,在遠離基底的摻雜層所在區(qū)域的摻雜結構中形成柵極即可實現(xiàn)對載流子的收集,減少柵極的數(shù)量,降低柵極材料的用量,減少太陽能電池的成本。減少了表面復合,提升電池開壓及填充因子,提高電池的效率。
41、上述太陽能電池的制備方法中,在基底上形成的摻雜結構包括在垂直于基底的第一方向上層疊設置的多個導電類型相同的摻雜層,遠離基底的摻雜層的摻雜濃度大于靠近基底的摻雜層的摻雜濃度,使得摻雜層的摻雜濃度沿靠近基底的方向逐漸降低,增加了太陽能電池在第一方向上的縱向電場,促進多子遷移的同時降低了少子的移動;并且,摻雜濃度的不同使得相鄰兩個摻雜層的功函數(shù)存在差異,進一步增加了多子的遷移抑制少子的移動。遠離基底的摻雜層在基底上的投影面積小于靠近基底的摻雜層在基底上的投影面積,在摻雜結構中形成橫向電場,橫向電場平行于基底的表面,在橫向電場的作用下,載流子向遠離基底的摻雜層所在區(qū)域的摻雜結構中聚集,在遠離基底的摻雜層所在區(qū)域的摻雜結構中形成柵極即可實現(xiàn)對載流子的收集,減少柵極的數(shù)量,降低柵極材料的用量,減少太陽能電池的成本。減少了表面復合,提升電池開壓及填充因子,提高電池的效率。