本申請涉及光伏領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池及其制備方法，以及一種光伏組件。

背景技術(shù)：

1、硅片表面制絨是晶硅太陽能電池制造的一個重要環(huán)節(jié)。良好的絨面結(jié)構(gòu)不僅可以降低太陽光反射率，增加光的吸收，而且可以提高表面鈍化以及電極接觸等特性，從而提高載流子的收集效率。本領(lǐng)域人員已知，拋光表面會導(dǎo)致更多全波段的光譜反射，進一步穿過硅片正表面發(fā)生逃逸，以至于造成嚴(yán)重的光學(xué)損失，使得電池效率下降。雖然絨面比拋光的表面結(jié)構(gòu)對電池光學(xué)有增益，但也存在和鈍化接觸結(jié)構(gòu)不匹配的問題，影響了電池性能的進一步提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的制絨表面在siox/n-poly的結(jié)構(gòu)下無法滿足光學(xué)吸收和鈍化效果的需求。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N半導(dǎo)體基底上具有微絨面的太陽能電池。

2、具體來說，本申請涉及如下方面：

3、本申請?zhí)峁┮环N太陽能電池，其包括硅基底，所述硅基底的至少一側(cè)表面具有類沙丘結(jié)構(gòu)的微絨面，在所述微絨面上層疊有隧穿氧化層；

4、所述類沙丘結(jié)構(gòu)具有至少一個頂點，經(jīng)過每個頂點有3～6個曲線狀的側(cè)棱；

5、所述側(cè)棱朝向所述類沙丘結(jié)構(gòu)的內(nèi)部凹陷。

6、進一步地，在所述隧穿氧化層上層疊有摻雜多晶硅層。

7、進一步地，所述類沙丘結(jié)構(gòu)的頂點與底點的高度差為0.1～5μm，優(yōu)選為0.5～2μm；和/或

8、所述側(cè)棱的最低點的曲率半徑為0.1～20μm；和/或

9、經(jīng)過所述類沙丘結(jié)構(gòu)的同一頂點的相鄰兩個側(cè)棱的夾角為40～160°，優(yōu)選為40～85°；

10、進一步地，所述微絨面的比表面積為1.1～1.4；和/或

11、所述微絨面的反射率為10％～45％。

12、進一步地，相鄰兩個類沙丘結(jié)構(gòu)的頂點之間的高度差為0.1～4μm；和/或

13、相鄰兩個類沙丘結(jié)構(gòu)的底點之間的高度差為0～2μm；

14、進一步地，所述隧穿氧化層的厚度為0.2～2nm。

15、進一步地，所述摻雜多晶硅層的厚度為50～200nm；和/或

16、所述摻雜多晶硅層中多晶硅的摻雜濃度為0.05e20～9e20/cm3，優(yōu)選為0.1e20～3e20/cm3。

17、進一步地，所述摻雜多晶硅層上層疊設(shè)置透明導(dǎo)電層；

18、優(yōu)選地，所述透明導(dǎo)電層的厚度為20～200nm，優(yōu)選為35～65nm；

19、優(yōu)選地，所述透明導(dǎo)電層背離所述硅基底的一側(cè)的表面反射率為8％～18％。

20、進一步地，所述硅基底表面具有第一區(qū)和第二區(qū)；

21、所述第一區(qū)具有所述微絨面，所述微絨面上依次層疊有隧穿氧化層和摻雜多晶硅層；

22、所述第二區(qū)上層疊有第二半導(dǎo)體層；

23、所述第一區(qū)和第二區(qū)交替分布；

24、優(yōu)選地，所述第二半導(dǎo)體層包括本征非晶硅層和在所述本征非晶硅層背離所述硅基底的一側(cè)的表面上層疊的第二摻雜層，其中，所述第二摻雜層為摻雜非晶硅層、摻雜微晶硅層或摻雜納米晶硅層。

25、本申請還提供一種太陽能電池的制備方法，其包括：

26、對硅基底進行制絨，得到具有類沙丘結(jié)構(gòu)的微絨面；

27、在所述微絨面上形成隧穿氧化層；

28、其中，對硅基底進行制絨的方法包括：堿拋光，制備具有金字塔結(jié)構(gòu)的絨面，隨后使用硝酸和氫氟酸的混合溶液進行酸處理，得到具有類沙丘結(jié)構(gòu)的微絨面，其中，氫氟酸和硝酸的體積比為1：8～20。

29、進一步地，本申請的制備方法還包括：在所述隧穿氧化層背離所述硅基底的一側(cè)的表面形成摻雜多晶硅層。

30、進一步地，所使用的硝酸的濃度為30％～50％；和/或

31、所使用的氫氟酸的濃度為1％～5％；和/或

32、酸處理溫度為10～30℃，優(yōu)選為10～20℃；和/或

33、酸處理時間為10～1500s，優(yōu)選為100～800s。

34、進一步地，在酸處理后，所述方法還包括使用氫氧化鉀和過氧化氫進行清洗的步驟；和/或

35、氫氧化鉀的濃度為0.1％～1％，過氧化氫的濃度為1％～5％；和/或

36、清洗溫度為25～80℃，清洗時間為60～300s。

37、進一步地，利用化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法在所述微絨面上沉積形成隧穿氧化層；

38、優(yōu)選地，所述化學(xué)氣相沉積法為低壓化學(xué)氣相沉積法或等離子體增強化學(xué)氣相沉積法；

39、優(yōu)選地，所述低壓化學(xué)氣相沉積法的沉積溫度為400～700℃，優(yōu)選為500～600℃，和/或沉積時間為1～50min，優(yōu)選為5～25min。

40、本申請還提供一種光伏組件，其包括前述的任一種太陽能電池，所述太陽能電池以整片或多分片的形式電連接成太陽能電池串。

41、本申請?zhí)峁┑奶柲茈姵氐墓杌椎闹辽僖粋?cè)表面具有類沙丘結(jié)構(gòu)的微絨面，微絨面上層疊有隧穿氧化層。相比于拋光結(jié)構(gòu)，首先，微絨面能夠有效降低可用光譜的反射損耗，增加光吸收，提高短路電流密度；再者，微絨面的表面積更大，與隧穿氧化層的接觸面積更大，不僅能夠有效增加載流子傳輸路徑，且類沙丘結(jié)構(gòu)更有利于載流子的隧穿效應(yīng)，降低載流子的傳輸損耗，提高填充因子；再結(jié)合摻雜多晶硅的形成隧穿鈍化接觸結(jié)構(gòu)，能夠有效提高硅基底表面的鈍化效果，改善少子壽命和多子收集效率，提高開路電壓，從而提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)特征：

1.一種太陽能電池，其包括硅基底，所述硅基底的至少一側(cè)表面具有類沙丘結(jié)構(gòu)的微絨面，在所述微絨面上層疊有隧穿氧化層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，在所述隧穿氧化層上層疊有摻雜多晶硅層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述類沙丘結(jié)構(gòu)的頂點與底點的高度差為0.1～5μm，優(yōu)選為0.5～2μm；和/或

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述微絨面的比表面積為1.1～1.4；和/或

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，相鄰兩個類沙丘結(jié)構(gòu)的頂點之間的高度差為0.1～4μm；和/或

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其中，所述隧穿氧化層的厚度為0.2～2nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其中，所述摻雜多晶硅層的厚度為50～200nm；和/或

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其中，所述摻雜多晶硅層上層疊設(shè)置透明導(dǎo)電層；

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項所述的太陽能電池，其中，所述硅基底表面具有第一區(qū)和第二區(qū)；

10.一種太陽能電池的制備方法，其包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其還包括：在所述隧穿氧化層背離所述硅基底的一側(cè)的表面形成摻雜多晶硅層。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其中，

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其中，在酸處理后，所述方法還包括使用氫氧化鉀和過氧化氫的混合溶液進行清洗的步驟；和/或

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其中，利用化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法在所述微絨面上沉積形成隧穿氧化層；

15.一種光伏組件，其包括權(quán)利要求1～9中任一項所述的太陽能電池，所述太陽能電池以整片或多分片的形式電連接成太陽能電池串。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種太陽能電池，其包括硅基底，所述硅基底的至少一側(cè)表面具有類沙丘結(jié)構(gòu)的微絨面，在所述微絨面上層疊有隧穿氧化層；所述類沙丘結(jié)構(gòu)具有至少一個頂點，經(jīng)過每個頂點有3～6個曲線狀的側(cè)棱；所述側(cè)棱朝向所述類沙丘結(jié)構(gòu)的內(nèi)部凹陷。本申請還提供一種太陽能電池的制備方法。本申請的太陽能電池能夠有效降低太陽能電池表面反射率、提高表面鈍化以及表面接觸等特性，從而提高載流子的傳輸效率和收集效率，進而改善太陽電池的短路電流密度和轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)研發(fā)人員：汪根順,孫長紅,袁團,吳華,方亮,徐希翔
受保護的技術(shù)使用者：隆基綠能科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9