一种背接触太阳电池、电池组件及光伏系统的制作方法

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种背接触太阳电池、电池组件及光伏系统。

背景技术：

1、目前常规的太阳能电池，正面电极与背面电极分别设于衬底的受光面及背光面，载流子在电池内部的电流传输以纵向传输为主，但由于正面电极覆盖衬底的受光面上，部分入射光受正面电极反射会造成光学损失，影响电池的能量转化效率。

2、相比于常规的太阳能电池，背接触电池在背光面形成交替排列的p型掺杂区及n型掺杂区，金属电极对应覆盖在背光面上，载流子在电池内部的电流传输以横向传输为主。背接触电池由于受光面无金属电极遮挡，能够避免遮光损失，一定程度上提升了转换效率。但由于横向传输距离较长，多数载流子的横向传输会导致显着的串联电阻损耗，导致转换效率的提升效果受限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种背接触太阳电池、电池组件及光伏系统。

2、本发明能够实现p型掺杂层通过硅衬底再到n型掺杂层间较大的电势梯度，加强光生电子空穴对的分离。较大的电势梯度利于电子快速进入n型掺杂层以及空穴快速进入p型掺杂层，且收集到的电荷能够更快速传输到金属栅线对应的金属收集电极上，并能够有效减少串联电阻，降低电池内部的功率损耗，提高填充因子。同时，增加硅衬底有效发电面积，产生更多的光生载流子，提高短路电流，进而有效提高电池转换效率。

3、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、首先，本发明提供一种背接触太阳电池，包括：

5、硅衬底，所述硅衬底具有相对的受光面及背光面；

6、所述背光面上沿远离受光面的方向依次设有掺杂层及电极层，

7、所述掺杂层包括交替间隔排布的n型掺杂层及p型掺杂层，

8、所述电极层包括n型电极及p型电极，所述n型电极与所述n型掺杂层电性连接，所述p型电极与所述p型掺杂层电性连接，

9、所述硅衬底、所述p型掺杂层及所述n型掺杂层的电导率依次递增，

10、当所述硅衬底为p型硅衬底，所有所述n型电极的总长度大于所有所述p型电极的总长度；

11、当所述硅衬底为n型硅衬底，所有所述p型电极的总长度大于所有所述n型电极的总长度。

12、在一些实施例中：

13、

14、式中，ln为所有所述n型电极的总长度，lp为所有所述p型电极的总长度，sn为电池上所有所述n型电极与所述硅衬底之间接触的总面积，sp为电池上所有所述p型电极与所述硅衬底之间接触的总面积。

15、在一些实施例中：

16、

17、式中，ln为所有所述n型电极的总长度，lp为所有所述p型电极的总长度，sn为电池上所有所述n型电极与所述硅衬底之间接触的总面积，sp为电池上所有所述p型电极与所述硅衬底之间接触的总面积，k为系数，且k为1.01～1.15。

18、在一些实施例中，当所述硅衬底为p型硅衬底，所有所述n型电极的总长度与所有所述p型电极的总长度的比值a为1＜a≤1.5；

19、当所述硅衬底为n型硅衬底，所有所述p型电极的总长度与所有所述n型电极的总长度的比值b为1＜b≤1.5。

20、在一些实施例中，当所述硅衬底为p型硅衬底，所有所述n型电极的总长度与所有所述p型电极的总长度的比值a为1.001≤a≤1.2；

21、当所述硅衬底为n型硅衬底，所有所述p型电极的总长度与所有所述n型电极的总长度的比值b为1.001≤a≤1.2。

22、在一些实施例中，所述n型掺杂层包括第一n型掺杂区，所述p型掺杂层包括第一p型掺杂区，所述第一n型掺杂区及所述第一p型掺杂区的长度方向均沿第一方向设置，所述第一n型掺杂区及所述第一p型掺杂区沿第二方向交替间隔排布，所述第一方向与所述第二方向交叉设置，

23、所述第一n型掺杂区的宽度大于所述第一p型掺杂区的宽度。

24、在一些实施例中，所述n型掺杂层还包括第二n型掺杂区，同一所述第二n型掺杂区上沿第二方向排列有多个第一n型掺杂区，所述p型掺杂层还包括第二p型掺杂区，同一所述第二p型掺杂区上沿第二方向排列有多个第一p型掺杂区，所述第二n型掺杂区及所述第二p型掺杂区的长度方向沿第二方向设置，且相邻的所述第一n型掺杂区与所述第一p型掺杂区之间，所述第二n型掺杂区及所述第二p型掺杂区沿第一方向交替间隔排布，

25、所述第二n型掺杂区的宽度大于所述第二p型掺杂区的宽度。

26、在一些实施例中，所述n型电极包括第一n型电极，所述第一n型电极的长度方向沿第一方向设置，所述第一n型电极设于所述第一n型掺杂区外侧；所述p型电极包括第一p型电极，所述第一p型电极的长度方向沿第一方向设置，所述第一p型电极设于所述第一p型掺杂区外侧。

27、在一些实施例中，所述n型电极包括第一n型电极和第二n型电极，所述第一n型电极的长度方向沿第一方向设置，所述第二n型电极的长度方向沿第二方向设置，所述第一n型电极设于所述第一n型掺杂区外侧，所述第二n型电极设于所述第二n型掺杂区外侧；所述p型电极包括第一p型电极和第二p型电极，所述第一p型电极的长度方向沿第一方向设置，所述第二p型电极的长度方向沿第二方向设置，所述第一p型电极设于所述第一p型掺杂区外侧，所述第二p型电极设于所述第二p型掺杂区外侧。

28、在一些实施例中，所述第一n型掺杂区的宽度与所述第一p型掺杂区的宽度的比值c为1＜c≤9。

29、在一些实施例中，所述第一n型掺杂区的宽度与所述第一p型掺杂区的宽度的比值c为1.4＜c≤4.5。

30、在一些实施例中，所述第一p型掺杂区的宽度为100μm～900μm。

31、在一些实施例中，所述第一p型掺杂区的宽度为200μm～500μm。

32、在一些实施例中，相邻的所述第一n型掺杂区及所述第一p型掺杂区之间设有用于将两者间隔开来的隔离区，单个所述第一n型掺杂区、两个所述隔离区及单个所述第一p型掺杂区之间的宽度之和为0.3mm～3mm。

33、在一些实施例中，单个所述第一n型掺杂区、两个所述隔离区及单个所述第一p型掺杂区之间的宽度之和为0.5mm～1.6mm。

34、在一些实施例中，所述硅衬底的掺杂浓度小于5×1014cm-3，所述硅衬底的电导率小于2s/cm。

35、在一些实施例中，所述p型掺杂层及所述n型掺杂层的电导率之间的比值为1:2～6.5。

36、在一些实施例中，所述n型掺杂层的电导率为600ohm-1.cm-1～2800ohm-1.cm-1，所述p型掺杂层的电导率为150ohm-1.cm-1～580ohm-1.cm-1。

37、在一些实施例中，所述n型掺杂层的电导率为1000ohm-1.cm-1～1800ohm-1.cm-1，所述p型掺杂层的电导率为240ohm-1.cm-1～450ohm-1.cm-1。

38、在一些实施例中，所述p型掺杂层的方阻大于所述n型掺杂层的方阻。

39、在一些实施例中，所述p型掺杂层的方阻为所述n型掺杂层的方阻的1.5倍～10倍。

40、在一些实施例中，所述n型掺杂层的方阻为26ohm/sq～150ohm/sq，所述p型掺杂层的方阻为80ohm/sq～400ohm/sq。

41、在一些实施例中，所述n型掺杂层的方阻为35ohm/sq～120ohm/sq，所述p型掺杂层的方阻为90ohm/sq～350ohm/sq。

42、在一些实施例中，所述背光面上还设有钝化层，所述钝化层设于所述n型掺杂层及所述p型掺杂层背向所述硅衬底的一侧，且所述钝化层设有第一窗口及第二窗口，所述n型电极至少部分伸入于所述第一窗口内，与所述n型掺杂层相接触，所述p型电极至少部分伸入于所述第二窗口内，与所述p型掺杂层相接触。

43、其次，本发明提供一种电池组件，包括上述的一种背接触太阳电池。

44、再者，本发明提供一种光伏系统，包括上述的电池组件。

45、本发明的有益效果在于：

46、本发明中，通过控制n型硅衬底、p型掺杂层及n型掺杂层的电导率依次递增，实现p型掺杂层通过硅衬底再到n型掺杂层间较大的电势梯度，加强光生电子空穴对的分离。其中，n型掺杂层及p型掺杂层中与硅衬底极性相同的一者与硅衬底形成高低结，n型掺杂层及p型掺杂层中与硅衬底极性相异的一者与硅衬底形成p-n结，较大的电势梯度利于电子快速进入n型掺杂层以及空穴快速进入p型掺杂层，且收集到的电荷能够更快速传输到金属栅线对应的金属收集电极上，并能够有效减少串联电阻，降低电池内部的功率损耗，提高填充因子；同时，通过控制n型掺杂层及p型掺杂层中与硅衬底极性相异的一者所对应的电极总长度高于n型掺杂层及p型掺杂层中与硅衬底极性相同的一者所对应的电极总长度，增加硅衬底有效发电面积，产生更多的光生载流子，提高短路电流，进而有效提高电池转换效率。