技术领域
[0001] 本实用新型涉及
光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种太阳电池。
背景技术
[0002] 目前市场上商业化的PERC(Passivated Emitterand Rear Cell)太阳电池片的结构，正表面包含一层掺杂层，然后再在正表面上设置有
钝化层及
电极，背面设置有钝化膜，背面电极通过钝化膜上的
接触区域和
硅基底接触。由于电池表面横向载流子传输的
电阻较高，
电流的收集能
力不高。为了提高电流的收集能力，
现有技术中通常将电池的金属电极面积比例设置的较高。
[0003] 而电池表面金属电极的比例太高则会引起一些其他的不良后果。例如由于金属电极和
半导体接触的区域复合速率极高，所以会造成电池载流子复合严重，并且，金属电极面积比例越大，金属复合也越大，对电池效率的影响也越大。另外，
正面金属电极还会造成遮光，也影响的电池的效率。
发明内容
[0004] 鉴于此，本实用新型提出了一种太阳电池，旨在解决现有太阳电池效率较低的问题。
[0005] 一个方面，本实用新型提出了一种太阳电池，包括：p型硅基底；自所述p型硅基底正面向外依次设置的n型掺杂层、正面钝化减反射膜和正面电极；以及自所述p型硅基底背面向外依次设置的背面钝化膜和背面电极；其中，所述n型掺杂层包含第一n型掺杂区域和若干第二n型掺杂区域，所述第二n型掺杂区域的掺杂浓度高于所述第一n型掺杂区域的掺杂浓度；所述正面电极的负电极细
栅线与所述第二n型掺杂区域接触；所述背面电极与所述p型硅基底接触。
[0006] 进一步地，上述太阳电池中，各所述第二n型掺杂区域间隔分布在所述第一n型掺杂区域中。
[0007] 进一步地，上述太阳电池中，每个所述第二n型掺杂区域的宽度小于相邻的任意两个所述第二n型掺杂区域之间的间距。
[0008] 进一步地，上述太阳电池中，每个所述第二n型掺杂区域的宽度为20-300μm；各所述第二n型掺杂区域之间的间距为300-2000μm。
[0009] 进一步地，上述太阳电池中，在所述第一n型掺杂区域上，沿所述正面电极中的负电极细栅线的长度方向分别间隔设置有若干所述第二n型掺杂区域，位于不同的所述负电极细栅线的下方的相对应的两个所述第二n型掺杂区域相互隔开。
[0010] 进一步地，上述太阳电池中，位于不同的所述负电极细栅线下方的各所述第二n型掺杂区域等间距设置。
[0011] 进一步地，上述太阳电池中，位于同一所述负电极细栅线下方的各所述第二n型掺杂区域等间距设置。
[0012] 进一步地，上述太阳电池中，所述正面电极中的负电极细栅线与所述第二n型掺杂区域呈夹
角设置。
[0013] 进一步地，上述太阳电池中，所述负电极细栅线与所述第二n型掺杂区域垂直设置。
[0014] 进一步地，上述太阳电池中，各所述第二n型掺杂区域为带状结构，每个所述第二n型掺杂区域至少与一段所述正面电极中的负电极细栅线相接触。
[0015] 进一步地，上述太阳电池中，所述第二n型掺杂区域的掺杂浓度为1×1020～5×21 3 19 20
10 个/cm；所述第一n型掺杂区域的掺杂浓度为1×10 ～5×10 个/cm3。
[0016] 进一步地，上述太阳电池中，所述背面电极中的含
铝电极
覆盖于所述背面钝化膜下方，并通过背面钝化膜开膜区域与所述p型硅基底接触。
[0017] 进一步地，上述太阳电池中，所述背面电极中的含铝电极间隔排列在所述背面钝化膜开膜区域中。
[0018] 进一步地，上述太阳电池中，每两根所述负电极细栅线的间距为1-4mm。
[0019] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的太阳电池，通过在n型掺杂层设置掺杂浓度较高的第二n型掺杂区域，使得载流子的浓度大为提高，也使得第二n型掺杂区域的
电阻率下降，因此增加了电流的收集能力。同时，可以增加正面电极中负电极细栅线的间距，以减少电极与n型掺杂层的接触面积，由于金属电极面积比例相对降低，进而降低了金属电极和半导体接触区域的载流子复合速率，并且由于金属面积比例降低，还可以大幅减少金属造成的遮光问题，提高太阳电池的光利用率，最终提高了电池的效率。
附图说明
[0020] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0021] 图1为本实用新型
实施例提供的太阳电池的结构示意图；
[0022] 图2为本实用新型实施例中的正面电极示意图；
[0023] 图3为本实用新型实施例中的背面电极示意图；
[0024] 图4为本实用新型实施例中的背面电极的又一示意图；
[0025] 图5为本实用新型实施例中省去表面钝化膜后的太阳电池的局部结构示意图；
[0026] 图6为本实用新型实施例中的太阳电池的又一结构示意图；
[0027] 图7为本实用新型实施例中的太阳电池的又一结构示意图；
[0028] 图8为本实用新型实施例中太阳电池结构的又一结构示意图。
[0029] 其中，1为p型硅基底，2为第一n型掺杂区域，3为第二n型掺杂区域，5为钝化减反射膜，6为背面钝化膜，7为负电极细栅线，8为背面钝化膜开膜区域，9为含铝电极，10为正电极连接电极，11为负电极连接电极、12为铝掺杂层、13为硅铝
合金层。
具体实施方式
[0030] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0031] 参阅图1，本实用新型实施例的太阳电池包括：p型硅基底1；自所述p型硅基底1正面向外依次设置的n型掺杂层、正面钝化减反射膜5和正面电极；以及自所述p型硅基底背面向外依次设置的背面钝化膜6和背面电极；其中，所述n型掺杂层包含第一n型掺杂区域2和若干第二n型掺杂区域3，所述第二n型掺杂区域3的掺杂浓度高于所述第一n型掺杂区域2的掺杂浓度；所述正面电极的负电极细栅线与第二n型掺杂区域3接触；所述背面电极与所述p型硅基底1接触。
[0032] 具体而言，各第一n型掺杂区域2的掺杂浓度可以保持一致，各第二n型掺杂区域3的掺杂浓度可以保持一致，其中，第一n型掺杂区域2的掺杂浓度可以为1×1019～5×1020个/cm3，优选为1019～2×1020个/cm3；进一步优选为2×1019～6×1019个/cm3，例如实际制作时，第一n型掺杂区域2的掺杂浓度可以为2×1019个/cm3、5×1019个/cm3、5×1020个/cm3等；20 21 3 19 21
第二n型掺杂区域3的掺杂浓度可以为1×10 ～5×10 个/cm ，优选为5×10 ～3×10 个/cm3；进一步优选为2×1019～6×1020个/cm3；例如实际制作时，第二n型掺杂区域3的掺杂浓度可以为2×1019、1×1020、1×1021个/cm3、5×1021个/cm3等。
[0033] 需要说明的是，本实施例中，掺杂浓度是指每立方厘米掺杂区域中掺杂元素的
原子个数。由于第二n型掺杂区域3的掺杂浓度较高，大大提高载流子浓度的同时也降低了第二n型掺杂区域3的电阻率，有利于增加电流的收集能力；因此，可以适当增加负电极细栅线的间距，从而有利于降低金属电极和半导体接触区域的载流子复合速率。
[0034] 具体实施时，第一n型掺杂区域2和第二n型掺杂区域3的元素可以为Ⅴ族元素，例如磷元素；此时，p型硅基底1靠近掺杂区域的这一面形成
PN结，硅基底的另一面作为表面场。本实施中，优选的，第二n型掺杂区域3呈线性间隔排列。即：第二n型掺杂区域3可以呈曲线、直线或斜线等线性形式设置。
[0035] 本实施例中，第一n型掺杂区域2和多个第二n型掺杂区域3可以处于同一平面。本实施例对其设置的形式不做限定。本实施例中，第一n型掺杂区域2和第二n型掺杂区域3所占的面积可以相同也可不同，视具体情况确定。
[0036] 参阅图2，正面电极可以包括：若干负电极细栅线7和负电极连接电极11。负电极细栅线7和负电极连接电极11的数量可以根据实际情况确定，例如选用100根负电极细栅线7和4根负电极连接电极11，负电极连接电极11与负电极细栅线7相垂直并且二者在相交处相连接。其中，每两根电极栅线之间的间距可以为1-4mm，例如1mm、2mm等，由于较高掺杂浓度的区域能增强导电作用，因此可以适当增加电极栅线之间的间距，例如每两根电极栅线之间的间距可以设为4mm。本实施例中，负电极细栅线可以穿透正面钝化减反射膜后与所述第一n型掺杂区域2及所述第二n型掺杂区域3均接触。参阅图3-4，背面电极可以包括：含铝电极9和正电极连接电极10。正面钝化减反射膜5和背面钝化膜6可以均采用氮化硅、
氧化硅、氮氧化硅、氧化铝和
碳化硅中的一种或多种制成。本实施例中，背面电极与所述p型硅基底可以局部接触，也可以全部接触。例如含铝电极与所述p型硅基底可以局部接触，也可以全部接触。
[0037] 上述显然可以得出，本实用新型提供的太阳电池，通过在n型掺杂层设置掺杂浓度较高的第二n型掺杂区域3，使得载流子的浓度大为提高，也使得第二n型掺杂区域3的电阻率下降，因此增加了电流的收集能力。同时，可以增加正面电极中负电极细栅线的间距，以减少电极与n型掺杂层的接触面积，由于金属电极面积比例相对降低，进而降低了金属电极和半导体接触区域的载流子复合速率，最终提高了电池的效率。
[0038] 结合图1、5、7和8上述实施例中，各所述第二n型掺杂区域3间隔分布在所述第一n型掺杂区域2中。
[0039] 具体的，第一n型掺杂区域2和第二n型掺杂区域3可以均为带状结构，第二n型掺杂区域3的个数可以根据实际情况进行确定。多个第二n型掺杂区域3可以等间隔设置在第一n型掺杂区域2中，同时将第一n型掺杂区域2分隔成多个第一n型掺杂子区域，每个第一n型掺杂子区域与每个第二n型掺杂区域3以相互交替的方式相互隔开。
[0040] 由于高浓度的掺杂区域虽然导电率高，但是载流子复合严重，因此，优选的，每个所述第二n型掺杂区域3的宽度小于任意两个所述第二n型掺杂区域3之间的间距，也即每个所述第二n型掺杂区域3的宽度小于每个第一n型掺杂子区域的宽度。
[0041] 具体而言，各第一n型掺杂子区域的宽度可以根据相邻的任意两个第二n型掺杂区域3的宽度来确定。具体实施时，每个第二n型掺杂区域3的宽度可以为20-300μm，优选为100-250μm，进一步优选为200μm，据此可以确定每段第一n型掺杂区域2的宽度。本实施例中，每个第二n型掺杂区域3的宽度为20μm、100μm、200μm、300μm等。相邻的任意两个第二n型掺杂区域3之间的间距为300-2000μm，优选为600-1200μm，进一步优选为800-1000μm。本实施例中，相邻的任意两个第二n型掺杂区域3的间距可以为300μm、800μm、1000μm、1200μm等。
[0042] 上述各实施例中，正面电极中的负电极细栅线7与第二n型掺杂区域3呈夹角设置。也就是说，负电极细栅线7可以任意角度与第二n型掺杂区域3交叉设置，但是为了保证载流子的良好传递，优选的，所述负电极细栅线7与所述第二n型掺杂区域3垂直设置。显然，正面电极中的负电极细栅线7与第一n型掺杂区域2也呈夹角设置，优选的，正面电极中的负电极细栅线7与第一n型掺杂区域2垂直设置。
[0043] ,上述各实施例中，为了优化电池表面掺杂元素的浓度分布，各第二n型掺杂区域3为带状结构，每个所述第二n型掺杂区域3至少与一段正面电极中的负电极细栅线7相接触。
[0044] 具体而言，由于负电极栅线7可以呈线条状也可以是
块状等结构，因此，多个第二n型掺杂区域3可以与一段或多段负电极栅线7相接触。显然，第一掺杂区域2也可以与一段或多段负电极栅线7相接触。
[0045] 再次参阅图6，上述实施例中，在第一n型掺杂区域2上，的两端沿正面电极中的负电极细栅线7的长度方向分别间隔设置有若干所述第二n型掺杂区域3，位于不同的所述负电极细栅线7的的下方的相对应的两个第二n型掺杂区域3相互隔开，以优化电流收集的路径。其中，相互隔开的第二n型掺杂区域均与负电极细栅线7接触。
[0046] 本实施例中，优选的，位于不同的所述负电极细栅线7下方的各所述第二n型掺杂区域3等间距设置，使得各个掺杂区域的电流收集较为均匀。进一步优选的，位于同一负电极细栅线7下方的各所述第二n型掺杂区域3等间距设置，以使得各个掺杂区域的电流收集更加均匀。
[0047] 具体而言，第一n型掺杂区域2中与负电极细栅线7接触的区域可以呈齿状结构，各个第二n型掺杂区域3可以嵌设在第一n型掺杂区域2中每两个齿状结构之间的空隙中。位于不同的所述负电极细栅线7的下方的相对应的两个第二n型掺杂区域3之间的间距可以根据实际情况确定，实际设计时，沿负电极细栅线7长度方向嵌设在第一n型掺杂区域2空隙中的各第二n型掺杂区域3均与负电极细栅线7相接触。
[0048] 再次参阅图1，上述各实施例中，所述背面电极中的含铝电极9覆盖于所述背面钝化膜6下方，并通过背面钝化膜开膜区域8与所述p型硅基底1接触。
[0049] 具体而言，含铝电极9可以为片状结构，其完全覆盖了背面钝化膜6所在的区域，并使得含铝电极9穿透背面钝化膜和P型硅基底1相接触，此时形成的是单面太阳电池。
[0050] 继续参阅图6-8，上述各实施例中，所述背面电极中的含铝电极9间隔排列在背面钝化膜开膜区域8中，此时，形成一双面太阳电池。
[0051] 具体而言，含铝电极9可以为条状结构。实际中，选用多个含铝电极9以预设间距间隔排列在背面钝化膜开膜区域8中。
[0052] 继续参阅图8，上述各实施例中，为了提高电池的开路
电压，在含铝电极9与p型硅基底1之间还可以设置铝掺杂层12；铝掺杂层12可以作为空穴掺杂层，例如在
金属化过程中的高温
烧结作用下，形成的掺杂III族元素的空穴掺杂层。进一步优选的，铝掺杂层12和含铝电极9之间还设置有硅
铝合金层13，硅铝合金使得硅和铝的接触电阻显著降低，从而使得电池的电流能够有效的传输至外部负载，从而提高了太阳电池的性能。
[0053] 可以看出，由于第二n型掺杂区域3具有较高的掺杂浓度，使得太阳电池发射极表面的导
电能力得到了增强，从而有利于提高电极收集电流的能力，因此，本实用新型提供的太阳电池效率均得到了较大幅度的提高。
[0054] 综上所述，本实用新型提供的太阳电池，通过在n型掺杂层设置掺杂浓度较高的第二n型掺杂区域3，使得载流子的浓度大为提高，也使得第二n型掺杂区域3的电阻率下降，因此增加了电流的收集能力。同时，可以增加正面电极中负电极细栅线7的间距，以减少电极与n型掺杂层的接触面积，由于金属电极面积比例相对降低，进而降低了金属电极和半导体接触区域的载流子复合速率，并且由于金属面积比例降低，还可以大幅减少金属造成的遮光问题，提高太阳电池的光利用率，最终提高了电池的效率。
[0055] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些
修改和变型属于本实用新型
权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
