设置增反射结构的背接触电池及其制作方法和光伏组件与流程

本发明属于背接触电池，具体涉及设置增反射结构的背接触电池及其制作方法和光伏组件。

背景技术：

1、目前，背接触异质结太阳能电池或联合钝化的背接触电池，一般采用银浆细栅作为背面电极。为节约银浆成本，采用背面镀金属层（一般为镀铜或复合金属层）替代银浆细栅，或替代部分银浆细栅增强导电能力时，制作方法一般为：在背面半导体分布层表面沉积透明导电膜层，之后在透明导电膜层上沉积金属层（如pvd溅射镀cu）。

2、然而，直接在透明导电膜层上镀金属层，近红外波段的光线透过电池硅片衬底，会直接摄入金属层中，由于金属内含有大量自由载流子，自由载流子会产生自由载流子吸收（free-carrier absorption，简称fca），该部分光线被金属层吸收而损失，从而极大影响电池背面近红外反射。该现象会导致以下缺点：全面积覆盖金属铜层会使电池片体硅能够吸收的近红外反射减小，从而导致短路电流降低。

3、需要说明的是，本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然构成现有技术或公知技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的在透明导电膜层上沉积金属层形成电极的背接触电池短路电流低的缺陷，提供设置增反射结构的背接触电池及其制作方法和光伏组件，该背接触电池能够增加光线的吸收率，减少金属层对近红外的自由载流子吸收（fca），增加近红外波段的反射，以提高电池衬底对近红外波段的吸收，提升电池的短路电流和电池转换效率。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了设置增反射结构的背接触电池，包括背面设置有半导体分布层的电池衬底，以及在半导体分布层外表面依次设置的透明导电膜层与金属层，半导体分布层包含交替排布的n型导电区和p型导电区，还包括在透明导电膜层与金属层之间设置的增反射层，增反射层和透明导电膜层形成增反射结构，且增反射结构满足：

3、n2小于n1，n2为1.4-1.8，且符合以下对应关系式d1×n1+d2×n2=d，d的取值范围是200-300nm；

4、其中，d1为透明导电膜层的厚度，n1为透明导电膜层在波长800nm-1200nm之间的平均折射率，d2为增反射层的厚度，n2为增反射层在波长800nm-1200nm之间的平均折射率。

5、在本发明的一些优选实施方式中，d1为40-150nm，n1为1.55-2.2。

6、在本发明的一些优选实施方式中，d2为10-150nm。

7、在本发明的一些优选实施方式中，n2与n1的比值为0.65-0.9：1。

8、在本发明的一些优选实施方式中，增反射层的材料为氧化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铝、氧化钛、氧化锡、氧化锌中的至少一种。

9、在本发明的一些优选实施方式中，增反射层的材料为氧化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铝、氧化钛中的至少一种。

10、在本发明的一些优选实施方式中，增反射层上设置开口，开口呈分离的点状分布或者呈连续的线状分布，开口内填充金属层对应的金属材质。

11、在本发明的一些优选实施方式中，增反射层的开口呈连续的线状分布，且开口沿对应的n型导电区或p型导电区的长度方向延伸设置。

12、优选地，增反射层的开口面积是其对应的n型导电区或p型导电区面积的10%-30%。

13、优选地，增反射层的开口由平行于n型导电区或p型导电区的多个开口组成，多个开口的总宽度是其对应的n型导电区或p型导电区宽度的10%-30%。

14、在本发明的一些优选实施方式中，增反射结构的总厚度与位于增反射层外表面的对应金属层的厚度之比为0.3-0.8：1，和/或，位于增反射层外表面的对应金属层的厚度为150-450nm。

15、在本发明的一些优选实施方式中，所述的设置增反射结构的背接触电池还具有如下至少一种结构：

16、结构一、所述设置增反射结构的背接触电池还包括在金属层外表面设置的抗氧化保护层；

17、结构二、金属层的材料包含铜、银、锡、金中的至少一种；

18、结构三、n型导电区包含第一钝化层和n型半导体层，p型导电区包含第二钝化层和p型半导体层，第一钝化层、第二钝化层各自独立地选自本征硅层或隧穿氧化层。

19、第二方面，本发明提供一种背接触电池的制作方法，包括如下步骤：

20、s1、提供背面设置有半导体分布层的电池衬底，半导体分布层包含交替排布的n型导电区和p型导电区；

21、s2、在半导体分布层外表面沉积透明导电膜层；

22、s3、在透明导电膜层外表面沉积增反射层，增反射层和透明导电膜层形成增反射结构，控制增反射结构满足：

23、n2小于n1，且符合以下对应关系式d1×n1+d2×n2=d，d的取值范围是200-300nm；

24、其中，d1为透明导电膜层的厚度，n1为透明导电膜层在波长800nm-1200nm之间的平均折射率，d2为增反射层的厚度，n2为增反射层在波长800nm-1200nm之间的平均折射率；

25、s4、在增反射层外表面沉积金属层。

26、在本发明的一些优选实施方式中，增反射层的材料为氧化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铝、氧化钛中的至少一种，且所述背接触电池的制作方法还包括：s3中在沉积增反射层之后，对增反射层进行局部开口，开口呈分离的点状分布或者呈连续的线状分布，然后进行s4金属层的沉积。

27、在本发明的一些优选实施方式中，所述背接触电池的制作方法还包括：s5、在金属层外表面沉积抗氧化保护层。

28、第三方面，本发明提供一种背接触电池，其通过第二方面所述的背接触电池的制作方法制得。

29、第四方面，本发明提供一种光伏组件，其包括第一方面所述的设置增反射结构的背接触电池，或者包括第三方面所述的背接触电池。

30、有益效果：

31、本发明通过上述技术方案，尤其是在透明导电膜层与金属层之间增加一增反射层，形成特定的增反射结构，会有部分光线在透明导电膜层和增反射层界面被反射回电池衬底，从而增加光线被吸收激发电子空穴对的概率，从而增加了光线的吸收率，提高短路电流（简称isc）；增反射层配合金属层，能减少金属层对近红外的自由载流子吸收（fca），增加近红外波段的反射，以提高电池衬底对近红外波段的吸收，进一步提升电池的短路电流和电池转换效率。其中，本发明还配合控制n2小于n1，n2为1.4-1.8，能够使光线从光密介质到光疏介质，且符合以下对应关系式d1×n1+d2×n2=d，d的取值范围是200-300nm，使得增反射结构的总厚度为目标波长的1/4，从而在波长1000nm附近有最佳的增反射效果，能实现对近红外波段800-1200nm的特定波长光的透过最小，反射最大化。

32、在本发明增反射层的材料为氧化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铝、氧化钛中的至少一种的优选方案中，还在增反射层上设置开口，更利于增强对电流的收集和传输，进一步提高短路电流。