一种光伏组件、光伏系统、太阳能电池及其制备方法与流程

本申请涉及光伏领域，具体涉及一种光伏组件、光伏系统、太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、目前，晶硅电池的效率已经逼近其效率极限，叠层电池是提高光伏电池效率的有效方式。当前晶硅叠层电池主要有钙钛矿/晶硅叠层电池，iii-v族晶硅叠层电池以及有机/晶硅叠层电池等。但是，在采用溶液法制备的钙钛矿太阳能电池以及有机太阳能电池，晶硅绒面金字塔结构尺寸与钙钛矿电池、有机电池等厚度差距较大，造成薄膜电池在晶硅绒面金字塔结构表面膜层不均匀，覆盖率差等问题，造成电池性能差，效率低。如果采用平面结构，上层电池溶液法制备时，由于摩擦力不足，将会导致膜层均匀度差，覆盖率低。具体来讲：金字塔结构高低起伏差较大，微米级(5微米左右)，面夹角为53-55°，钙钛矿薄膜微纳米级，在进行涂敷时，由于金字塔斜面倾角以及溶液在晶硅的延展性问题，涂膜材料会在金字塔底端沉积较厚，尖端沉积膜层很薄甚至断层，影响覆盖率(塔尖部位未必覆盖的到)。过平整光滑，浆料挂不住，浆料有张力会收缩，导致聚集堆块。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本申请提供一种太阳能电池，由于在基底靠近所述顶电池的一侧具有限定空间，因此所述限定空间可以对顶电池的光吸收层起到限域生长的作用，降低对基底粗糙度的要求。

2、具体来说，本申请涉及如下方面：

3、本申请提供一种太阳能电池，包括层叠设置的底电池和顶电池，所述底电池具有基底，在所述基底靠近所述顶电池的一侧具有向所述基底内部凹入的限定空间，在所述顶电池中，至少靠近所述底电池的一侧表面位于所述限定空间内。

4、进一步地，所述限定空间的深度为200nm-1μm，和/或，

5、在所述限定空间内，所述基底的表面粗糙度为小于等于所述限定空间深度的三分之一。

6、进一步地，所述限定空间具有底面，所述基底的边缘区域具有围绕所述底面的边缘设置的边缘限域外壁。

7、进一步地，所述限定空间具有底面，所述基底的中间区域设置有凸出于所述底面的间隔限域壁。

8、进一步地，所述边缘限域外壁的厚度为小于等于50μm，优选为15μm-30μm，所述间隔限域壁的厚度为小于等于50μm，优选为15μm-30μm。

9、进一步地，所述底电池还包括第二钝化层，所述第二钝化层位于所述限定空间内，所述限定空间具有底面和侧壁，所述第二钝化层包括中间部以及位于中间部两端的侧部，所述侧部层叠在所述限定空间的内侧壁上。

10、进一步地，所述基底为硅基底，所述第二钝化层紧邻层叠于所述硅基底上；和/或

11、所述底电池还包括第二掺杂层，所述第二掺杂层位于第二钝化层远离硅基底的一侧表面上。

12、进一步地，在所述限定空间内层叠有中间层，所述中间层位于所述底电池与所述顶电池之间，

13、所述中间层包括tco层和第一介电材料颗粒，

14、所述第一介电材料颗粒分散于所述tco层内，或

15、所述第一介电材料颗粒分散于所述tco层靠近所述顶电池的一侧表面上。

16、进一步地，所有第一介电材料颗粒在所述tco层上的正投影面积占所述tco层表面积的比例为小于等于20％，所述投影方向为所述底电池和顶电池层叠方向；和/或

17、所述第一介电材料颗粒的平均粒径为5-30nm，优选为10-15nm；和/或

18、所述第一介电材料颗粒的材料可以为二氧化硅、氧化铝或氮化硅。

19、进一步地，所述顶电池还包括减反射层，在所述减反射层中，至少部分覆盖所述限定空间的边缘限域外壁。

20、进一步地，所述顶电池还包括减反射层，所述减反射层位于所述限定空间的空间内。

21、进一步地，在所述减反射层背离或靠近所述底电池的一侧表面具有第二介电材料颗粒；和/或

22、所有第二介电材料颗粒在所述减反射层上的正投影面积占所述减反射层表面积的比例为小于等于40％，所述投影方向为所述底电池和顶电池层叠方向；和/或

23、所述第二介电材料颗粒的平均粒径为5-30nm，优选为10-15nm；和/或

24、所述第二介电材料颗粒的材料可以为二氧化硅、氧化铝或氮化硅。

25、本申请还提供一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

26、制备底电池，且所述底电池包括基底，在所述基底形成向所述基底内部凹入的限定空间；

27、制备顶电池，使得所述顶电池至少在靠近所述底电池的一侧表面位于所述限定空间的空间内。

28、进一步地，所述限定空间采用激光刻蚀或掩膜加溶液刻蚀法形成。

29、进一步地，在形成顶电池之前，在所述限定空间内形成中间层；

30、所述中间层的制备方法包括如下步骤：

31、形成透明导电层；

32、采用喷涂的方式，将第一介电材料颗粒的原料喷涂在所述透明导电层上，从而形成具有第一介电材料颗粒的中间层。

33、进一步地，在形成顶电池之前，在所述限定空间内形成中间层；

34、所述中间层的制备方法包括如下步骤：

35、形成透明导电层一；

36、采用喷涂的方式，将第一介电材料颗粒的原料喷涂在所述透明导电层上，从而第一介电材料颗粒；

37、形成透明导电层二，且所述透明导电层二覆盖所述第一介电材料颗粒。

38、进一步地，制备的太阳能电池为前述的太阳能电池。

39、本申请提供一种光伏组件，所述光伏组件包括如前述的太阳能电池；或前述制备方法制得的太阳能电池。

40、本申请提供光伏系统，所述光伏系统包括前述的光伏组件。

41、本申请提供的太阳能电池，由于在基底靠近顶电池的一侧向所述基底内部限定空间，顶电池至少部分区域层叠在限定空间内的空间，因此限定空间可以对顶电池的光吸收层起到限域生长的作用，从而降低其对基底粗糙度的要求。

技术特征：

1.一种太阳能电池，其中，包括层叠设置的底电池和顶电池，所述底电池具有基底，在所述基底靠近所述顶电池的一侧具有向所述基底内部凹入的限定空间，在所述顶电池中，至少靠近所述底电池的一侧表面位于所述限定空间内。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述限定空间的深度为200nm-1μm，和/或，

3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述限定空间具有底面，所述基底的边缘区域具有围绕所述底面的边缘设置的边缘限域外壁。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述限定空间具有底面，所述基底的中间区域设置有凸出于所述底面的间隔限域壁。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述边缘限域外壁的厚度为小于等于50μm，优选为15μm-30μm，所述间隔限域壁的厚度为小于等于50μm，优选为15μm-30μm。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述底电池还包括第二钝化层，所述第二钝化层位于所述限定空间内，所述限定空间具有底面和侧壁，所述第二钝化层包括中间部以及位于中间部两端的侧部，所述侧部层叠在所述限定空间的内侧壁上。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其中，所述基底为硅基底，所述第二钝化层紧邻层叠于所述硅基底上；和/或

8.根据权利要求1或7所述的太阳能电池，其中，在所述限定空间内层叠有中间层，所述中间层位于所述底电池与所述顶电池之间，

9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其中，所有第一介电材料颗粒在所述tco层上的正投影面积占所述tco层表面积的比例为小于等于20％，所述投影方向为所述底电池和顶电池层叠方向；和/或

10.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，所述顶电池还包括减反射层，在所述减反射层中，至少部分覆盖所述限定空间的边缘限域外壁。

11.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述顶电池还包括减反射层，所述减反射层位于所述限定空间内。

12.根据权利要求10或11所述的太阳能电池，其中，在所述减反射层背离或靠近所述底电池的一侧表面具有第二介电材料颗粒；和/或

13.一种太阳能电池的制备方法，其中，包括如下步骤：

14.根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述限定空间采用激光刻蚀或掩膜加溶液刻蚀法形成。

15.根据权利要求13所述的制备方法，其中，在形成顶电池之前，在所述限定空间内形成中间层；

16.根据权利要求13所述的制备方法，其中，在形成顶电池之前，在所述限定空间内形成中间层；

17.根据权利要求13-16任一项所述的制备方法，其中，制备的太阳能电池为权利要求1-12任一项所述的太阳能电池。

18.一种光伏组件，其中，所述光伏组件包括权利要求1-12任一项所述的太阳能电池；或权利要求13-16任一项所述的制备方法制得的太阳能电池。

19.一种光伏系统，其中，所述光伏系统包括权利要求18所述的光伏组件。

技术总结本申请公开了一种太阳能电池，包括层叠设置的底电池和顶电池，所述底电池具有基底，在所述基底靠近所述顶电池的一侧具有向所述基底内部凹入的限定空间，在所述顶电池中，至少靠近所述底电池的一侧表面位于所述限定空间内。本申请还提供一种太阳能电池的制备方法、光伏组件以及光伏系统。本申请提供的太阳能电池，由于在基底靠近顶电池的一侧具有限定空间，顶电池至少部分区域层叠在限定空间内，因此限定空间可以对顶电池的光吸收层起到限域生长的作用，从而降低其对基底粗糙度的要求。技术研发人员：王静,吴兆受保护的技术使用者：隆基绿能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18