[發(fā)明專利]共面式光伏電池及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110274064.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102403370A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許國(guó)強(qiáng);王坤池
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許國(guó)強(qiáng);王坤池
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/06
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴;劉民選

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明系有關(guān)光伏電池技術(shù)，特別是有關(guān)于共面式光伏電池及其制造方法。?

背景技術(shù)

太陽(yáng)電池(solar?cell)或光伏電池(photovoltaic?cells)是利用光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)(photovoltaic?effect)將太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。在全球環(huán)境保護(hù)的浪潮下，太陽(yáng)電池被期許能做為替代能源，并在近年來(lái)被積極地發(fā)展，得以廣泛地商品化。另外，在建筑物、車輛或其它物體上也可以部份覆蓋太陽(yáng)電池，藉以盡量使用太陽(yáng)能源做為供電能源。?

太陽(yáng)電池的效能是以光電轉(zhuǎn)換效率(conversion?efficiency)來(lái)評(píng)量，與光電轉(zhuǎn)換效率有關(guān)的幾個(gè)參數(shù)定義如下：?

Voc：開(kāi)路電壓(V)?

Isc：短路電流(A)?

Pmp：最大輸出功率(W)?

Vmp：最大輸出功率時(shí)之電壓(V)?

Imp：最大輸出功率時(shí)之電流(A)?

F.F.(Fill?Factor)：填充因子(％)＝(Vmp?x?Imp/Voc?x?Isc)x?100％?

由上述定義得知，?

Pmp：最大輸出功率(W)＝Vmp?x?Imp?

＝F.F.x(Voc?x?Isc)/100％?

光電轉(zhuǎn)換效率(η)＝最大輸出功率/入射陽(yáng)光功率?

＝F.F.x(Voc?x?Isc)/(Pin?x?100％)?

由上式得知，太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率與開(kāi)路電壓(Voc)、短路電流(Isc)、填充因子(F.F.)等因素成正向關(guān)系，這三個(gè)數(shù)值提高了，太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率也隨之提升。?

另外，太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓(Voc)與組成太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體電極材料之能帶寬(energy?bandgap)約成正比關(guān)系，故采用的半導(dǎo)體電極材料其能帶愈寬，則?太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓會(huì)愈高。同時(shí)，太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓也會(huì)受表面與本體(buck)缺陷濃度的影響；一般而言，太陽(yáng)電池的表面缺陷濃度越高，逆向飽和電流(reverse?saturation?current，Io)會(huì)越大，則開(kāi)路電壓將會(huì)降低。具有低缺陷的特性的半導(dǎo)體材料，通常于成膜過(guò)程中會(huì)富含有較多氫原子，氫原子可以鈍化(passivate)表面缺陷，以有效降低表面缺陷濃度，最后將可以有效提高開(kāi)路電壓同時(shí)提高短路電流(Isc)。?

太陽(yáng)電池的短路電流(Isc)與組成太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體電極材料之表面與本體(buck)缺陷濃度與有效入射陽(yáng)光能量的影響，采用的半導(dǎo)體電極材料其表面與本體(buck)缺陷濃度越低，逆向飽和電流(Io)會(huì)越小，由光子所產(chǎn)生之少數(shù)載子(photon-generated?minority?carrier)再結(jié)合(recombination)的比例也較低，短路電流(Isc)因而提升。另外，提升有效入射陽(yáng)光能量可以提高光電流的產(chǎn)生，也可以提高太陽(yáng)電池的短路電流(Isc)。?

太陽(yáng)電池的填充因子(F.F.)則決定于太陽(yáng)電池內(nèi)部的等效串聯(lián)電阻(Rs)與等效并聯(lián)電阻(Rsh)特性，當(dāng)?shù)刃Т?lián)電阻(Rs)愈小且等效并聯(lián)電阻(Rsh)愈大時(shí)，填充因子(F.F.)的數(shù)值愈大。等效串聯(lián)電阻(Rs)與等效并聯(lián)電阻(Rsh)的數(shù)值取決于太陽(yáng)電池的相關(guān)材料特性與制造技術(shù)的設(shè)計(jì)及水平，等效串聯(lián)電阻(Rs)是太陽(yáng)電池導(dǎo)電回路中所有材料的導(dǎo)電電阻與接口的接觸電阻的總和，導(dǎo)電回路中的各項(xiàng)電阻如：1)金屬導(dǎo)線的電阻、2)N型半導(dǎo)體層的電阻、3)P型半導(dǎo)體層的電阻、4)金屬導(dǎo)線與N型半導(dǎo)體層接口的接觸電阻、5)金屬導(dǎo)線與P型半導(dǎo)體層接口的接觸電阻、6)N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層接口的接觸電阻等。等效并聯(lián)電阻(Rsh)主要是由N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層的絕緣處理效果所決定，當(dāng)N/P型半導(dǎo)體層間的漏電電流越低，等效并聯(lián)電阻(Rsh)的數(shù)值越大，填充因子(F.F.)的數(shù)值也隨之提高。?