[發明專利]用金屬化補償或防止開裂的太陽能電池

無效

• 申請號: 201280069578.1
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN104221159A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 約翰·安東尼·甘農;拉杜·拉杜塔
• 申請（專利權）人: 科根納太陽能公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 容春霞

相關申請案的交叉參考

本申請案要求2012年2月13日提交的標題為“用金屬化補償或防止開裂的太陽能電池(Solar?Cell?with?Metallization?Compensating?for?or?Preventing?Cracking)”的美國專利申請案第13/371,790號的優先權，所述申請案的公開內容特此以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明大體上涉及太陽能電池。

背景技術

世界范圍內不斷增加的能源需求需要替代性能源來滿足。太陽能資源在許多地理區域中足以滿足所述需求，其部分地通過提供用太陽能(例如光伏)電池產生的電力進行。

發明內容

本發明公開了太陽能電池和太陽能電池的前和后表面金屬化圖案。

在一個方面中，太陽能電池包含具有待通過光照射的前表面的半導體二極管結構和安置在所述半導體二極管結構的所述前表面上從而提供與所述半導體二極管結構的電接點的導電前表面金屬化圖案。所述前表面金屬化圖案包括至少一個母線，連接于所述母線的多個指形件(finger)和旁路導體，所述旁路導體將兩個或兩個以上所述指形件互連從而提供從所述兩個或兩個以上互連指形件中的每一者到所述母線的多重電流路徑。

母線可在直線上延伸，且指形件彼此平行且垂直于母線定向，且旁路導體平行于母線定向。也可使用母線、指形件和旁路導體的其它定向。

旁路導體可與母線間隔開例如在旁路導體與母線之間包括所需分率(例如百分比)或所需分率以上的裂紋所必需的大約最小距離，所述裂紋在太陽能電池以例如約2小時的循環周期經受介于約-40℃與約85℃之間的約1000個溫度循環時在太陽能電池的前表面中在母線與旁路導體的相同側上形成且每一裂紋隔斷1或多個指形件。然而，旁路導體與母線之間的間距也可比所述最小距離大。

可替代地或另外，旁路導體可與母線間隔開例如為使得以下情況發生所必需的大約最小距離：在太陽能電池的正常操作期間太陽能電池的功率輸出在太陽能電池以例如約2小時的循環周期經受介于約-40℃與約85℃之間的約1000個溫度循環時降低小于約15％，或小于約10％，或小于約8％，或小于約5％。所述太陽能電池的正常操作可例如在約4500瓦特/平方米(W/m²)到約13,500W/m²的太陽能電池的直接正常照度或等效照度下進行。然而，旁路導體與母線之間的間距也可比通過上述測試確立的最小距離大。

旁路導體可與母線間隔開例如小于或等于約5毫米(mm)、小于或等于約2.5mm、小于或等于約2.0mm、或小于或等于約1.0mm。也可使用其它間距。

母線的寬度的寬度可例如是旁路導體的寬度的約5到約15倍。也可使用母線寬度與旁路導體寬度的其它比率。

指形件在母線與旁路導體之間的區域中的寬度可與其在旁路導體遠離母線的相對側上的區域中的寬度大致相同。或者，一些或所有指形件在母線與旁路導體之間的區域中的寬度可比其在旁路導體遠離母線的相對側上的區域中的寬度大。一些或所有指形件在母線與旁路導體之間的區域中的寬度可例如是其在旁路導體遠離母線的相對側上的區域中的寬度的約1到約5倍。

當被配置成用于操作時，太陽能電池可包括焊接到母線的銅帶且缺乏焊接到旁路導體的任何所述銅帶。

前表面金屬化圖案可包括至少一個至少部分由母線的部分圍繞的非金屬化區域的島狀物(island)。島狀物可例如位于母線的一或多個末端。或者，一或多個所述島狀物可遠離母線末端定位且任選地完全由母線的部分圍繞。當被配置成用于操作時，太陽能電池可包括焊接到母線但不焊接到母線末端中或末端處的所述島狀物的銅帶。然而，前表面金屬化圖案不需要包括任何所述島狀物。

在另一方面中，太陽能電池包含具有待通過光照射的前表面的半導體二極管結構和安置在半導體二極管結構的前表面上的導電前表面金屬化圖案。前表面金屬化圖案包括至少一個母線和至少一個至少部分由母線的部分圍繞的非金屬化區域的島狀物。

一或多個島狀物可完全由母線的部分圍繞。島狀物可定位在母線的一端或兩端。可替代地或另外，一或多個島狀物可例如遠離母線的末端定位在沿著母線的中心位置中。

如本文中所公開的太陽能電池和太陽能電池金屬化圖案在聚光光伏系統中可以是尤其有價值的，在所述聚光光伏系統中鏡面或透鏡將日光聚集到光伏電池上達到比一個“太陽”大的光強度。