[發(fā)明專利]一種太陽能電池元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410294678.5
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105226110B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林佳龍;陳傳祺;簡榮吾
• 申請（專利權(quán)）人: 英穩(wěn)達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 上海波拓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31264
• 代理人: 楊波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種太陽能電池元件，且特別是有關(guān)于一種背面接觸型太陽能電池元件的電極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

對于傳統(tǒng)的太陽能電池結(jié)構(gòu)而言，上電極配置于硅基板的上表面，下電極配置于硅基板的下表面。然而硅基板的上表面用以接收太陽光的照射，因此位于上表面的上電極則會遮蔽部分的入射光線，因而降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。因此目前的技術(shù)則發(fā)展出將上電極移至硅基板的下表面，使得上下電極(或稱p型電極與n型電極)一同配置于硅基板的下表面，具有此種結(jié)構(gòu)的太陽能電池稱為背接觸式太陽能電池(BackContactSolarCell)。背接觸式太陽能電池大致可分為四種類型結(jié)構(gòu)：交指式背電極太陽能電池(InterdigitatedBackContact，簡稱IBC)、射極穿透式背電極太陽能電池(EmitterWrapThrough，簡稱EWT)、金屬穿透式背電極太陽能電池(MetallizationWrapThrough，簡稱MWT)與金屬繞邊式背電極太陽能電池(MetallizationWrapAround，簡稱MWA)，其中以交指式背電極太陽能電池較為常見。

請參見圖1所示的傳統(tǒng)交指式背電極太陽能電池100的上視圖。如圖1所示，傳統(tǒng)太陽能電池100包含N型擴(kuò)散區(qū)111、P型擴(kuò)散區(qū)121、N型匯流電極112、P型匯流電極122、復(fù)數(shù)條N型指狀電極113、與復(fù)數(shù)條P型指狀電極123。上述N型擴(kuò)散區(qū)111為梳狀排列，P型擴(kuò)散區(qū)121則環(huán)繞于N型擴(kuò)散區(qū)111周圍。此外，上述P型匯流電極122與復(fù)數(shù)條P型指狀電極123均配置于P型擴(kuò)散區(qū)121上且三者相互電性連接。上述N型匯流電極112與復(fù)數(shù)條N型指狀電極113均配置于N型擴(kuò)散區(qū)111上且三者相互電性連接。

此外，對于交指式背電極太陽能電池100而言，當(dāng)光線照射硅基板上表面并產(chǎn)生了電子電洞對之后，電子會往N型擴(kuò)散區(qū)111聚集，電洞則會往P型擴(kuò)散區(qū)121聚集。然而，對于在N型擴(kuò)散區(qū)111中心上方的硅基板表面所產(chǎn)生的電子電洞對而言，若電洞要移動至P型擴(kuò)散區(qū)121的距離，則相對于電子要移動至其下方的N型擴(kuò)散區(qū)111的距離相對較遠(yuǎn)。此外，對于在P型擴(kuò)散區(qū)121中心上方的硅基板表面所產(chǎn)生的電子電洞而言，若電子要移動到N型擴(kuò)散區(qū)111的距離，則相較于電洞要移動至其下方的P型擴(kuò)散區(qū)121的距離來的相對較遠(yuǎn)。值得注意的是，在N型硅基板中，基板表面受光照射所產(chǎn)生的電洞屬于少數(shù)載子，而電子則屬于多數(shù)載子。因此若N型擴(kuò)散區(qū)111的面積過大，容易使得電洞要移動至P型擴(kuò)散區(qū)121的距離過長，則少數(shù)載子(電洞)很容易在移動過程中損失，使得短路電流(shortcircuitcurrent，簡稱Isc)降低，進(jìn)而影響太陽能電池的效率。但若縮小N型擴(kuò)散區(qū)111的面積，則會影響多數(shù)載子的傳導(dǎo)阻值。此外，較大的P型擴(kuò)散區(qū)121的面積有利于收集更多的少數(shù)載子以提升Isc，進(jìn)而提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但較大的P型擴(kuò)散區(qū)121卻會使得電子移動至N型擴(kuò)散區(qū)111的距離變長，當(dāng)電子移動的阻值變大，則會降低填充因子(FillFactor，簡稱FF)，進(jìn)而降低光電轉(zhuǎn)換效率。

因此有廠商提出一種技術(shù)方案，以解決匯流電極下方過大的N型擴(kuò)散區(qū)域或過大的P型擴(kuò)散區(qū)域所導(dǎo)致的問題。圖2A為SunPower公司所提出的太陽能電池元件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2B為兩組太陽能電池元件的串焊結(jié)構(gòu)示意圖。請先參考圖2A。SunPower公司所提出的太陽能電池元件200包括匯流電極202與指狀電極204。相較于傳統(tǒng)長方形的大面積的匯流電極，則SunPower公司提出將匯流電極202縮小成數(shù)個方形圖案并配置于太陽能電池元件200的邊緣區(qū)域。換句話說，當(dāng)匯流電極202的面積縮小，意味著位于匯流電極202下方的擴(kuò)散區(qū)域的面積也可同時縮小，如此可解決匯流電極202下方過大的N型擴(kuò)散區(qū)域或過大的P型擴(kuò)散區(qū)域所導(dǎo)致的問題。然而，在上述太陽能電池元件200的中間區(qū)域并無任何匯流電極202。因此對于電子或電洞而言，要從指狀電極204匯聚至匯流電極202的距離變長。如此則不利于電子或電洞的傳遞。此外，因太陽能電池元件200的縮小的匯流電極202配置在元件邊緣，因此位于太陽能電池元件200的邊緣區(qū)域的指狀電極204需要重新排列設(shè)計(jì)，以便于使指狀電極204能夠直接連接至縮小的方形匯流電極202。

再者，請同時參考圖2B。因上述匯流電極202的特殊設(shè)計(jì)，使得具有太陽能電池元件200a的電池片與具有太陽能電池元件200b的電池片之間無法利用傳統(tǒng)的串焊技術(shù)來串接彼此的匯流電極202，因此需搭配特殊設(shè)計(jì)的焊帶206才能實(shí)現(xiàn)兩電池片的串接。