[實(shí)用新型]無(wú)主柵高效率背接觸太陽(yáng)能電池組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420565604.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204204882U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林建偉;夏文進(jìn);孫玉海;張育政
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州中來(lái)光伏新材股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/049
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/049;H01L31/05;H01L31/0224
• 代理公司: 北京金之橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11137
• 代理人: 林建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)主柵高效率背接觸太陽(yáng)能電池組件。

背景技術(shù)

能源是人類(lèi)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)能源的需求與日俱增。傳統(tǒng)的化石能源屬于不可再生能源已經(jīng)很難繼續(xù)滿足社會(huì)發(fā)展的需求，因此全球各國(guó)近年來(lái)對(duì)新能源和可再生源的研究和利用日趨火熱。其中太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)具有將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為電力、使用簡(jiǎn)單、環(huán)保無(wú)污染、能源利用率高等優(yōu)勢(shì)尤其受到普遍的重視。太陽(yáng)能發(fā)電是使用大面積的P-N結(jié)二極管在陽(yáng)光照射的情況下產(chǎn)生光生載流子發(fā)電。

現(xiàn)有技術(shù)中，占主導(dǎo)地位并大規(guī)模商業(yè)化的晶體硅太陽(yáng)電池，其發(fā)射區(qū)和發(fā)射區(qū)電極均位于電池正面(向光面)，即主柵、輔柵線均位于電池正面。由于太陽(yáng)能級(jí)硅材料電子擴(kuò)散距離較短，發(fā)射區(qū)位于電池正面有利于提高載流子的收集效率。但由于電池正面的柵線阻擋了部分陽(yáng)光(約為8％)，從而使太陽(yáng)能電池的有效受光面積降低并由此而損失了一部分電流。另外在電池片串聯(lián)時(shí)，需要用鍍錫銅帶從一塊電池的正面焊接到另一塊電池的背面，如果使用較厚的鍍錫銅帶會(huì)由于其過(guò)于堅(jiān)硬而導(dǎo)致電池片的碎裂，但若用細(xì)寬的鍍錫銅帶又會(huì)遮蔽過(guò)多的光線。因此，無(wú)論使用何種鍍錫焊帶都會(huì)帶來(lái)串聯(lián)電阻帶來(lái)的損耗和光學(xué)損耗，同時(shí)不利于電池片的薄片化。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員將正面電極轉(zhuǎn)移到電池背面，開(kāi)發(fā)出無(wú)主柵背接觸太陽(yáng)能電池，背接觸太陽(yáng)電池是指電池的發(fā)射區(qū)電極和基區(qū)電極均位于電池背面的一種太陽(yáng)電池。背接觸電池有很多優(yōu)點(diǎn)：①效率高，由于完全消除了正面柵線電極的遮光損失，從而提高了電池效率。②可實(shí)現(xiàn)電池的薄片化，串聯(lián)使用的金屬連接器件都在電池背面，不存在從正面到背面的連接可以使用更薄的硅片，從而降低成本。③更美觀，電池的正面顏色均勻，滿足了消費(fèi)者的審美要求。

背接觸太陽(yáng)電池包括MWT、EWT和IBC等多種結(jié)構(gòu)。背接觸太陽(yáng)電池大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵是在于如何高效低成本的將背接觸太陽(yáng)電池串聯(lián)起來(lái)并制作成太陽(yáng)能組件。MWT組件通常的制備方法是使用復(fù)合導(dǎo)電背板，在導(dǎo)電背板上施加導(dǎo)電膠，在封裝材料上對(duì)應(yīng)的位置沖孔使導(dǎo)電膠貫穿封裝材料，將背接觸太陽(yáng)電池準(zhǔn)確地放置于封裝材料上使導(dǎo)電背板上的導(dǎo)電點(diǎn)與背接觸太陽(yáng)電池上的電極通過(guò)導(dǎo)電膠接觸，然后在電池片上鋪設(shè)上層EVA和玻璃，再將整個(gè)層疊好的模組翻轉(zhuǎn)進(jìn)入層壓機(jī)進(jìn)行層壓。此工藝存在以下幾個(gè)缺陷：1、所使用的復(fù)合導(dǎo)電背板是在背板中復(fù)合導(dǎo)電金屬箔，通常為銅箔，且需要對(duì)銅箔進(jìn)行激光刻蝕或化學(xué)腐蝕。由于激光刻蝕對(duì)于簡(jiǎn)單圖形尚可操作，對(duì)于復(fù)雜圖案刻蝕速度慢，生產(chǎn)效率低，而化學(xué)腐蝕除了需要預(yù)先制備形狀復(fù)雜且耐腐蝕的掩膜還存在環(huán)境污染和腐蝕液對(duì)高分子基材的腐蝕。所以此方式制造的導(dǎo)電型背板制造工藝復(fù)雜，成本極高。2、需要對(duì)太陽(yáng)電池片后層的封裝材料進(jìn)行沖孔以便使導(dǎo)電膠貫穿封裝材料，由于封裝材料通常是粘彈體，進(jìn)行精確沖孔難度極大。3、需要精確的點(diǎn)膠設(shè)備將導(dǎo)電膠涂覆在背板的相應(yīng)位置，對(duì)MWT這種背接觸點(diǎn)較少的電池還可以操作，對(duì)IBC等背接觸點(diǎn)面積小、數(shù)量大的背接觸電池使用點(diǎn)膠設(shè)備根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

IBC技術(shù)將P-N結(jié)放置于電池背面，正面無(wú)任何遮擋同時(shí)減少了電子收集的距離，因此可大幅度提高電池片效率。IBC電池在正面使用淺擴(kuò)散、輕摻雜和SiO₂鈍化層等技術(shù)減少?gòu)?fù)合損失，在電池背面將擴(kuò)散區(qū)限制在較小的區(qū)域，這些擴(kuò)散區(qū)在電池背面成點(diǎn)陣排列，擴(kuò)散區(qū)金屬接觸被限制在很小的范圍內(nèi)呈現(xiàn)為數(shù)量眾多的細(xì)小接觸點(diǎn)。IBC電池減少了電池背面的重?cái)U(kuò)散區(qū)的面積，摻雜區(qū)域的飽和暗電流可以大幅減小，開(kāi)路電壓和轉(zhuǎn)換效率得以提高。同時(shí)通過(guò)數(shù)量眾多的小接觸點(diǎn)收集電流使電流在背表面的傳輸距離減少，大幅度降低組件的串聯(lián)內(nèi)阻。

IBC背接觸電池由于具有常規(guī)太陽(yáng)能電池難以達(dá)到的高效率而備受業(yè)界關(guān)注，已經(jīng)成為新一代太陽(yáng)能電池技術(shù)的研究熱點(diǎn)。但現(xiàn)有技術(shù)中IBC太陽(yáng)能電池模塊P-N結(jié)位置相鄰較近且均在電池片背面，難以對(duì)IBC電池模塊進(jìn)行串聯(lián)并制備成組件。為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)也出現(xiàn)了多種對(duì)IBC無(wú)主柵背接觸太陽(yáng)能電池的改進(jìn)，Sunpower公司是將相鄰的P或N發(fā)射極通過(guò)銀漿絲網(wǎng)印刷細(xì)柵線相連最終將電流導(dǎo)流至電池片邊緣，在電池片邊緣印刷較大的焊點(diǎn)再使用連接帶進(jìn)行焊接串聯(lián)，目前太陽(yáng)能領(lǐng)域一直使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成電流的匯流，如最新申請(qǐng)的專(zhuān)利201310260260.8，201310606634.7，201410038687.8，201410115631.8。