[發明專利]背接觸型太陽能電池

有效

• 申請號: 201480032519.6
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN105324849B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 森力;渡部武紀;大塚寬之
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及背接觸型(back contact type)太陽能電池。

背景技術

常規主流的太陽能電池通過例如將具有與單晶硅基板或多晶硅基材的導電型相反的導電型的雜質擴散至硅基板的受光面以形成p-n結(p-n junction)，并在硅基板的受光面和位于受光面的相對側上的背面上各形成電極來制造。

主流的硅太陽能電池具有有形成于其上并由金屬制成的前電極(front electrode)(通常包括被稱作母線(bus bar)和柵線(finger)的金屬電極)的受光面。前電極遮擋入射的太陽光，其不利地損失太陽能電池的輸出。

然后開發所謂的背接觸型太陽能電池，其通過僅在硅基板的背面上形成電極而不在硅基板的受光面上形成電極來獲得。具有其上未形成電極的受光面的背接觸型太陽能電池可將100％的入射太陽光攝取入太陽能電池而沒有由電極引起的陰影損耗(shadow loss)，其可從原理上實現高效率。

當太陽光入射在背接觸型太陽能電池的受光面上時，在硅基板的受光面附近產生的載流子到達在背接觸型太陽能電池的背面上形成的p-n結。該載流子可由柵線-p型電極和柵線-n型電極收集，并取出至外部。

圖1示出常規的太陽能電池的電池結構。電極包括柵線部102和母線部103。柵線部102為出于有效收集由太陽能電池產生的光電流而不引起電阻損耗的目的而形成的集電電極。母線部103通過柵線部102收集電流，并用作條線(tab line)的基礎。圖2示出當條線應用至常規太陽能電池的受光面時的電流流動。如圖2所示，在硅基板201內產生的電子由與該電子相鄰的柵線202收集。進一步地，電流流入與柵線202相鄰的母線203，并經由條線204作為電力被取出。如上所述，母線用于收集由柵線收集的電流，并期望與盡可能多的柵線連接。如圖3(a)所示，相當大的電流還從柵線301流入與母線302的電流303平行的、在柵線301正下方的擴散層304。如圖3(b)所示即使柵線301在極小區域中不連續，電流仍通過擴散層，其提供在產生電流的部位與母線之間的電阻損耗的降低。

當柵線電極的截面積變小時，柵線電極的串聯電阻變大，其引起大的輸出損失。因此，將截面積設計得大。即，將電極的高度或厚度設計得大。然而，前者需要多個工序和長時間處理，并受到進一步的限制。后者可減小串聯電阻值，但引起受光面積的減小和表面鈍化的惡化，結果在許多情況下太陽能電池的輸出減少。現在的技術作為提供太陽能電池的高輸出的方法達到了極限。

減少串聯電阻的方法的實例包括增加柵線的截面積和縮短柵線長度。圖4示出常規的背接觸型電池的背面電極結構。背接觸型太陽能電池的柵線長度比具有有形成于其上的電極的兩面的常規太陽能電池的柵線長度長。背接觸型太陽能電池中存在充分的改進空間。

公開了一種背接觸型太陽能電池，其中為了縮短柵線長度，可通過使導電型區域和形成于其上的導電型電極斷片化(fragmenting)還在基板區域內形成母線(專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP 2009-025147 W

發明內容

發明要解決的問題

然而，在專利文獻1的背接觸型太陽能電池中，將至少兩條斷片化的母線沿母線的長度方向設置在基板的兩端附近，并且僅將設置在基板端部的母線的一側與柵線連接。因此，雖然背接觸型太陽能電池具有其中可提供許多母線的構造，但是相對于一條母線可收集電流的柵線的數量減少，其無法充分獲取母線的優勢。

考慮到這種情況，本發明的目的在于提供可改進特性，具有用于定位母線的自由度，并且可比較容易地制造的背接觸型太陽能電池。

用于解決問題的方案

根據本發明的太陽能電池包括：半導體基板；在位于半導體基板受光面側的相對側上的背面側上形成的第一導電型區域；在半導體基板的背面側上形成的第二導電型區域；在第一導電型區域上基本上線性地形成的第一導電型集電電極；和在第二導電型區域上基本上線性地形成的第二導電型集電電極，其中第一導電型區域和第二導電型區域交替排列，第一導電型集電電極和第二導電型集電電極各自具有不連續部位，各導電型的不連續部位在第一導電型區域和第二導電型區域交替排列的排列方向上呈基本上直線地排列。