一种背接触太阳能电池串及其制备方法和组件、系统与流程

文档序号:12478945
一种背接触太阳能电池串及其制备方法和组件、系统与流程
本发明涉及太阳能电池技术领域,具体涉及一种背接触太阳能电池串及其制备方法和组件、系统。

背景技术:
太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件,较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。对于目前常规太阳能电池,其发射极接触电极和基极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面,正面金属发射极接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射遮挡,造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右,减少金属电极的正面覆盖可以直接提高电池的能量转化效率。背接触太阳能电池是一种将发射极和基极接触电极均放置在电池背面(非受光面)的电池,该电池的受光面无任何金属电极遮挡,从而有效增加了电池片的短路电流,使电池片的能量转化效率得到提高。背接触结构的太阳能电池是目前太阳能工业化批量生产的晶硅太阳能电池中能量转化效率最高的一种电池,它的高转化效率、低组件封装成本,一直深受人们青睐。在以往的背接触太阳能电池制作工艺中,其金属化工艺大都采用流程较为复杂的电镀来实现,该方法在降低背接触电池的串联电阻、提高电池的开路电压确实有出色的表现,但是该方法工艺复杂,排放的废弃物严重污染环境,且与目前工业化生产的主流金属化方法不相兼容,因此不利于低成本的产业化推广。在将背接触电池封装成组件的过程中,由于发射极和基极电极根数较多、线宽较窄,相邻电池之间的对准焊接非常困难。同时,在将电池封装成组件的过程中,功率的损失很大一部分来自焊接电阻和焊带电阻,单片电池的短路电流越高,这部分功率损失就越大。另一方面,现有背接触电池的金属电极为了满足焊接和收集电流的要求,一般都是线条状电极,消耗的导电浆料价格昂贵同时还会带来较大的金属复合。

技术实现要素:
本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种制作成本低、转化效率高、组件损耗低、串接工艺简单可靠、基于丝网印刷技术的新型背接触太阳能电池串及其组件和系统。本发明的目的之一通过以下技术方案实现:提供一种背接触太阳能电池串,包括背接触太阳能电池,背接触太阳能电池的背表面包括相互交替排列的发射极p+区域和基极n+区域,所述发射极p+区域上设有发射极接触电极,所述基极n+区域上设有基极接触电极,所述发射极接触电极设为点状的发射极接触电极,所述基极接触电极设为点状的基极接触电极。其中,还包括导电件,所述导电件包括发射极导电条和基极导电板,同一片背接触太阳能电池的发射极接触电极和基极接触电极通过设置在发射极导电条上的绝缘层实现电绝缘,相邻背接触电池的发射极接触电极与基极接触电极通过发射极导电条和基极导电板电连接。其中,所述背接触太阳能电池的电阻率为1-30Ω·cm,厚度为50-300μm;所述发射极p+区域和所述基极n+区域呈长条状相间分布于太阳能电池基体背表面,发射极p+区域和基极n+区域上还设置有介质钝化层,用于电池背表面的钝化。其中,每列所述发射极p+区域的宽度为200-3000μm,每列所述基极n+区域的宽度为100-2000μm;发射极导电条的宽度不大于发射极p+区域的宽度。其中,发射极接触电极为银铝合金电极,基极接触电极为银电极,所述背接触太阳能电池是背接触N型单晶硅太阳能电池。其中,发射极导电条的正表面为电绝缘层,背表面为导电层。其中,单个点状电极的宽度不大于其所在掺杂区域的宽度。本发明还提供一种太阳能电池组件,包括太阳能电池串,所述太阳能电池串为以上所述的背接触太阳能电池串。本发明还提供一种太阳能电池系统,包括一个以上的太阳能电池组件,所述太阳能电池组件是以上所述的太阳能电池组件。本发明的背接触太阳能电池串及其组件和系统,采用点状的发射极和基极接触电极,相比现有的线状电极,极大地减少了银浆的消耗量,降低了制造成本,同时由于金属化面积的降低,能够减少由于金属化带来的表面复合,提升电池的开路电压。本发明的背接触太阳能电池串及其组件和系统,通过使用带有绝缘层的导电条即可简单有效地实现背接触太阳能电池两种接触电极之间的电绝缘。本发明的背接触太阳能电池串及其组件和系统,其基极导电板相比常用焊带极大降低电学损耗提高组件填充因子。本发明的背接触太阳能电池串及其组件和系统,串接工艺流程简单、无需高精度的焊接设备。本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种串焊工艺流程简单的背接触太阳能电池串的制备方法。该制备方法包括以下步骤:(1)、在太阳能电池基体的背表面形成相互交替排列的发射极p+区域和基极n+区域,利用丝网印刷技术在发射极p+区域和基极n+区域印刷金属浆料,烧结后形成与发射极p+区域相接触的点状的发射极接触电极以及与基极n+区域相接触的点状的基极接触电极;(2)、在步骤(1)后的背接触太阳能电池背表面铺设导电件,导电件包括发射极导电条和基极导电板,其中发射极导电条与发射极接触电极相接触,基极导电板与基极接触电极相接触;(3)、将步骤(2)后的背接触太阳能电池连接成串,发射极导电条的背表面与相邻电池的基极导电板的正表面相连,连接完成后,对背接触太阳能电池串进行加热处理后,发射极导电条通过导电层与发射极接触电极形成电相连,基极导电板与基极接触电极形成电连接,相邻电池的发射极导电条与基极导电板通过发射极导电条的背表面导电层形成电相连,形成背接触太阳能电池串。其中,步骤(1)中,太阳能电池基体为N型单晶硅基体,金属浆料的烧结温度为300-1200℃。其中,步骤(2)中,发射极导电条的宽度不超过发射极p+区域的宽度,发射极导电条的正表面为电绝缘层,背表面为导电层。其中,步骤(3)中,加热方式为红外加热。本发明的一种背接触太阳能电池串的制备方法,其串接工艺流程简单、无需高精度的焊接设备。附图说明利用附图对发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本发明实施例的背接触太阳能电池串的制备方法步骤(1)后的背表面结构示意图。图2为本发明实施例的背接触太阳能电池串的制备方法步骤(2)后的背表面结构示意图。图3为本发明实施例的背接触太阳能电池串的制备方法步骤(3)后的背表面结构示意图。图4为本发明实施例的背接触太阳能电池串的制备方法步骤(4)后的通过导电件串接后的背接触太阳能电池串的示意图。图5为本发明实施例的背接触太阳能电池串中的发射极导电条的结构示意图。图中包括有:基极n+区域10、基极接触电极12;发射极p+区域20、发射极接触电极22;发射极导电条30、绝缘层32、导电层34;基极导电板40。具体实施方式下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明,需要指出的是,所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。参见图1至图5所示,本实施例提供的一种背接触太阳能电池串,包括背接触太阳能电池和用于背接触太阳能电池电连接的导电件,背接触太阳能电池的背表面包括相互交替排列的发射极p+区域20和基极n+区域10,发射极p+区域20上设置有发射极接触电极22,基极n+区域10上设置有基极接触电极12,导电件包括发射极导电条30和基极导电板40,同一片背接触太阳能电池的发射极接触电极22和基极接触电极12通过设置在发射极导电条30上的绝缘层32实现电绝缘,相邻背接触电池的发射极接触电极22与基极接触电极12通过发射极导电条30和基极导电板40电连接,从而构成背接触太阳能电池串。本发明的背接触太阳能电池采用点状的发射极和基极接触电极,相比现有的线状电极,极大地减少了银浆的消耗量,降低了制造成本,同时由于金属化面积的降低,能够减少由于金属化带来的表面复合,提升电池的开路电压;通过使用带有绝缘层的导电条即可简单有效地实现背接触太阳能电池两种接触电极之间的电绝缘;基极导电板相比常用焊带极大降低电学损耗提高组件填充因子;串接工艺流程简单、无需高精度的焊接设备。本实施例的一种背接触太阳能电池串的制备方法,包括以下步骤:(1)、制备发射极p+区域20和基极n+区域10相互交替排列在硅片背表面的背接触太阳能电池,本实施例选用N型单晶硅基体,电阻率为1-30Ω•cm,厚度为50-300μm,N型晶体硅基体使用前先经表面制绒处理,然后利用扩散或离子注入、掩膜、刻蚀等技术实现电池发射极p+区域20和基极n+区域10相互交替排列在电池背表面。再利用氧化硅、氮化硅和氧化铝等介质膜进行电池背表面的钝化和前表面的钝化及光学减反,从而形成所需要的发射极p+区域20和基极n+区域10相互交替排列在硅片背表面的太阳能电池,其中每列发射极p+区域20的宽度为200-3000μm,基极n+区域10的宽度为100-2000μm。完成步骤(1)后的背接触太阳能电池背表面结构示意图如图1所示。(2)、通过印刷金属浆料形成与发射极p+区域20和基极n+区域10相欧姆接触的金属电极,其中与发射极p+区域20相接触的发射极接触电极22为银铝合金电极,与基极n+区域10相接触的基极接触电极12为银电极,该两种金属电极通过丝网印刷的方式分别印刷在硅片背表面发射极p+区域20和基极n+区域10上。发射极接触电极22和基极接触电极12均为点状电极,单个点状电极的宽度不超过其所在掺杂区域的宽度。印刷结束后经一次烧结形成欧姆接触,烧结温度为300-1200℃。完成步骤(2)后的背接触太阳能电池背表面结构示意图如图2所示。(3)、在步骤(2)后的背接触太阳能电池背表面铺设导电件,导电件包括发射极导电条30和基极导电板40,其中发射极导电条30与发射极接触电极22相接触,基极导电板40与基极接触电极12相接触。发射极导电条30的结构如图5所示,其宽度不超过发射极p+区域20的宽度,发射极导电条30的基体材料为铜或铝或其他导电材质,发射极导电条30的正表面为电绝缘层32,背表面为导电层34,导电层34的材料可以为导电胶或者焊锡。基极导电板40的结构是基体材料为铜或铝或其他导电材质,表面覆盖焊锡层。铺设导电件的顺序为先铺设发射极导电条30,然后再铺设基极导电板40,由于发射极导电条30的正表面为电绝缘层32,所以发射极导电条30和基极导电板40之间为电绝缘。完成步骤(3)后的背接触太阳能电池背表面结构示意图如图3所示。(4)、将步骤(3)后的背接触太阳能电池连接成串,发射极导电条30的背表面与相邻电池的基极导电板40的正表面相连。连接完成后,对背接触太阳能电池串进行加热处理,加热方式为红外加热。加热处理完成后,发射极导电条30通过导电层34与发射极接触电极22形成电相连,基极导电板40与基极接触电极12形成电连接,相邻电池的发射极导电条30与基极导电板40通过发射极导电条的背表面导电层34形成电相连。至此,即完成本发明背接触太阳能电池串的制备,其结构示意图如图4所示。本实施例还提供了一种太阳能电池组件,包括太阳能电池串,太阳能电池串为上述的背接触太阳能电池串。本实施例还提供了一种太阳能电池系统,包括一个以上的太阳能电池组件,太阳能电池组件是上述的太阳能电池组件。最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。...
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1