一种太阳能电池元件的制作方法

文档序号:9472928阅读:248来源:国知局
一种太阳能电池元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种太阳能电池元件,且特别是有关于一种背面接触型太阳能电池元件的电极结构。
【背景技术】
[0002]对于传统的太阳能电池结构而言,上电极配置于硅基板的上表面,下电极配置于硅基板的下表面。然而硅基板的上表面用以接收太阳光的照射,因此位于上表面的上电极则会遮蔽部分的入射光线,因而降低太阳能电池的光电转换效率。因此目前的技术则发展出将上电极移至硅基板的下表面,使得上下电极(或称P型电极与η型电极)一同配置于硅基板的下表面,具有此种结构的太阳能电池称为背接触式太阳能电池(Back ContactSolar Cell)。背接触式太阳能电池大致可分为四种类型结构:交指式背电极太阳能电池(Interdigitated Back Contact,简称IBC)、射极穿透式背电极太阳能电池(Emitter WrapThrough,简称EWT)、金属穿透式背电极太阳能电池(Metallizat1n Wrap Through,简称MffT)与金属绕边式背电极太阳能电池(Metallizat1n Wrap Around,简称MffA),其中以交指式背电极太阳能电池较为常见。
[0003]请参见图1所示的传统交指式背电极太阳能电池100的上视图。如图1所示,传统太阳能电池100包含N型扩散区111、P型扩散区121、N型汇流电极112、P型汇流电极122、复数条N型指状电极113、与复数条P型指状电极123。上述N型扩散区111为梳状排列,P型扩散区121则环绕于N型扩散区111周围。此外,上述P型汇流电极122与复数条P型指状电极123均配置于P型扩散区121上且三者相互电性连接。上述N型汇流电极112与复数条N型指状电极113均配置于N型扩散区111上且三者相互电性连接。
[0004]此外,对于交指式背电极太阳能电池100而言,当光线照射硅基板上表面并产生了电子电洞对之后,电子会往N型扩散区111聚集,电洞则会往P型扩散区121聚集。然而,对于在N型扩散区111中心上方的硅基板表面所产生的电子电洞对而言,若电洞要移动至P型扩散区121的距离,则相对于电子要移动至其下方的N型扩散区111的距离相对较远。此外,对于在P型扩散区121中心上方的硅基板表面所产生的电子电洞而言,若电子要移动到N型扩散区111的距离,则相较于电洞要移动至其下方的P型扩散区121的距离来的相对较远。值得注意的是,在N型硅基板中,基板表面受光照射所产生的电洞属于少数载子,而电子则属于多数载子。因此若N型扩散区111的面积过大,容易使得电洞要移动至P型扩散区121的距离过长,则少数载子(电洞)很容易在移动过程中损失,使得短路电流(shortcircuit current,简称Isc)降低,进而影响太阳能电池的效率。但若缩小N型扩散区111的面积,则会影响多数载子的传导阻值。此外,较大的P型扩散区121的面积有利于收集更多的少数载子以提升Isc,进而提升太阳能电池的光电转换效率。但较大的P型扩散区121却会使得电子移动至N型扩散区111的距离变长,当电子移动的阻值变大,则会降低填充因子(Fill Factor,简称FF),进而降低光电转换效率。
[0005]因此有厂商提出一种技术方案,以解决汇流电极下方过大的N型扩散区域或过大的P型扩散区域所导致的问题。图2A为SunP0wer公司所提出的太阳能电池元件的结构示意图。图2B为两组太阳能电池元件的串焊结构示意图。请先参考图2A。SunPower公司所提出的太阳能电池元件200包括汇流电极202与指状电极204。相较于传统长方形的大面积的汇流电极,则SunPower公司提出将汇流电极202缩小成数个方形图案并配置于太阳能电池元件200的边缘区域。换句话说,当汇流电极202的面积缩小,意味着位于汇流电极202下方的扩散区域的面积也可同时缩小,如此可解决汇流电极202下方过大的N型扩散区域或过大的P型扩散区域所导致的问题。然而,在上述太阳能电池元件200的中间区域并无任何汇流电极202。因此对于电子或电洞而言,要从指状电极204汇聚至汇流电极202的距离变长。如此则不利于电子或电洞的传递。此外,因太阳能电池元件200的缩小的汇流电极202配置在元件边缘,因此位于太阳能电池元件200的边缘区域的指状电极204需要重新排列设计,以便于使指状电极204能够直接连接至缩小的方形汇流电极202。
[0006]再者,请同时参考图2B。因上述汇流电极202的特殊设计,使得具有太阳能电池元件200a的电池片与具有太阳能电池元件200b的电池片之间无法利用传统的串焊技术来串接彼此的汇流电极202,因此需搭配特殊设计的焊带206才能实现两电池片的串接。
[0007]因此,提供一种改良的太阳能电池的电极结构,并取得N型扩散区面积与P型扩散区面积比例的最佳化设计,以提升太阳能电池的光电转换效率,为发展本案的主要精神。

【发明内容】

[0008]本发明提出一种太阳能电池元件,以提升太阳能电池的光电转换效率。
[0009]为达上述优点或其他优点,本发明的一实施例提出一种太阳能电池元件,包括基板、第一指状电极、第二指状电极、第一图案化绝缘层、第二图案化绝缘层、第一汇流电极与第二汇流电极。上述基板具有第一扩散区与至少一个第二扩散区,其中第一扩散区环绕于第二扩散区周围。上述第一指状电极配置于第一扩散区上且电性连接于第一扩散区。上述第二指状电极配置于第二扩散区上且电性连接于第二扩散区。上述第一图案化绝缘层配置于部分第二扩散区上方与部分第二指状电极上。上述第二图案化绝缘层配置于部分第一扩散区上方与部分第一指状电极上。上述第一汇流电极配置于第一图案化绝缘层上、部分第一指状电极上与部分第一扩散区上方,且电性连接第一指状电极。上述第二汇流电极配置于第二图案化绝缘层上、部分第二扩散区上方与部分第二指状电极上,且电性连接第二指状电极。
[0010]本发明另提出一种太阳能电池元件,包括基板、图案化钝化层、第一指状电极、第二指状电极、第一图案化绝缘层、第二图案化绝缘层、第一汇流电极与第二汇流电极。上述基板具有第一扩散区与至少一个第二扩散区,其中第一扩散区环绕于第二扩散区周围。上述图案化钝化层配置于第一扩散区上与第二扩散区上。上述第一指状电极配置于第一扩散区上且电性连接于第一扩散区。上述第二指状电极部分配置于第二扩散区上且部分配置于第一扩散区上方,其中配置于第二扩散区上的部分第二指状电极电性连接于第二扩散区,配置于第一扩散区上方的部分第二指状电极与第一扩散区之间更包含有图案化钝化层。上述第一图案化绝缘层配置于部分第二扩散区上方与部分第二指状电极上。上述第二图案化绝缘层配置于部分第一扩散区上方与部分第一指状电极上。上述第一汇流电极配置于第一图案化绝缘层上、部分第一指状电极上与部分第一扩散区上方,且电性连接所述第一指状电极。以及上述第二汇流电极配置于第二图案化绝缘层上、部分第二扩散区上方、部分第二指状电极上与图案化钝化层上方,且第二汇流电极电性连接于第二指状电极。
[0011 ] 综上所述,本发明将N型指状电极与N型扩散区延伸至P型汇流电极下方,以及将P型指状电极与P型扩散区延伸至N型汇流电极下方,以解决传统的N型汇流电极下方仅有N型扩散区以及过大的N型扩散区所造成的问题,以及传统的P型汇流电极下方仅有P型扩散区以及过大的P型扩散区所造成的问题。并且,本发明还可降低N型汇流电极或P型汇流电极下方的电洞或电子的移动距离与传递阻抗,进而提升太阳能电池的光电转换效率。此夕卜,具有本发明的太阳能电池元件的两电池片间的焊接方式,可兼容于传统串焊技术。
【附图说明】
[0012]图1是传统交指式背电极太阳能电池100的上视图。
[0013]图2A是SunPower公司所提出的太阳能电池元件的结构示意图。
[0014]图2B是两组太阳能电池元件的串焊结构示意图。
[0015]图3A是本发明的一实施例的太阳能电池元件的结构上视图。
[0016]图3B是图3A的沿a-a’切线的剖面图。
[0017]图3C是图3A的沿b-b’切线的剖面图。
[0018]图4A是本发明的一实施例的太阳能电池结构的上视图。
[0019]图4B是图4A的沿c-c’切线的剖面图。
[0020]图4C是图4A的沿d-d’切线的剖面图。
【具体实施方式】
[0021]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。
[0022]图3A是本发明的一实施例的太阳能电池元件的结构上视图。图3B是图3A的沿a-a’切线的剖面图。图3C是图3A的沿b-b’切线的剖面图。请同时参考图3A与图3B。本发明的太阳能电池元件300包括具有第一扩散区312与至少一个第二扩散区31
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