太阳能电池板、太阳能电池、太阳能电池板装置和太阳能电池装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上设及太阳能电池板的制作。更具体地，本公开设及具有改进的功率 输出效率的太阳能电池板的制作。
【背景技术】
[0002] 化石燃料的负面环境影响和它们上升的成本已经导致对更清洁、更便宜的替代能 源的紧迫需求。在不同形式的替代能源中，太阳能由于其清洁和广泛可得性而受青睐。
[0003] 太阳能电池使用光伏效应将光转换成电。存在若干基本太阳能电池结构，包括单 p-n结、p-i-n/n-i-p和多结。典型的单p-n结结构包括P渗杂层和n渗杂层。具有单p-n 结的太阳能电池可W是同质结太阳能电池或者异质结太阳能电池。如果P渗杂层和n渗杂 层二者都是由相似的材料（具有相等带隙的材料）制成，则太阳能电池被称为同质结太阳 能电池。相反，异质结太阳能电池包括至少两层不同带隙的材料。p-i-n/n-i-p结构包括P 渗杂层、n渗杂层W及嵌在P层和n层之间的本征（非渗杂）半导体层（i层）。多结结构 包括堆叠在彼此顶部上的不同带隙的多个单结结构。
[0004]在太阳能电池中，吸收靠近p-n结的光，从而生成载流子。载流子扩散进入p-n结 并且由内建电场分离，因此产生跨器件和外部电路装置的电流。确定太阳能电池质量的重 要度量标准是其能量转换效率，能量转换效率被定义为当太阳能电池被连接到电路时，在 转换的功率（从吸收的光到电能）和收集的功率之间的比例。高效率太阳能电池在减少产 生太阳能的成本方面是很重要的。
[0005] 实际上，多个单独的太阳能电池相互连接、组装、并包装在一起W形成太阳能电池 板，其能安装在支承结构上。多个太阳能电池板可随后链接在一起W形成太阳能系统W产 生太阳能。根据其规模，该样的太阳能系统可W是住宅屋顶系统、商业屋顶系统、或者地 面-安装应用规模系统。应注意，在该样的系统中，除了每一单独的电池的能量转换效率W 夕F，太阳能电池板中电池之间相互电连接的方式也会决定从每个电池板可提取的总能量。 由于内部电池连接会导致串联的内部电阻，外部负载仅可额外获取由太阳能电池板生成的 总功率的有限百分比。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的一个实施例提供了一种太阳能电池板。所述太阳能电池板，包括：多 个太阳能电池，所述太阳能电池布置成多个子集，每一子集包括多个太阳能电池。相应子集 中的太阳能电池串联电连接，太阳能电池的所述子集并联电连接。相应子集中太阳能电池 的数目足够大W便所述太阳能电池板的输出电压与常规太阳能电池板的输出电压基本相 同，常规太阳能电池板上所有的基本呈方形的太阳能电池串联连接。
[0007] 该实施例的变形中，子集中的相应太阳能电池通过分隔基本呈方形的太阳能电池 来获得。
[000引进一步实施例中，所述太阳能电池通过将基本呈方形的太阳能电池分成=块来获 得。
[0009] 该实施例的变形中，子集中太阳能电池的数量与常规太阳能电池板中串联连接的 基本呈方形的太阳能电池的数量相同。
[0010] 该实施例的变形中，相应太阳能电池为矩形。
[0011] 该实施例的变形中，相应太阳能电池为双面隧穿异质结太阳能电池，包括：基极 层；沉积在所述基极层的两表面上的第一和第二量子隧穿势垒（QTB)层；非晶娃发射极层； W及非晶娃表面场层。此外，所述太阳能电池可从两表面吸收光。
[0012] 该实施例的变形中，相应太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的 第二金属栅格，其中第一金属栅格包括位于所述第一侧上的边缘处的第一边缘母线，W及 其中第二金属栅格包括位于所述太阳能电池的第二侧上相对边缘处的第二边缘母线。
[0013] 进一步变形中，所述第一金属栅格和所述第二金属栅格包括电锻化层。
[0014] 进一步变形中，子集中的两相邻太阳能电池定位为使得一太阳能电池的第一边缘 母线与另一太阳能电池的第二边缘母线直接接触，W实现所述两相邻太阳能电池之间的串 联连接并消除其间的暴露间隔。
[0015] 该实施例的变形中，相应子集中的所述太阳能电池形成U形串。
[0016] 该实施例的变形中，相应子集中的所述太阳能电池物理连接。
【附图说明】
[0017] 图1示出示例性太阳能电池的示图（现有技术）。
[001引图2示出根据本实用新型一实施例的示例性双面隧穿异质结太阳能电池的示图。
[0019] 图3A示出常规太阳能电池的电极栅格的示图（现有技术）。
[0020] 图3B示出根据本实用新型一实施例的带有单个中屯、母线的示例性双面太阳能电 池的表面。
[0021] 图3C示出根据本实用新型一实施例的每面带有单个中屯、母线的双面太阳能电池 的剖视图的示图。
[0022] 图3D示出根据本实用新型一实施例的示例性双面太阳能电池的前表面。
[0023] 图3E示出根据本实用新型一实施例的示例性双面太阳能电池的背表面。
[0024] 图3F示出根据本实用新型一实施例的每面带有单个边缘母线的双面太阳能电池 的剖视图。
[0025] 图4示出包括多个串联连接的太阳能电池的常规太阳能电池板的示图（现有技 术）。
[0026] 图5示出串联连接的太阳能电池串的侧视图的示图（现有技术）。
[0027]图6示出带有串联连接的太阳能电池的太阳能电池板的简化等效电路的示图。 [002引图7示出根据本实用新型一实施例的带有并行连接的太阳能电池的太阳能电池 板的简化等效电路的示图。
[0029] 图8示出根据本实用新型一实施例的示例性太阳能电池板配置的示图。
[0030] 图9示出根据本实用新型一实施例的太阳能电池串的示图，每个太阳能电池被分 成多个更小单元。
[0031] 图10示出根据本实用新型一实施例的示例性太阳能电池板的示图。
[0032] 图11示出根据本实用新型一实施例的制作太阳能电池板的流程的流程图。
[0033] 图12A示出根据本实用新型一实施例的在太阳能电池前表面上的示例性金属栅 格图案的不图。
[0034] 图12B示出根据本实用新型一实施例的在太阳能电池背表面上的示例性金属栅 格图案的不图。
[0035] 图13A示出根据本实用新型一实施例的两相邻的更小的每面带有单个边缘母线 的电池之间的串联连接的示图。
[0036] 图13B示出根据本实用新型一实施例的相邻边缘重叠的更小电池的侧视图。
[0037] 图13C示出根据本实用新型一实施例的包括两行更小电池的示例性太阳能电池 串的俯视图。
[003引附图中，相同附图标记表示相同附图元件。
【具体实施方式】
[0039] 提出下面的描述W使得任何本领域技术人员能够制作和使用实施例，并且在特定 应用及其需求的背景下提供下面的描述。对于本领域技术人员，对公开的实施例的各种修 改将显而易见，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下本文所定义的一般原理将应用 于其他实施例和应用。因此，本实用新型不限于示出的实施例，而是被授予与本文所公开的 原理和特征相一致的最宽广的范围。
[0040]
[0041] 本实用新型的实施例提供高效率太阳能电池板。为减小由太阳能电池板的内部电 阻消耗的那部分功率，本实用新型的太阳能电池板包括并行连接的太阳能电池串。而且， 为了保证本实用新型太阳能电池板与常规电池板的输出兼容，每个常规方形晶片在制作好 设备结构后被分成若干分割单元，其可为矩形串且可串行连接，W使整个电池板输出与常 规电池板基本相同的开路电压。在太阳能电池制作过程中，前部和背部金属栅格被特别设 计为便于将方形晶片分割成分割单元。更特别地，保留间隔用于基于激光的划分并裂开 (scribe-and-cleave)操作。为减小遮蔽并增加致密度，在一些实施例中，电池连接为叠瓦 模式。太阳能电池板的性能可进一步通过应用最大功率点追踪（MPPT)技术W及在电池和 电池组级别上旁路保护来进行改进。在一些实施例中，相应太阳能电池或太阳能电池板中 的太阳能电池组禪合至MPPT集成电路（1C)巧片和旁路二极管。
[0042] 本公开中，术语"常规太阳能电池"表示常规的、方形或伪方形（带有折角或圆角） 的太阳能电池，其典型地在常规晶片上制作。该些常规太阳能电池也可表示为"基本呈方 形"太阳能电池，意思是太阳能电池的形状为方形或伪方形。术语"分割电池"、"带"、"更小 电池"表示太阳能电池可W比常规电池更小。该样的电池可W通过将常规的方形晶片切割 成若干块来制作，或者直接在具有除常规晶片尺寸W外的尺寸的晶片上制作。注意尽管该 样独特形状的电池有时候也称为"更小电池"，其实并不需要该样的电池的尺寸实际小于常 规电池的尺寸。其他电池尺寸也是可能的，例如可大于和/或长于常规电池尺寸。
[0043] 双隊穿择质结太阳能由池
[0044] 图2示出根据本实用新型一实施例的示例性双侧隧穿异质结太阳能电池的示图。 在该示例中，双侧隧穿异质结太阳能电池200包括单晶娃基极层202、覆盖基极层202两 表面且纯化表面缺陷态的量子隧穿势垒（QTB)层204和206、形成表面场层的渗杂非晶 娃（a-Si)层208、形成发射极层的渗杂a-Si层210、第一透明导电氧化物（TCO)层212、 第二TCO层214、第一金属栅格216和第二金属栅格218。应注意，太阳能电池200可操作 光入射到该结构的两侧中的任一侧上。换言之，太阳能电池200可操作其表面场层208面 向入射光，或者操作其发射极层210面向