用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、太阳能电池模块和用于制造光伏太阳能电 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法，包括以下方法步骤：在方法步骤a中执行功率测试，其方式是，用光对太阳能电池进行加载，并根据检查标准A检查，是否至少能提取预先规定的最小电功率PMin，以及执行发热测试，其方式是，用预先规定的发热电压VHE沿反向对太阳能电池加载或者沿反向用电压这样对太阳能电池进行加载，使得由预先规定的发热电流IHE流过，并且根据检查标准B检查，太阳能电池表面是否没有超过预先规定的极限温度TGR或者根据理论的预测模型在设置热平衡时没有超过所述极限温度。重要的是，附加地在方法步骤c中执行击穿测试，其方式是，利用规定的击穿电压VDB沿反向对太阳能电池加载，并根据检查标准C进行检查，在用规定的击穿电压加载时是否至少有一个大于或等于预先规定的最小击穿电流IDB的电流流过。本发明还涉及光伏太阳能电池的一种应用、一种太阳能电池模块以及一种用于制造光伏太阳能电池的方法。
【专利说明】用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、太阳能电池模块和用于制造光伏太阳能电池的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、一种根据权利要求6的前序部分所述的光伏太阳能电池的应用、一种根据权利要求7的前序部分所述的太阳能电池模块以及一种根据权利要求10的前序部分所述的用于制造光伏太阳能电池的方法。
【背景技术】
[0002]光伏太阳能电池是一种面式的半导体构件，其中通过入射的电磁辐射产生电荷载体对并接着使其分离，从而在太阳能电池的至少两个金属的接触结构之间形成电势并通过与所述接触结构连接外部电路可以从太阳能电池获取电功率。电荷载体分离在pn结和/或pin结上进行，所述pn结和/或pin结例如可以这样来实现，即，在第一基本掺杂类型的硅基体中进行与此相反的掺杂类型的掺杂，以形成发射极。同样已知的是，发射极通过在基极基体上施加一个或多个层来构成。
[0003]为了将入射的电磁辐射转换成电能，使用多个模块，这些模块包括多个光伏电池。在装入光伏模块时，这些太阳能电池通常串联地组装成所谓的串。一个模块通常包括多个串。在一个这样的模块运行是可能出现以下问题:
[0004]在确定的情况下，在模块的运行中，所包含的太阳能电池的一部分被遮蔽，例如被位于光源(通常是太阳)和太阳能电池之间的叶子或其他物体所遮蔽。同样由于太阳的运行也会由于固定的物体，如树木、烟囱或类似物或者暂时地由于清洁或维护人员、由于积雪或污物、例如鸟的排泄物而发生部分遮蔽。
[0005]由太阳能电池产生的电流主要取决于对相应太阳能电池加载的照度。如果一串中串联的太阳能电池的一部分部分地或完全地被遮蔽，则可能出现所述被遮蔽的太阳能电池的极性的反转，因为这些电池所产生的电流强度小于被完全照射的太阳能电池的电流强度。只要在串中被遮蔽的太阳能电池的短路电流密度Jse小于未被遮蔽的太阳能电池的短路电流密度，通常就会发生这种反转。
[0006]被遮蔽的太阳能电池在这种情况下沿反向/截止方向(Sperrrichtung)运行,就是说，在这些太阳能电池上在沿反向在金属的触点接通结构上施加电压，所述电压与在未遮蔽的太能电池中施加在金属的触点接通结构上的电压相比具有相反的极性。整个全部或部分被遮蔽的太阳能电池位于其中的串的电流强度以及由此还有该串所产生的电功率通常会由于遮蔽而明显降低，至少当采用常见的具有标准太阳能电池的具有对于工业制造常见的模块结构的太阳能电池模块时是这样，所述太阳能模块的串是串联的并且分别具有一个旁路二极管。因此在带有旁路二极管的标准模块中模块的输出电功率通常在部分遮蔽的情况下会降低被遮蔽的太阳能模块处于其中的串的整个功率。
[0007]这里以及在后面通常将这样的状态称为负电压或沿反向施加的电压，即在太阳能电池的金属的触点接通结构上与正常运行中的电压反向地施加电压。正常(特别是未遮蔽的)运行中的电压通常称为正电压或沿正向的电压。
[0008]因此，根据模块的结构和遮蔽的类型可以将施加的被遮蔽的太阳能电池上的电压是负的，并且由此在太阳能电池中会消耗电能(主要由于电能转换成热量)。在沿反向运行的太阳能电池中电能到热量的转换可能导致模块损坏。通常如果沿反向流动的电流不是面式地在太阳能电池的整个面上或至少在太阳能电池的较大的面上流动，而是仅在太阳能电池的相应地具有高电流密度并且强烈升温(所谓的“热点”)的局部区域上流动，则可能出现损坏。特别是在所述热点上由于大的发热太阳能电池和/或模块会被破坏。
[0009]因此在制造太阳能电池模块时通常设置旁路二极管，所述旁路二极管与串电并联。旁路二极管将沿反向的最大电压限制在串中所有未被遮蔽的电池的总电压加上施加在旁路二极管上的电压。串中的太阳能电池的数量越小，可以沿反向施加在被遮蔽的太阳能电池上的最大电压就越小，从而在部分遮蔽时特别是降低了击穿的风险以及还降低了功率损失的风险。在接通所装入的旁路二极管之前，在部分遮蔽时的功率损失直接与串中的太阳能电池的数量相关，如果施加有负电压的被遮蔽的太阳能电池没有被“击穿”，就是说沿反向发生导通。
[0010]通常模块的电输出功率在部分遮蔽时至少降低带有部分遮蔽的串的总功率。此外，在一些情况下还会由于旁路二极管上的电压降而出现降低。一个串具有的太阳能电池越少，则在串部分遮蔽时模块损失的功率越少。但原则上总是在部分遮蔽时存在功率损失。
[0011]因此，为了即使在模块被部分遮蔽的情况下也实现高的模块效率，有利的是，每个太阳能电池电并联一个旁路二极管，从而在模块中理论上存在一个太阳能电池的串尺寸。由于闻的制造耗费和相应闻的制造成本这并不实用。
[0012]因此已知，二极管作为独立的电子构件固有地在太阳能电池中构成并相应地通过该旁路二极管连接太阳能电池的金属的正极和负极的触点。这种太阳能电池记载在US5, 616，185.W02010/029180A1和DE102008043206A1中。这里不利的是，在太阳能电池制造时需要较多的附加方法步骤，特别是用于在太阳能电池的半导体基体中形成旁路二极管的扩散步骤。相应地对于这种太阳能电池导致了明显提高的制造成本。
[0013]因此，在当前工业制造的太阳能电池模块中按标准构成多个旁路二极管，所述旁路二极管与多个串联的太阳能电池(串)并联。工业标准上每个太阳能电池模块有三个旁路二极管；这意味着，一个串通常分别具有20个到24个之间的串联的太阳能电池。由此，在部分遮蔽时功率损失被限制在模块功率的约1/3 (如果只有一个串的太阳能电池被部分遮蔽)。此外，沿反向施加在太阳能电池上的电压Vmv被限制在最大为以下和值:
[0014]Vrev = ^^未麵太隱电池/串+乂旁通二极管(I)
[0015]就是说，相应地是相应串的未被遮蔽的太阳遗电池电压V/ $以及连问在一些情况下配设于该串的旁路二极管电压V二的总和。
[0016]为了由其可能的热点风险拣出太阳能电池，模块制造商部分地将在反向电压下的电流标准用作的输入规定值。就是说，待安装的太阳能电池在确定的反向电压下不应超过一定的电流值。反向电压根据所采用的模块构架来确定并通常按等式(I)来确定。因此在确定反向电压下的电流也是很多太阳能电池制造生产线的输出检查时的分级标准。
[0017]对于由多晶硅制成的太阳能电池，在反向电压小于硅本来预期的击穿电压时，发生空间电荷区的击穿。在文献中对导致这种降低的击穿电压的可能的原因有详细的讨论(例如 Breitenstein, 0., J.Bauer, J.- M.Wagner, N.D.Zakharov, Η.Blumtritt, A.Lotnyk, M.Kasemann, ff.Kwapil 和 W.Warta;Defect-1nduced breakdown inmulticrystalline silicon solar cells;IEEE Transactions on Electron Devices氺57氺
(9)，p2227-2234(2010))。如果在小于确定的反向测试电压的电压下发生击穿，则这些太阳能电池具有升高的电流并被拣出。现有技术是，提高由多晶硅组成的太阳能电池中的击穿电压，使得太阳能电池在部分遮蔽时在按标准设有旁路二极管的工业模块中不会击穿。这里假定，击穿会导致模块中的热点，所述热点对于模块构成提高的损坏风险。
[0018]例如在DE102008043458A1中提出了在太阳能电池中提高击穿电压。此外在DE102009034317A1中提出了，在由冶金法提纯(umg)硅制造的太阳能电池中提高击穿电压。
【发明内容】
[0019]由此出发，本发明的目的在于，拓宽能合理地在太阳能电池模块中经济地使用的太阳能电池的范围，特别是提供这样的太阳能电池的质量标准，使得降低太阳能电池的工业生产线的废品率和/或降低在太阳能电池模块中形成热点的风险，和/或基于本身已知的用于制造太阳能电池的方法提出一种用于太阳能电池的制造方法，所述方法使得可以避免在模块中出现热点和/或实现模块结构的简化。
[0020]所述目的通过根据权利要求1的用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、通过根据权利要求6的光伏太阳能电池在太阳能电池模块中的应用、通过根据权利要求7的太阳能电池模块以及通过根据权利要求10的光伏太阳能模块的制造方法来实现。用于质量检查的方法的优选实施形式在权利要求2至5中给出，太阳能电池模块的优选实施形式在权利要求8至9中给出，光伏太阳能电池的制造方法的优选实施形式在权利要求11至14中给出。由此各权利要求的原文通过明确的引用包括在该说明书中。
[0021]本发明基于 申请人:的这样的认知，即，出人意料地且与现有的观点相反地合理的是，有目的地选择这样的太阳能电池，这些太阳能电池具有降低的击穿电压，因此，在按标准接通旁路二极管之前，这些太阳能电池在部分遮蔽的条件下在模块中“击穿”(即沿闭锁方向导电)。与根据标准尽可能提高太阳能电池的击穿电压的方式不同，应有目的地降低击穿电压。
[0022]所述有目的地选择的太阳能电池优选具有以下特性:
[0023]在按标准安装在相同串中的旁路二极管接通之前，这些太阳能电池在反向电压下击穿，就是说，优选击穿电压低于在等式(I)中限定的值，并且在沿反向施加的、通过串的未被遮蔽的太阳能电池的最佳工作点处的电压的总和限定的电压下，太阳能电池在阴影中导通的电流大于串的未被遮蔽的太阳能电池的串联电路的在最佳工作电流动的电流。
[0024]如果太阳能电池常见的使用场合保持对多个太阳能电池的经常性遮蔽，则有利的是，将前面所述的击穿电压选择得更小，优选将前面所述的击穿电压乘以系数l/nab，其中nab给出一个串在典型的应用场合以及在出现遮蔽时通常被遮蔽的太阳能电池的数量，在其受遮蔽时，在使用中根据规定应避免功率损失。优选在这种情况下，以及在以下情况下，在使用时也至少将在串中这样的太阳能电池的数量nab用作数量nab。
[0025]下面始终以这样的含义使用系数nab，就是说根据上面的定义以及根据在串中满足所述标准的至少nab个太阳能电池的优选应用。
[0026]太阳能电池不具有明显的分路或其他对正向性能的影响。当太阳能电池在标准测试条件下提供规定的最低电功率时，这个标准通常得到满足。
[0027]所述太阳能电池不会导致热点，因为击穿是面式分布的并且不会导致严重的局部升高的温度。
[0028]如果对于模块仅使用这种太阳能电池，则在一个太阳能电池被部分遮蔽时不会损失串的全部功率，而是仅损失提供被遮蔽的太阳能电池的击穿电压所需的太阳能电池的功率。因此在个别太阳能电池被部分遮蔽时，功率损失较小。因为通常情况下本来就无法达到根据标准安装的旁路二极管的激活电压，因此也可以省去旁路二极管。
[0029]通过击穿在整个电池面上的面式的分布，对选出的太阳能电池的部分遮蔽不会导致模块中的热点。本发明因此还克服了这样的偏见，即，在确定的在旁路二极管的激活电压的范围内的反向电压下具有提高的反向电流的太阳能电池必须被分拣出来。具体而言克服了这样的偏见，在多晶硅太阳能电池中要避免击穿，而是相反地击穿对在部分遮蔽时的功率产出起有利的作用，而不会由于热点损坏模块。
[0030]在本发明的第一方面提出一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法。所述方法包括以下方法步骤:
[0031]a.执行功率测试，其方式是，用光、优选是具有预先规定的光谱和/或预先规定的强度的光加载太阳能电池，并根据检查标准A检查，是否可以至少获取预先规定的最小电功率Pmri，
[0032]b.执行发热测试，其方式是，用规定的发热电压Vhe沿反向对太阳能电池加载或者太阳能电池这样沿反向加载电压，使得有规定的发热电流Ihe流过，并且根据检查标准B来检查，太阳能电池表面是否没有超过规定的极限温度TeK，或者根据理论的预测模型在调整热平衡时没有超过规定的极限温度。
[0033]这些方法步骤或检查标准A和B已经在工业化制造中由太阳能电池的选择已知。特别是检查标准A通常称为在太阳能电池制造结束时的“重新分级”或分等级。通常检查在标准STC (25°C /I太阳照度)下进行。
[0034]这里按本身已知的方式选择最小电功率PMin。特别是在本发明的范围内的是，规定在标准条件下当前太阳能电池类型平均的功率或者利用制造这种类型的加工线实现的平均功率的50%、优选75%、更优选地90%作为PMin。
[0035]重要的是，附加地在方法步骤c中执行击穿测试，其方式是，利用预先规定的击穿电压Vdb沿反方向对太阳能电池加载，并根据检查标准C进行检查，在用预先规定的击穿电压加载时是否至少有一个大于或等于预先规定的最小击穿电流Idb的电流流过。击穿电压Vdb通常根据在等式(I)中确定的值确定和在下面说明的在等式(I)中确定的值除以nab。击穿电压Vdb常见的值对于标准硅太阳能电池的情况(用于工业应用的标准工艺制造的AL-BSF)大约为-15V (每个串24个电池时)，大约为-12V (每个串20个电池时)或-1OV
[0036]用于击穿电压Vdb的优选选择的所述检查标准基于这样一种常见场合，其中，在多种情况下，仅有一个太阳能电池被遮蔽。如果相反必须基于这样的情况，即通常由两个或更多个太阳能电池被遮蔽，则优选选择具有在数值上与之前给定的值相比较小的值的击穿电压VDB。在一个优选的实施形式中，前面所述的值除以通常被遮蔽的太阳能电池的数量。如果因此基于出现遮蔽时通常被遮蔽的太阳能电池的数量nab，或者基于一串中的在其被遮蔽时根据规定不应发生明显的功率降低的太阳能电池的数量，则击穿电压Vdb通常根据在等式(I)中定义的值确定。所述值除以nab:VKEV/nab。相应地在标准硅太阳能电池中得到常见的值为_15V/nab (当每个串有24个太阳能电池时)、约-12V/nab (当每个串有20个太阳能电池时)或_10V/nab。
[0037]这里在本发明的范围内的还有，在击穿测试方面采用等效的标准，例如，在求预先规定的击穿电压时得到，太阳能电池在较小的电压下已经达到电流极限。由于同样要确保，太阳能电池的实际的击穿电压小于预先规定的击穿电压。由此检查标准C’是等效的，其方式是，检查是否在给太阳能电池沿反向加载电压时在电压小于确定为最大的击穿电压VDB；max时已经有预先规定的最小击穿电流Idb流过。这个电流优选取决于模块的MPP。
[0038]因此，根据本发明的用于质量检查的方法与现有的观点不同具有这样的检查标准，即，存在低的击穿电压，就是说，在预先规定的击穿电压Vdb下，有至少一个预先规定的最小击穿电流Idb流过或存在与此等效的标准。
[0039]按照根据本发明的用于质量检查的方法进行的质量检查因此特别是涉及这样的太阳能电池，这种太阳能电池目前为止都作为“废品”而被拣出并特别是没有用在具有符合标准的旁路二极管线路的光伏模块中。但基于 申请人:的认知，出人意料地特别是这种太阳能电池可以有利地在太阳能电池模块中使用，如前面所述那样，通过根据本发明的方法提供了一种质量检查，所述质量检查明显降低了太阳能电池生产线的废品率和/或在部分遮蔽时以明显降低的形成热点的风险实现太阳能电池模块的制造和/或由于省去了旁路二极管实现了更为经济的光伏模块的生产和/或实现了新的模块设计，这种设计不受每个串的最大电池数量限制。
[0040]此外，根据本发明的用于质量检查的方法也涉及这样的太阳能电池，所述太阳能电池目前为止由于较低的击穿电压被认为是无益的。这特别涉及由umg硅材料制成的太阳能电池和/或特别是在使用用于制造太阳能电池的多晶硅晶片时具有比当前的标准高的基本惨杂的太阳能电池。
[0041 ] 因此，优选在根据本发明的用于质量检查的方法中，在至少检查标准A和B和C成立的情况下，给太阳能电池配设质量标准I。
[0042]符合这种新提供的质量标准I的太阳能电池因此和前面所述一样省去了旁路二极管、实现了在部分遮蔽时太阳能电池模块中提高的功率输出和/或实现了新型的模块设计，所述设计不受每个串的最大电池数量限制，和/或使得可以使用目前为止被看作是不可用的材料，例如umg硅，或目前为止被看作是不经济地高的基本掺杂，特别是在太阳能电池由多晶硅制成时。
[0043]如果主要应提高用于制造太阳能电池的生产线的生产率，则有利的是，在根据目前为止有效的标准已经可以使用的太阳能电池附加地可以用于根据质量标准I的、用于制造太阳能电池模块的太阳能电池。
[0044]优选在根据本发明的用于质量检查的方法中，当满足下面两个条件中的至少一个时，给太阳能电池配设质量标准II:
[0045]至少检查标准A和B和C (质量标准I)成立，
[0046]至少检查标准A和B成立并且检查标准D成立，其中在方法步骤d中执行不击穿测试，其方式是，沿反向用预先规定的不击穿电压Vndb对太阳能电池加载，并根据检查标准D检查，在用所述预先规定的不击穿电压Vndb加载时是否有小于或等于预先规定的最大电流Indb的电流流动。
[0047]质量标准II因此包括这样的太阳能电池，所述太阳能电池根据前面所述的用于质量检查的标准也已经允许被用于太阳能电池模块中。标准D在工业制造中通常被称为“反向电流标准”。这个概念是很常用的，但却是误导性的，因为根据检查条件在标准D中电流不是沿“反向”流动，而是沿与光电流相同的方向流动。
[0048]但质量标准II附加地还包括如上所述根据质量标准I的太阳能电池，从而与目前为止执行的质量检查相比，被作为废品拣出的太阳能电池较少，并且因此在制造太阳能电池时提高了生产线的生产率。如果在制造具有质量标准II的太阳能电池的太阳能电池模块时，在一个串中至少一个太阳能电池符合第二个条件，则按已知的方式在该串上设置旁路二极管就是合理的，以便在所述太阳能电池被遮蔽时避免出现热点形成和模块的提高的功率损失。
[0049]优选在根据本发明的用于质量检查的方法中，太阳能电池设定成用于设置在一个太阳能电池模块中，在所述太阳能电池模块中，串中的各太阳能电池分别以太阳能电池的数量nst设置。这里各太阳能电池优选这样选择，使得在方法步骤c中最小击穿电流Idb选择成大于或等于、优选等于太阳能电池模块在太阳能电池模块的最佳工作点处的电流，和/或击穿电压Vdb在数值(绝对值)上选择成小于或等于、优选等于在太阳能电池模块的最佳工作点处串的未被遮蔽的太阳能电池的电压Vmpp的和，优选选择前面所述的值除以nab。由此优化了检查标准C的界限/边界。特别是太阳能电池优选这样选择，使得当沿反向在太阳能电池上施加构成在串中剩余太阳能电池的最佳工作点处的电压Vnipp的和的电压VDB，时，优选在沿反向在一个太阳能电池上施加电压vDB，Au时，至少有这样的电流流过，所述电流等于在最佳工作点处所述串的电流Impp。一个可选的等效的标准是，前面所述的电流Impp在沿反向给太阳能电池加载这样的电压时流过，所述电压小于或等于前面所述的电压Vmpp的和，所述电压优选小于或等于前面所述的电压Vmpp的和除以nab。
[0050]此外有利的是，在方法步骤b中将极限温度TeK选择成小于300°C、优选在100°C至250°C的范围内，更为优选地在130°C至180°C的范围。由此在常见的太阳能电池模块中避免的由于温度作用导致的太阳能电池模块的损坏。
[0051] 申请人:的前面所述的认知还克服了目前为止存在的偏见，即击穿电压较低的太阳能电池应作为废品被拣出。本发明的另一个方面因此涉及光伏太阳能电池在太阳能电池模块中的一种应用，所述太阳能电池至少满足根据权利要求1的检查标准C、优选满足根据权利要求I的检查标准A和C、更为优选地满足根据权利要求2的质量标准I。
[0052]本发明的另一个方面涉及一种太阳能电池模块，包括多个相互电连接的光伏太阳能电池，所述太阳能电池模块只包括这样的太阳能电池，所述太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I和/或根据权利要求3的质量标准II。这样的太阳能电池具有这样的优点，至少在根据质量标准I的太阳能电池被遮蔽时与在先已知的太阳能电池模块相比发生较小的功率下降。
[0053]各太阳能电池优选设置在串中并且太阳能电池模块的至少一个串只包括这样的太阳能电池，所述太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I。由此在所述串中在部分遮蔽时与在先已知的太阳能电池模块相比发生较小的功率下降，并且至少对于所述串可以放弃使用旁路二极管。因此特别有利的是，没有给所述串配设旁路二极管。由此，在模块制造中节省了成本。
[0054]在本申请中，概念模块的“串”和通常情况一样定义，就是说，通常配设给一个旁路二极管的各太阳能电池在概念上统称为串。如果模块的太阳能电池的一个子集的太阳能电池相互串联，并且该子集没有配设旁路二极管，则该子集类似地也可以称为串。如果模块的所有太阳能电池相互串联并且该模块不包括旁路二极管，则该模块仅具有一个串，该串配设有该模块的全部(串联的)太阳能电池。
[0055]在根据本发明的太阳能电池模块的另一个优选的实施形式中，该模块的所有太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I。因此，在该有利的实施形式中，整个太阳能电池模块都具有前面所述的优点。因此特别有利的是，所述太阳能电池模块不具有与各太阳能电池电连接的旁路二极管或者如上所述符合与此等效的标准。这里特别有利的是，不存在将模块的太阳能电池按传统的串设置的必要性。优选所述模块的所有太阳能电池是电串联的，从而对于新型的模块设计没有限制。
[0056]因此，本发明允许建立这样的太阳能电池模块，其中相对于在先已知的模块结构形式可以节省旁路二极管，设置可以完全放弃使用旁路二极管。由于较小的击穿电压，在根据本发明的教导的太阳能模块中始终避免了由于高的局部电流和相应地高的局部发热(所谓的热点)而发生模块的损坏。此外，在通常情况下避免了在部分遮蔽时发生功率损失。因此属于本发明的范围的是，根据本发明的教导的太阳能电池与旁路二极管组合成串，以便对于常见的预定的遮蔽场合实现尽可能小的功率损失。但特别有利的是，串的多个太阳能电池或优选所有太阳能电池根据本发明的教导构成，以便即使在不使用旁路二极管的情况下在部分遮蔽多个太阳能电池时也实现了尽可能小的功率损失。
[0057]如前面所述， 申请人:的作为本发明基础的认知克服了这样的偏见，S卩，具有较低击穿电压的太阳能电池应作为废品被拣出。相反甚至有利的是，在太阳能电池模块中使用特别是根据质量标准I的太阳能电池，因为在部分遮蔽时提高了功率收益并且降低了形成热点的风险。因此，在本发明的另一个方面中，提出了一种用于制造光伏太阳能电池的方法，包括:提供至少一个具有基本掺杂浓度的基极区域和至少一个发射极区域，使得在基极区域和发射极区域之间构成pn结和/或pin结。重要的是，至少这样来选择基本掺杂浓度，使得太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I。
[0058]因此通过适配和通过适当地选择至少所述基本掺杂浓度，可以在常见的在先已知的太阳能电池结构中改变太阳能电池的电特性，使得太阳能电池满足质量标准I。这通常是这样来实现的，由一种本身已知的太阳能电池结构出发，这样提高基本掺杂浓度，使得满足质量标准I。这特别是在硅太阳能电池并且这里特别是在所谓的“块状”太阳能电池，即基于硅基体制造的太阳能电池中是有利的。
[0059] 申请人:的研究表明，特别是在基于以多晶娃晶片为基础的半导体基体的太阳能电池中，根据本发明的用于制造光伏太阳能电池的方法是有利的，因为特别是在多晶硅和常见的在先已知的太阳能电池结构中可以这样来选择基本掺杂浓度的提高量，使得太阳能电池满足质量标准I。
[0060]此外 申请人:的研究还表明，特别是对于根据本发明的用于制造光伏太阳能电池的方法的应用，使用umg硅是适当的，因为即使对于这种材料通过适当地选择基本掺杂浓度也可以实现满足质量标准I。
[0061]因此，根据本发明的光伏太阳能电池的制造方法优选根据一种本身已知的用于制造光伏太阳能电池的方法设计，其中至少基极与所述在先已知的方法相比较构造成具有较高的基本掺杂浓度，使得太阳能电池满足质量标准I。
[0062]优选这样来选择基本掺杂,使得基极如权利要求14中所述具有〈0.80hmcm、优选〈0.70hmcm、更为优选〈0.5Ohmcm的基本电阻。
[0063]前面所述的值特别是在太阳能电池基于多晶硅晶片构成时是有利的。
【权利要求】
1.一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法，包括以下方法步骤: a.执行功率测试，其方式是，用光对太阳能电池进行加载，并根据检查标准A检查，是否至少能提取预先规定的最小电功率PMin， b.执行发热测试，其方式是，用预先规定的发热电压Vhe沿反向对太阳能电池加载或者沿反向用电压这样对太阳能电池进行加载，使得由预先规定的发热电流Ihe流过，并且根据检查标准B检查，太阳能电池表面是否没有超过预先规定的极限温度TeK或者根据理论的预测模型在设置热平衡时没有超过所述极限温度， 其特征在于， 附加地在方法步骤c中执行击穿测试，其方式是，利用规定的击穿电压Vdb沿反方向对太阳能电池加载，并根据检查标准C进行检查，在用规定的击穿电压加载时是否至少有一个大于或等于预先规定的最小击穿电流Idb的电流流过，和/或检查是否在给太阳能电池沿反向加载电压时在电压小于确定为最大的击穿电压VDB，max时已经有预先规定的最小击穿电流Idb流过。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在至少检查标准A和B和C成立的情况下，给太阳能电池配设质量标准I。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当满足下面两个条件中的至少一个时，给太阳能电池配设质量标准II: 至少检查标准A和B和C成立， 至少检查标准A和B成立并且检查标准D成立，其中在方法步骤d中执行不击穿测试，其方式是，沿反向用预先规定的不击穿电压Vndb对太阳能电池加载，并根据检查标准D检查，在用所述预先规定的不击 穿电压Vndb加载时有小于或等于预先规定的最大电流I.的电流流动。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，太阳能电池设定成用于设置在太阳能电池模块中，在所述太阳能电池模块中，串中的各太阳能电池分别以太阳能电池的数量rist设置，并且在方法步骤c中最小击穿电流Idb选择成大于或等于、优选等于太阳能电池模块在太阳能电池模块的最佳工作点处的电流， 和/或 击穿电压Vdb在数值上选择成小于或等于、优选等于在太阳能电池各自的最佳工作点处串的未被遮蔽的太阳能电池的电压V_的和，优选的是，击穿电压Vdb在数值上选择成小于或等于、优选等于在太阳能电池各自的最佳工作点处串的未被遮蔽的太阳能电池的电压Vmpp的和乘以系数l/nab，其中nab给出在常见应用中以及在出现遮蔽时串的通常被遮蔽的太阳能电池的数量或者给出串中的、在按规定使用时在其被遮蔽时应避免出现功率损失的、被遮蔽的太阳能电池的数量。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在方法步骤b中将极限温度TeK选择成小于300°C、优选在100°C至250°C的范围内，更为优选地在130°C至180°C的范围。
6.光伏太阳能电池在太阳能电池模块中的应用，所述太阳能电池至少满足根据权利要求I的检查标准C、优选满足根据权利要求1的检查标准A和C、更为优选地满足根据权利要求2的质量标准I。
7.一种太阳能电池模块，包括多个相互电连接的光伏太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池模块只包括这样的太阳能电池，所述太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I和/或根据权利要求3的质量标准II。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，各太阳能电池优选设置在串中并且太阳能电池模块的至少一个串只包括这样的太阳能电池，所述太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I，并且所述串优选没有配设旁路二极管。
9.根据权利要求7或8所述的太阳能电池模块，其特征在于，模块的所有太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I，优选所述太阳能电池模块不具有与各太阳能电池电连接的旁路二极管。
10.一种用于制造光伏太阳能电池的方法，包括:提供至少一个具有基本掺杂浓度的基极区域和至少一个发射极区域，使得在基极区域和发射极区域之间构成Pn结和/或pin结，其特征在于，这样来选择基本掺杂浓度，使得太阳能电池满足根据权利要求2的质量标准I。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述制造方法原理上根据一种本身已知的用于制造光伏太阳能电池的方法设计，其中至少基极与所述在先已知的方法相比较构造成具有较高的基本掺杂浓度。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，至少基极在硅基体中构成，优选基极和发射极在硅基体中构成。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述硅基体是多晶硅晶片。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，基本掺杂构造成小于0.SOhmcm、优选小于0.70hmcm、更为优选小 于0.50hmcm。
【文档编号】H02S50/10GK103548257SQ201280011409
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月2日 优先权日:2011年3月2日
【发明者】F·弗蒂格, S·瑞恩 申请人:弗劳恩霍弗实用研究促进协会, 弗赖堡阿尔伯特-路德维格大学