[发明专利]太阳电池、太阳电池组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏技术领域，涉及通过非欧姆接触或者第二绝缘介质层实现主栅电极和背电场之间电性隔离的金属绕穿型（Metal Wrap Through, MWT）背接触太阳电池，尤其涉及太阳电池的背面设置第一绝缘介质层的MWT背接触太阳电池、该太阳电池的制备方法、可通过互连条将多个MWT背接触太阳电池在基本同一平面上连接的太阳电池组件以及该太阳电池组件的制备方法。

背景技术

利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的应用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳能转换为电能的器件。在实际应用中，一般是以由多个太阳电池串联（以互连条焊接串联连接）而成的太阳电池组件作为基本的应用单元。

通常地，太阳电池包括形成在电池衬底（如单晶硅或多晶硅）上的pn结，以及收集电池衬底上因太阳照射所产生的光生电流并将其汇集引出的电极。太阳电池包括正面以及背面，其中电池工作时被太阳光所照射的一面定义为太阳电池的正面，与该正面相反的一面定义为背面。常规地，在其正面形成用于收集电流的副栅电极（或次栅线）以及用于汇集副栅电极的电流的主栅电极；在其背面上形成背电场和背电极以引出电流。这种太阳电池通过互连条串联形成太阳电池组件时，一条互连条的一端需要在一太阳电池的背面焊接连接背电极、其另一端需要在另一太阳电池的正面焊接连接主栅电极，互连条并不是在同一平面上，这不利于太阳电池组件的自动化生产；并且，随着电池衬底的不断减薄，在太阳电池的边沿处的焊接点处存在较大的隐裂风险。

随着太阳电池技术的发展，近年来提出了将电池正面的主栅电极置于电池衬底背面的背接触型太阳电池。美国专利号为US6,384,317B1的、题为“Solar Cell and Process of Manufacturing the Same（太阳电池及其制备方法）”的专利中具体公开了一种MWT背接触太阳电池。MWT背接触太阳电池相对常规的太阳电池具有转换效率高、美观的特点，并且避免了在正面和背面需要同时焊接互连条的情形，提高了太阳电池组件的转换效率并易于将太阳电池封装成太阳电池组件。

图1所示为现有技术的将MWT背接触太阳电池封装为太阳电池组件的结构变化示意图，其中，图1（a）为MWT背接触太阳电池的背面结构示意图，图1（b）为MWT背接触太阳电池组件的制作过程中采用导电胶粘接工艺时置放背板（Back Sheet）互连后的电性连接示意图。现有技术中，MWT背接触太阳电池互连为太阳电池组件时，一般采用背板来实现导电胶粘接工艺。如图1（a）所示，900为MWT背接触太阳电池的衬底，910为背电场中的背电极（例如通过银浆形成），920为形成于背面的主栅电极。如图1（b）所示，在MWT背接触太阳电池的背面采用集成的背板930来封装成太阳电池组件。背板930中，与MWT背接触太阳电池接触的一层为耐候绝缘基板板材料和密封材料；中间层为金属薄膜层，通过对金属薄膜层构图，可以实现相应主栅电极和背电极的连接（如图中的白色曲线）；背板930的最外层还覆盖一层绝缘介质层，该绝缘介质层并不覆盖图中所示的电极接触孔931。在太阳电池的背电极或主栅电极需要与金属铜薄膜层电性导通的区域，在其相应区域上的电极接触孔931中填充导电胶（例如银粉导电胶）。因此，需要电极接触孔931与相应电极对准。图1中示意了两个太阳电池之间的互连，对于多个太阳电池，同样适用。因此，图1所示的互连方式并非采用传统的焊接方式焊接互连条。

但是，以图1所示的互连方式形成太阳电池组件时，存在以下缺点：（1）电极与金属薄膜层之间通过导电胶连接，可靠性较低；（2）MWT电池背面的电极需要与金属薄膜上对应的电极接触孔精确对准，工艺过程中需要精确控制，制造过程复杂、难度较高；（3）完成以上互连过程所需要的设备昂贵，无形中增加太阳电池组件的成本；（4）表面覆盖金属薄膜（例如铜薄膜材料）的耐候绝缘的背板、密封材料和银粉导电胶价格较高，增加了太阳能电池组件的成本。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种绝缘隔离特性好、便于通过互连条组装成太阳电池组件的MWT背接触太阳电池。

本发明的目的之二在于，提供一种可以使用常规焊接方式或者导电胶带粘接方式实现互连条互连MWT背接触太阳电池形成太阳电池组件。

本发明的上述目的或者其它目的通过以下技术方案实现：

按照本发明的一方面，提供一种MWT背接触太阳电池，其包括：

电池衬底，包括位于其背面的第一导电类型区域和位于其正面的第二导电类型区域，所述第二导电类型区域与所述第一导电类型区域形成PN结；