[实用新型]太阳电池及太阳电池组件

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳电池技术领域，具体涉及太阳电池及太阳电池组件。

背景技术

太阳电池(又称为太阳能电池)是可以将太阳能转换成电能的半导体器件。目前，包括单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池在内的晶体硅太阳电池占到目前太阳电池产量的90％以上。从太阳电池的电极结构来讲，有两面都有电极的金属包覆太阳电池(MWT)、发射区包覆(EWT)太阳电池、HIT太阳电池和现在市面上占大多数的传统丝网印刷电极太阳电池，也有全背电极太阳电池，还有正面和背面都可以接受光的双面电池等等。

为简单起见，又不失一般性地进行说明，下面以目前市面上占大多数的晶体硅太阳电池为例，其结构如图1-1和图1-2所示。图1-1是晶体硅太阳电池前表面(即正面)及侧面图，图1-2是晶体硅太阳电池背表面(即背面)及侧面图。通常，太阳电池前表面是接受光的受光面，而太阳电池背表面是背光面。在垂直于太阳电池的平面方向，其结构包括：太阳电池的光电活性区，该光电活性区包括基区1、通过扩散形成的p-n结2和发射区3；用于钝化表面并减少入射光反射的减反膜4；前电极指栅7和前电极主栅8，其统称为太阳电池的前电极；以及背电极板6和背电极主栅5，其统称为太阳电池的背电极。

在太阳电池的基区1为p型材料的情况下，p-n结2将以硅原子为基体的材料分成两部分，靠近前表面即光入射面的发射区3的部分为n型区，与n型区联接的前电极为太阳电池的负电极，靠近背表面的基区1的部分为p型区，与p型区联接的背电极为太阳电池的正电极。在p-n结2附近形成一个空间电荷耗尽区。入射光线进入发射区3、电荷耗尽区或基区1后，会产生电子-空穴对，当这些电子-空穴对中的少子被电荷耗尽区收集以后，对外电路形成电压。当外电路闭合时，在p-n结2靠近前表面部分，电流被收集到发射区3以后，沿太阳电池平面方向流经发射区3，然后依次被前电极指栅7和前电极主栅8收集；在p-n结2靠近背表面部分，电流被收集到基区1以后，然后到达背电极板6，并在该背电极板6内沿太阳电池平面方向被背电极主栅5收集，从而将光转化为电。

然而，在晶体硅太阳电池的制造过程中，由于原硅片原有的微裂纹，或电池制造工艺过程中的操作不当等因素，会使作为最终产品的太阳电池的局部区域留下或产生新的微裂纹或宏观裂纹，甚至破裂成碎片。

裂纹有许多不同的存在位置、大小和形态，图2-1是具有裂纹的太阳电池的示意图。裂纹可以出现在太阳电池体内任何区域。在平行太阳电池的平面方向，裂纹的长度可以有几个纳米到贯穿整个太阳电池的最长路径。在垂直太阳电池的平面方向，裂纹的深度可以只是局限在基区1或发射区3，也可以贯穿基区1、p-n结2、发射区3和减反膜4(如裂纹9)，还可以继续贯穿前电极指栅7和前电极主栅8(如裂纹10和裂纹11)。当裂纹11在垂直太阳电池平面方向再贯穿背电极板6，形成如图2-2的断裂纹12，就造成整块太阳电池沿断裂纹12的方向破裂成两部分。裂纹沿太阳电池平面方向的走向可以多样化，它们可以与边沿有一定的倾斜角度(如裂纹9)，也可以平行于太阳电池边缘(如裂纹11)，还可以改变方向在太阳电池内部延伸，甚至贯穿整块太阳电池(如裂纹10)。

太阳电池厚度一般小于0.3毫米，在太阳电池的搬运及使用过程中容易受到应力的影响，微裂纹容易沿太阳电池平面方向和垂直太阳电池平面方向扩展。扩展后的裂纹一旦贯穿发射区3，原来沿发射区3的平面方向的电流就在该裂纹处受到阻碍，从而增加了整块太阳电池的串联电阻，降低太阳电池的输出功率；更严重的是，扩展后的裂纹一旦同时贯穿发射区3、前电极指栅7和前电极主栅8，电流在该裂纹处的收集变得更为困难甚至不可能，裂纹附近的区域很可能变成没有光电活性的死区，从而大大降低太阳电池的输出功率；此外扩展后的裂纹也可以贯穿背电极板6或背电极主栅5，从而也会大大降低太阳电池的输出功率；当裂纹贯穿整片太阳电池时，太阳电池沿该裂纹分裂成碎片，例如，图2-2中的太阳电池在断裂纹12处沿平行于边沿方向分裂成两部分。

目前对这些具有裂纹的太阳电池以及碎片的处理和利用方法是将它们用激光、工具刀等切割成若干小的矩形，然后，将其中光电性能完好的矩形小电池片做成组件，并将其它光电性能不好或不规则的电池碎片当废品处理。这种办法的一个缺点是切割后得到的小电池面积变小，串联做成组件后电流变小，另一个缺点是那些不规则的电池碎片得不到利用，从而造成浪费。

发明内容