[发明专利]一种太阳能电池元件

说明书

技术领域

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

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n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(BackContactSolarCell)。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(InterdigitatedBackContact，简称IBC)、射极穿透式背电极太阳能电池(EmitterWrapThrough，简称EWT)、金属穿透式背电极太阳能电池(MetallizationWrapThrough，简称MWT)与金属绕边式背电极太阳能电池(MetallizationWrapAround，简称MWA)，其中以交指式背电极太阳能电池较为常见。

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。

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(shortcircuitcurrent，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(FillFactor，简称FF)，进而降低光电转换效率。

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SunPower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。

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。