[实用新型]无主栅高效率背接触太阳能电池模块及组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及无主栅高效率背接触太阳能电池模块及组件。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，随着人类社会的不断发展和进步，对能源的需求与日俱增。传统的化石能源属于不可再生能源已经很难继续满足社会发展的需求，因此全球各国近年来对新能源和可再生源的研究和利用日趋火热。其中太阳能发电技术具有将太阳光直接转化为电力、使用简单、环保无污染、能源利用率高等优势尤其受到普遍的重视。太阳能发电是使用大面积的P-N结二极管在阳光照射的情况下产生光生载流子发电。

现有技术中，占主导地位并大规模商业化的晶体硅太阳电池，其发射区和发射区电极均位于电池正面(向光面)，即主栅、辅栅线均位于电池正面。由于太阳能级硅材料电子扩散距离较短，发射区位于电池正面有利于提高载流子的收集效率。但由于电池正面的栅线阻挡了部分阳光(约为8％)，从而使太阳能电池的有效受光面积降低并由此而损失了一部分电流。另外在电池片串联时，需要用镀锡铜带从一块电池的正面焊接到另一块电池的背面，如果使用较厚的镀锡铜带会由于其过于坚硬而导致电池片的碎裂，但若用细宽的镀锡铜带又会遮蔽过多的光线。因此，无论使用何种镀锡焊带都会产生串联电阻带来的能量损耗和光学损耗，同时不利于电池片的薄片化。为了解决上述技术问题，本领域技术人员将正面电极转移到电池背面，开发出背接触太阳能电池，背接触太阳电池是指电池的发射区电极和基区电极均位于电池背面的一种太阳电池。背接触电池有很多优点：①效率高，由于完全消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高了电池效率。②可实现电池的薄片化，串联使用的金属连接器件都在电池背面，不存在从正面到背面的连接可以使用更薄的硅片，从而降低成本。③更美观，电池的正面颜色均匀，满足了消费者的审美要求。

背接触太阳电池包括MWT、EWT和IBC等多种结构。背接触太阳电池大规模商业化生产的关键是在于如何高效而低成本的将背接触太阳电池串联起来并制作成太阳能组件。MWT组件通常的制备方法是使用复合导电背板，在导电背板上施加导电胶，在封装材料上对应的位置冲孔使导电胶贯穿封装材料，将背接触太阳电池准确地放置于封装材料上使导电背板上的导电点与背接触太阳电池上的电极通过导电胶接触，然后在电池片上铺设上层EVA和玻璃，再将整个层叠好的模组翻转进入层压机进行层压。此工艺存在以下几个缺陷：1、所使用的复合导电背板是在背板中复合导电金属箔，通常为铜箔，且需要对铜箔进行激光刻蚀或化学刻蚀。由于激光刻蚀对于简单图形尚可操作，对于复杂图案则刻蚀速度慢，生产效率低，而化学刻蚀则存在需要预先制备形状复杂且耐腐蚀的掩膜、环境污染和腐蚀液对高分子基材的腐蚀问题。所以此方式制造的导电型背板制造工艺复杂，成本极高。2、需要对太阳电池片后层的封装材料进行冲孔以便使导电胶贯穿封装材料，由于封装材料通常是粘弹体，要进行精确冲孔难度极大。3、需要精确的点胶设备将导电胶涂覆在背板的相应位置，对MWT这种背接触点较少的电池还可以操作，对IBC等背接触点面积小、数量大的背接触电池使用点胶设备根本无法实现。

IBC技术将P-N结放置于电池背面，正面无任何遮挡同时又减少了电子收集的距离，因此可大幅度提高电池片效率。IBC电池在正面使用浅扩散、轻掺杂和SiO₂钝化层等技术减少复合损失，在电池背面将扩散区限制在较小的区域，这些扩散区在电池背面成点阵排列，扩散区金属接触被限制在很小的范围内呈现为数量众多的细小接触点。IBC电池减少了电池背面的重扩散区的面积，掺杂区域的饱和暗电流可以大幅减小，开路电压和转换效率得以提高。同时通过数量众多的小接触点收集电流使电流在背表面的传输距离缩短，大幅度降低组件的串联内阻。

IBC背接触电池由于具有常规太阳能电池难以达到的高效率而备受业界关注，已经成为新一代太阳能电池技术的研究热点。但现有技术中IBC太阳能电池模块P-N结位置相邻较近且均在电池片背面，难以对IBC电池模块进行串联并制备成组件。为解决上述问题，现有技术也出现了多种对IBC背接触太阳能电池的改进，Sunpower公司曾发明将相邻的P或N发射极通过银浆丝网印刷细栅线相连最终将电流导流至电池边缘，在电池片边缘印刷较大的焊点再使用连接带进行焊接串联，自从丝网印刷技术发明后，太阳能领域一直使用该技术形成电流的汇流，如最新申请的专利201310260260.8，201310606634.7，201410038687.8，201410115631.8，并未作出任何改进。