[发明专利]使用异质结太阳能电池的双面光伏模块

说明书

技术领域

本公开一般涉及太阳能面板的制造。具体而言，本公开涉及使用异质结太阳能电池的双面光伏模块的制造。

背景技术

化石燃料对于环境的负面影响以及其上升的成本已导致迫切需要更清洁、更廉价的替代能源。在不同形式的替代能源中，太阳能电力由于其清洁性和广泛的可用性而被看好。

太阳能电池通过利用光伏效应将光转换成电。存在几种基本的太阳能电池结构，包括单p-n结、p-i-n/n-i-p和多结。典型的单p-n结结构包含p型掺杂层和n型掺杂层。具有单p-n结的太阳能电池可以是同质结太阳能电池或异质结太阳能电池。如果p掺杂层和n掺杂层均由类似的材料(带隙相同的材料)制成，那么太阳能电池被称为同质结太阳能电池。相反，异质结太阳能电池包括至少两个具有不同带隙的材料层。p-i-n/n-i-p结构包含p型掺杂层、n型掺杂层和夹在p层与n层之间的本征(未掺杂)半导体层(i层)。多结结构包含相互堆叠的具有不同带隙的多个单结结构。

在太阳能电池中，光在产生载流子的p-n结附近被吸收。载流子扩散到p-n结中并且通过内置的电场分开，由此产生跨器件和外部电路的电流。确定太阳能电池质量的重要指标是其能量转换效率，该能量转换效率被定义为(从吸收光到电能)转换的电力与当太阳能电池与电路连接时所收集的电力之间的比率。

对于同质结太阳能电池，由于悬空键(dangling bond)的存在而导致的电池表面上的少数载流子再组合可明显降低太阳能电池效率；因此，需要良好的表面钝化工艺。此外，通过掺杂剂扩散形成的相对较厚、重度掺杂的发射极层可大大减少对于短波长光的吸收。相比之下，异质结太阳能电池(诸如Si异质结(SHJ)太阳能电池)是有利的。图1给出示出示例性SHJ太阳能电池(现有技术)的示图。SHJ太阳能电池100包括前栅格电极(grid electrode)102、重度掺杂非晶硅(a-Si)发射极层104、本征a-Si层106、结晶-Si基板108和背栅极110。图1中的箭头表示入射太阳光。由于在a-Si层106与晶体硅(c-Si)层108之间存在固有带隙偏移，因此，可以使用a-Si层106，通过创建少数载流子的势垒来减少表面再组合速度。a-Si层106还通过修复现有的Si悬空键来钝化结晶硅层108的表面。并且，重度掺杂a-Si发射极层104的厚度可比同质结太阳能电池的厚度薄得多。因此，SHJ太阳能电池可以提供更高的效率，以及更高的开路电压(V_oc)和更大的短路电流(J_sc)。

为了实现更高的效率，需要改进太阳能电池结构。此外，由于在实践中太阳能电池被互连、组装和封装在一起以形成太阳能面板，因此，同样重要的是设计能够从其太阳能电池提取尽可能多电力的太阳能面板。

发明内容

本发明的一个实施例提供一种双面太阳能面板。双面太阳能面板包括：太阳能面板的第一面上的第一透明盖子；太阳能面板的第二面上的第二透明盖子；夹在第一盖子与第二盖子之间的多个太阳能电池；和用于输出通过太阳能面板产生的电力的一个或更多个引线。引线位于太阳能面板的边缘上，且不遮蔽太阳能面板的第一面和第二面。各太阳能电池包含：光伏结构；光伏结构的第一面上的第一金属栅格，该第一金属栅格允许太阳能电池从光伏结构的第一面吸收光；和光伏结构的第二面上的第二金属栅格，该第二金属栅格允许太阳能电池从光伏结构的第二面吸收光。

在本实施例的一个变体中，太阳能电池是包含位于光伏结构的第一面上的第一透明导电氧化物层和位于光伏结构的第二面上的第二透明导电氧化物层的双面异质结太阳能电池。

在另一变体中，第一和第二透明导电氧化物层具有不同的厚度。第一透明导电氧化物层的厚度被配置为用于通过光伏结构吸收大致直射白光，并且第二透明导电氧化物层的厚度被配置为用于通过光伏结构吸收大致散射或扩散光。

在本实施例的一个变体中，第一和第二金属栅格具有不同的指线间距。

在本实施例的一个变体中，第一金属栅格包含位于太阳能电池的第一面上的边缘处的第一边缘母线，并且第二金属栅格包含位于太阳能电池的第二面上的相对边缘处的第二边缘母线。

在另一变体中，两个相邻太阳能电池以如下方式被布置：一个太阳能电池的第一面上的第一边缘母线直接接触另一个太阳能电池的第二面上的第二边缘母线，由此有利于两个相邻太阳能电池之间的串联连接。

在本实施例的一个变体中，第一和第二金属栅格的母线被光捕获膜覆盖。