[实用新型]太阳能模块和装置、太阳能电池耦合系统和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2014年1月13日提交的、发明人为JiunnBenjaminHeng、JianmingFu、ZhengXu和BobbyYang的、名称为“MODULEFABRICATIONOFSOLARCELLSWITHLOWRESISTIVITYELECTRODES”的美国专利申请No.14/153,608(代理人案卷号SSP13-1001US)的部分继续申请，美国专利申请No.14/153,608要求2013年1月11日提交的、发明人为JiunnBenjaminHeng、JianmingFu、ZhengXu和BobbyYang的、名称为“ModuleFabricationUsingBifacialTunnelingJunctionSolarCellswithCopperElectrodes”、代理人案卷号SSP13-1001PSP的美国临时申请No.61/751,733的权益。

技术领域

本公开总体上涉及太阳能电池的制备。更具体地，本公开涉及双面隧穿结太阳能电池的模块制备。

背景技术

化石燃料的负面环境影响和它们上升的成本已经导致对更清洁、更便宜的替代能源的紧迫需求。在不同形式的替代能源中，太阳能由于其清洁和广泛可得性而受青睐。

太阳能电池使用光伏效应将光转换成电。存在若干基本太阳能电池结构，包括单p-n结、p-i-n/n-i-p和多结。典型的单p-n结结构包括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者异质结太阳能电池。如果p掺杂层和n掺杂层二者都是由相似的材料(具有相等带隙的材料)制成，则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层不同带隙的材料。p-i-n/n-i-p结构包括p型掺杂层、n型掺杂层以及嵌在p层和n层之间的本征(非掺杂)半导体层(i层)。多结结构包括堆叠在彼此顶部上的、不同带隙的多个单结结构。

在太阳能电池中，吸收靠近p-n结的光，从而生成载流子。载流子扩散进入p-n结并且由内建电场分离，因此产生跨器件和外部电路装置的电流。确定太阳能电池质量的重要度量标准是其能量转换效率，能量转换效率被定义为当太阳能电池被连接到电路时，在转换的功率(从吸收的光到电能)和收集的功率之间的比例。

图1给出了图示示例性太阳能电池(现有技术)的图。太阳能电池100包括n型掺杂Si衬底102、p⁺硅发射极层104、前电极栅格106和Al背电极108。图1中的箭头表示入射太阳光。从图1可以看出，Al背电极108覆盖太阳能电池100的整个背侧，因此防止背侧处的光吸收。此外，前电极栅格106通常包括对太阳光不透明的金属栅格，并且将阴影投射在太阳能电池100的前表面上。

实用新型内容

对于传统的太阳能电池，前电极栅格可以阻挡高达8％的入射太阳光，因此显著降低转换效率。

本实用新型的一个实施例提供太阳能模块以提高转换效率。太阳能模块包括第一盖体、第二盖体和位于第一盖体和第二盖体之间的多个太阳能电池。相应的太阳能电池包括多层半导体结构、位于多层半导体结构和第一盖体之间的第一电极、以及位于多层半导体结构和第二盖体之间的第二电极。第一电极和第二电极各自包括金属栅格。相应的金属栅格包括多个指线(fingerline)和耦合到指线的单个母线(busbar)。单个母线被配置为收集来自指线的电流。

在实施例上的变化中，单个母线位于太阳能电池的相应表面的中心处。

在实施例上的变化中，太阳能电池的第一表面和第二表面的单个母线位于相对的边缘处。

在进一步的变化中，两个邻近的太阳能电池由焊接到太阳能电池边缘处的第一单个母线和邻近太阳能电池的邻近边缘处的第二单个母线的金属片(tab)耦合到一起。金属片的宽度与第一单个母线和第二单个母线的长度相当。

在进一步的变化中，第一单个母线在太阳能电池的第一表面上，并且第二单个母线在邻近的太阳能电池的第二表面上。

在进一步的变化中，第一单个母线和第二单个母线在两个太阳能电池的表面的相同侧上。

在进一步的变化中，多个太阳能电池由金属片耦合成串，并且其中多个串被串联或者并联电耦合。

在进一步的变化中，金属片的长度在3mm和12mm之间。