[发明专利]太阳能电池

说明书

本发明提出一种太阳能电池，其包含一半导体基板，该半导体基板的背面设置有钝化层、汇流电极与背电极层。汇流电极经由钝化层的汇流电极开口电性连接于半导体基板的背面，背电极层则经由钝化层的第一开口群与第二开口群电性连接于半导体基板的背面。其中，第一开口群与第二开口群依序设置于汇流电极开口的其中一侧，且在沿垂直于汇流电极长度方向上，第一开口群中的第一开口的间距比第二开口群中的第二开口的间距小。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种太阳能电池的背面电极结构。

背景技术

太阳能电池是当前发展最成熟以及应用最广泛的绿色能源技术，为了提高太阳能电池的发电效率以及降低发电成本，各种太阳能电池结构不断被开发出来。太阳能电池大致可分为硅基太阳能电池、化合物半导体太阳能电池及有机太阳能电池等三种，其中又以硅基太阳能电池的技术最为成熟也最为普及，尤其硅单晶太阳能电池的转换效率更是居所有太阳能电池之冠。

目前已发表的具高转换效率的硅晶太阳能电池有异质接面结合本质硅薄膜太阳能电池(HIT,Hetero-junction with Intrinsic Thin Layer)、指叉式背电极太阳能电池(IBC,Interdigitated Back Contact)、双面发电太阳能电池(Bifacial)、射极钝化及背电极太阳能电池(PERC,Passivated Emitter and Rear Cell)。

请参照图1，为叠瓦式太阳能电池的示意图，其是由多个条状的太阳能电池单元100所串联而成。如图1所示，串联方式是将其中一太阳能电池单元100正面的银汇流电极102a与另一太阳能电池单元100背面的银汇流电极102b电性连接，串联的太阳能电池单元的数量取决于所需功率大小。通常构成叠瓦式太阳能电池的太阳能电池单元本身也具有类似PERC太阳能电池的结构，也就是正面与背面均形成有钝化层，且背面还通过铝电极形成背电场(Back Surface Field,BSF)结构。

请参照图2与图3，分别为传统叠瓦式太阳能电池背面的钝化层开口示意图以及传统叠瓦式太阳能电池的局部剖视示意图(一)。如前述，传统叠瓦式太阳能电池200的结构和PERC太阳能电池类似，其正面会形成有多个银电极208，半导体基板201的掺杂型为p型。太阳能电池200的背面在形成背电极前，必须先通过激光剥蚀(laser ablation)的方式将背面的钝化层209熔穿出数个背电极开口204，其中背电极开口204是呈直线状且沿着汇流电极开口202的二侧以相同的间距整齐排列。

请参照图4，为传统叠瓦式太阳能电池的局部剖视示意图(二)，背电极开口204形成之后可通过网板印刷工艺，将银浆(或银铝浆)刮入汇流电极开口202以及将铝浆刮入背电极开口204中，再施以热处理使铝浆烧结，如此便可以在半导体基板201的背面形成汇流电极210以及背电极层211。此外，铝浆烧结过程中，填充于背电极开口204中的铝浆的铝原子会扩散入半导体基板201而形成硅-铝共晶结构，因而在半导体基板201的背面形成多个背电场区207，其可以将太阳能电池底部所产生的载子局限在p-n接面，进而提高光电流。

请参照图5，为传统叠瓦式太阳能电池的空穴收集示意图，当传统叠瓦式太阳能电池200受到光照时，所产生的空穴会朝背电场区207扩散进而被背电极层211所收集，空穴的扩散方向概如图5中半导体基板201内的箭头所指。然而汇流电极210是直接与半导体基板201的表面接触，二者的接触面之间没有形成背电场，因此汇流电极210上方附近所形成的空穴必须扩散较远的距离才能被抵达位于汇流电极210其中一侧的背电场区207，导致汇流电极210上方局部区域的空穴收集效率不佳。