[发明专利]太阳电池及电池组件

说明书

本发明提供了太阳电池及电池组件，涉及光伏技术领域。太阳电池包括PN结；PN结由基体层以及反型层形成；室温T_m下，基体层和反型层中位于背光一侧者至少部分区域形成弱简并或简并半导体，部分区域从基体层和反型层中位于背光一侧者的向光面向层内延伸；基体层和反型层中位于向光一侧者为非简并半导体；弱简并或简并半导体设置为，费米能级与n型半导体的导带底或p型半导体的价带顶的能级差小于2k_B×T_m。在施加反向电压的情况下PN结会作为隧道结反向偏置，PN结中形成隧道电流，反向导通，由该太阳电池形成的电池串无需并联旁路二极管，封装损失小，接线盒尺寸小；在出现异常时，损失电流少，发热少，具备更高可靠性和长期稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种太阳电池及电池组件。

背景技术

PN结太阳电池具有正向导通反向截止的特性，由PN结太阳电池形成的电池组件在某一个PN结太阳电池出现异常情况下，与该PN结太阳电池串联的整个PN结太阳电池串的输出电流受到很大影响，且容易造成电池组件损坏。

目前，通过为PN结太阳电池串设置并联的旁路二极管，以解决上述问题。然而，旁路二极管导通时组件功率下降多、二极管发热较为严重，容易引起严重的安全隐患。

发明内容

本发明提供一种太阳电池及电池组件，旨在解决PN结太阳电池串设置并联的旁路二极管导通时，组件功率下降多、二极管发热严重的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种太阳电池，包括PN结；所述PN结由基体层以及反型层形成；所述基体层与所述反型层的掺杂类型不同；

室温T_m下，所述基体层和所述反型层中位于背光一侧者至少部分区域形成弱简并或简并半导体，所述部分区域从所述基体层和所述反型层中位于背光一侧者的向光面向层内延伸；

所述基体层和所述反型层中位于向光一侧者为非简并半导体；

所述弱简并或简并半导体设置为，费米能级与n型半导体的导带底或p型半导体的价带顶的能级差小于2k_B×T_m。本发明实施方式中的PN结，在施加正向电压的情况下，作为一般的PN结存在，用于分离载流子。在施加反向电压的情况下，PN结会作为隧道结存在，会反向偏置，PN结中形成隧道电流，并反向导通，在施加正向电压的情况下，又恢复为一般的PN结存在。而在出现异常的情况下，就会在PN结上施加反向电压，即，PN结在出现异常的情况，会作为隧道结存在，不会被击穿，不会影响与该PN结太阳电池串联的整个太阳电池串的输出，一方面由该太阳电池形成的电池串无需并联旁路二极管，封装损失小，可以减小接线盒的尺寸；另一方面，在出现异常时，电池串中其余太阳电池均允许正常电流通过，仅是出现异常的太阳电池的输出电流受影响，损失的电流少，发热少，具备更高的可靠性和长期稳定性，组件功率下降也少。可选的，由上述太阳电池形成的电池组件可采用侧面接线盒，背板无需开孔，工艺简单，成本低。而且，基体层和反型层中位于向光一侧者为非简并半导体，吸光性能较好，复合也较低。

可选的，所述反型层的材料选自：III-V化合物半导体、氧化物半导体、非晶硅、非晶碳化硅、纳米晶硅、纳米晶碳化硅中的至少一种；

所述基体层的材料选自：晶体硅、III-V化合物半导体、氧化物半导体、非晶硅、非晶碳化硅、纳米晶硅、纳米晶碳化硅中的至少一种。

可选的，所述反型层的位于背光侧，其中，以下材料作为反型层时，

III-V化合物半导体的掺杂浓度为10¹⁷cm^-3-10²¹cm^-3；

氧化物半导体的施主缺陷或受主缺陷浓度为10¹⁶cm^-3-10²¹cm^-3；