[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，反型层具有第一重掺杂区域，第一重掺杂区域从反型层远离基体层的一侧向反型层内延伸；沿远离基体层的方向，反型层与第一重掺杂区域的厚度差为1‑100nm；室温T_m下，第一重掺杂区域形成弱简并或简并半导体，反型层的其余部分和基体层均为非简并半导体，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型半导体的导带顶的能级差小于2k_B×T_m。在施加反向电压的情况下PN结会作为隧道结，PN结中形成隧道电流，并反向导通，电池串无需并联旁路二极管；在出现异常时，电池串中其余太阳电池允许正常电流通过，损失电流少，发热少。

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

太阳电池具有正向导通反向截止的特性，由太阳电池形成的电池组件在某一个太阳电池出现异常情况下，与该太阳电池串联的整个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，旁路二极管导通时功率下降多、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，旨在解决太阳电池串设置并联的旁路二极管，功率下降多、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；所述反型层具有第一重掺杂区域，所述第一重掺杂区域从所述反型层远离所述基体层的一侧向所述反型层内延伸，所述第一重掺杂区域与所述反型层的掺杂类型相同；

沿远离所述基体层的方向，所述反型层与所述第一重掺杂区域的厚度差为1-100nm；

室温T_m下，所述第一重掺杂区域形成弱简并或简并半导体，所述反型层的其余部分和所述基体层均为非简并半导体，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型半导体的导带顶的能级差小于2k_B×T_m。

本发明实施方式中，第一重掺杂区域从反型层远离基体层的一侧向反型层内延伸，沿远离基体层的方向，反型层与第一重掺杂区域的厚度差为1-100nm，则第一重掺杂区域与pn结界面处的距离为1-100nm，可以减少界面处的复合，并降低载流子非局域跃迁电流。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。基体层、反型层、第一重掺杂区域形成重掺杂结，在施加反向电压的情况下，该重掺杂结会作为隧道结存在，PN结中形成隧道电流，并反向导通，并没有被反向击穿，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，该重掺杂结又会作为隧道结存在，不会被击穿，不会影响与该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，最大程度上降低了热斑效应，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的背板无需开孔，工艺简单，成本低。

根据本发明的第二方面，还提供一种电池组件，包括：任一前述的太阳电池。

上述电池组件，具有与前述太阳电池相同或相似的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对本发明实施方式的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。