[发明专利]一种单面受光异质结光伏电池栅线电极结构

说明书

本发明提供一种单面受光发电的异质结光伏电池栅线电极结构，在异质结电池的背光面透明导电膜上沉积一层不透明金属膜电极，形成只有迎光面透明导电膜受光的单面受光异质结电池。通过超声波空洞效应将低温焊锡合金熔化并和正面透明导电膜及膜上细栅线电极，以及背面金属膜直接焊接连接，形成正面主栅线电极和背面主栅线电极。实现只有正面细栅线电极使用低温银浆制造。主栅电极通过焊接或导电胶粘接和金属焊带连接，并通过金属焊带，实现相邻异质结电池间的电学连接，形成所述异质结光伏电池组件。本发明采用背面沉积金属膜电极结构，对于屋顶分布式发电系统大幅度降低了电池栅线制作成本，同时对金属膜进行抛光处理后，提高了电池效率。

技术领域

本发明涉及一种异质结光伏电池技术领域，尤其涉及一种单面受光发电的异质结光伏电池栅线电极结构以及相应电池间的连接。

背景技术

太阳电池是一种将能量转换的光电元件，其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。相比于传统的太阳能晶硅电池结构，利用非晶硅薄膜与N型单晶硅衬底异质结结构的异质结电池结合了单晶硅与非晶硅电池的优点，主要表现在：

效率提升潜力高。异质结电池采用的N型硅片，具有较高的少子寿命，非晶硅钝化的对称结构也可以获得较低的表面复合速率，因而硅异质结太阳电池的开路电压远高于传统单晶硅太阳电池。

低温度系数。异质结组件的温度系数（0.258%）小于常规P型电池的温度系数（0.46%），异质结电池组件功率损失明显小于常规晶硅组件。

更高的双面发电率。异质结电池的双面对称结构，其双面率已经达到95%，因此可以获得10%以上的年发电量增益。

更低的光致衰减。由于P型衬底硅片电池通常会发生光致衰减现象，主要原因是掺杂了以“硼”为主要元素，降低电池少子寿命。而异质结电池的N型硅片以掺杂“磷”为主要元素，不存在硼氧复合因子，根除了初始光衰的可能性。目前的长期户外测试结果，异质结电池10年衰减小于3%，25年发电量的下降仅为8%。

但，目前异质结光伏电池的最大缺点是生产成本比传统P型晶硅光伏电池单瓦成本高，特别是低温银浆的成本已经达到异质结电池中非硅成本的50% 以上，限制了异质结电池的普及和发展。

由于异质结电池是天然对称结构，双面发电，栅线电极制造所需的银浆用量是目前P型相同尺寸硅片PERC单面发电光伏电池银浆用量的2.5~3倍以上。再考虑到异质结光伏电池栅线电极采用的是低于200度的低温银浆，由于低温银浆生产工艺要求更高，含银量高，且运输过程必须采用冷链物流，采购成本价格更高。其价格比目前P型PERC单面发电光伏电池栅线电极使用的高温银浆贵30%~50%。

因此，虽然异质结光伏电池在性能上具备了上述优势，显而易见，低温银浆的高耗量和高成本是异质结电池高成本的主要原因之一。

为了实现降低异质结电池的生产成本，减少低温银浆的使用量才能大幅度降低异质结光伏电池的制造成本。

发明内容

对于安装在屋顶的光伏电站组件，由于只有一个面可以受光发电。因此，如果采用双面受光异质结电池，既不能带来发电量上优势，还白白浪费了电池背面的银浆电极。

因此，所述发明的单面受光异质结电池，将电池背面金属膜电极用铝膜或锡膜代替传统的昂贵的低温银浆细栅线电极，同时所有主栅线电极采用低温锡合金通过超声波焊接方法，通过和正面透明导电金属氧化物膜以及正面银浆制细栅线电极连接，和背面铝膜电极或锡膜电极的焊接形成，取代了用低温银浆制造主栅线电极的工艺。

本发明所要解决的技术问题在于，和传统双面异质结电池栅线电极制造技术相比，这种单面异质结电池，降低到只有正面细栅线依然使用低温银浆，背面栅线电极采用铝背场或锡背场，所有主栅线电极采用低温焊锡合金制造。这样，银浆的消耗量非常小，低温银浆的用量只有原来的20% 左右，成本下降非常显著。