太阳电池、太阳电池组件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种太阳电池、太阳电池组件及其制备方法，属于光伏技术领域。该太阳电池的背面上设置有多行/列主栅电极、背电场、与背电场电性连接的多行/列背电极以及第一绝缘介质层，多行/列主栅电极以及多行/列背电极之间相互基本平行设置，每行/列主栅电极沿与其平行的电池衬底的中心线与相应一行/列背电极沿对称排布。该太阳电池组件包括太阳电池组串，该太阳电池组串包括多个按行/列排列的以上所述及的太阳电池。该太阳电池绝缘隔离特性好，其组装成太阳电池组件时互连条连接方便且成本低，该太阳电池组件可靠性高、制备成本低、生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光伏
，涉及通过非欧姆接触或者第二绝缘介质层实现主栅电极和背电场之间电性_离的金属绕穿型(Metal Wrap Through, MWT)背接触太阳电池,尤其涉及太阳电池的背面设置第一绝缘介质层的MWT背接触太阳电池、该太阳电池的制备方法、可通过互连条将多个MWT背接触太阳电池在基本同一平面上连接的太阳电池组件以及该太阳电池组件的制备方法。
技术介绍
利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的应用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳能转换为电能的器件。在实际应用中，一般是以由多个太阳电池串联(以互连条焊接串联连接)而成的太阳电池组件作为基本的应用单元。 通常地，太阳电池包括形成在电池衬底(如单晶硅或多晶硅)上的pn结，以及收集电池衬底上因太阳照射所产生的光生电流并将其汇集引出的电极。太阳电池包括正面以及背面，其中电池工作时被太阳光所照射的一面定义为太阳电池的正面，与该正面相反的一面定义为背面。常规地，在其正面形成用于收集电流的副栅电极(或次栅线)以及用于汇集副栅电极的电流的主栅电极；在其背面上形成背电场和背电极以引出电流。这种太阳电池通过互连条串联形成太阳电池组件吋，一条互连条的一端需要在一太阳电池的背面焊接连接背电极、其另一端需要在另一太阳电池的正面焊接连接主栅电极，互连条并不是在同一平面上，这不利于太阳电池组件的自动化生产；并且，随着电池衬底的不断减薄，在太阳电池的边沿处的焊接点处存在较大的隐裂风险。随着太阳电池技术的发展，近年来提出了将电池正面的主栅电极置于电池衬底背面的背接触型太阳电池。美国专利号为US6，384，317B1的、题为“Solar Cell and Processof Manufacturing the Same (太阳电池及其制备方法)”的专利中具体公开了ー种MWT背接触太阳电池。MWT背接触太阳电池相对常规的太阳电池具有转换效率高、美观的特点，并且避免了在正面和背面需要同时焊接互连条的情形，提高了太阳电池组件的转换效率并易于将太阳电池封装成太阳电池组件。图I所示为现有技术的将MWT背接触太阳电池封装为太阳电池组件的结构变化示意图，其中，图I (a)为MWT背接触太阳电池的背面结构示意图，图I (b)为MWT背接触太阳电池组件的制作过程中采用导电胶粘接エ艺时置放背板(Back Sheet)互连后的电性连接示意图。现有技术中，MWT背接触太阳电池互连为太阳电池组件时，一般采用背板来实现导电胶粘接エ艺。如图I (a)所示，900为MWT背接触太阳电池的衬底，910为背电场中的背电极(例如通过银浆形成)，920为形成于背面的主栅电扱。如图I (b)所示，在MWT背接触太阳电池的背面采用集成的背板930来封装成太阳电池组件。背板930中，与MWT背接触太阳电池接触的一层为耐候绝缘基板板材料和密封材料；中间层为金属薄膜层，通过对金属薄膜层构图，可以实现相应主栅电极和背电极的连接(如图中的白色曲线);背板930的最外层还覆盖ー层绝缘介质层，该绝缘介质层并不覆盖图中所示的电极接触孔931。在太阳电池的背电极或主栅电极需要与金属铜薄膜层电性导通的区域，在其相应区域上的电极接触孔931中填充导电胶(例如银粉导电胶)。因此，需要电极接触孔931与相应电极对准。图I中示意了两个太阳电池之间的互连，对于多个太阳电池，同样适用。因此，图I所示的互连方式并非采用传统的焊接方式焊接互连条。但是，以图I所示的互连方式形成太阳电池组件时，存在以下缺点(I)电极与金属薄膜层之间通过导电胶连接，可靠性较低；(2)MWT电池背面的电极需要与金属薄膜上对应的电极接触孔精确对准，エ艺过程中需要精确控制，制造过程复杂、难度较高；(3)完成以上互连过程所需要的设备昂贵，无形中増加太阳电池组件的成本；(4)表面覆盖金属薄膜(例如铜薄膜材料)的耐候绝缘的背板、密封材料和银粉导电胶价格较高，増加了太阳能电池组件的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的之ー在于，提供ー种绝缘隔离特性好、便于通过互连条组装成太阳电池组件的MWT背接触太阳电池。 本专利技术的目的之ニ在于，提供一种可以使用常规焊接方式或者导电胶带粘接方式实现互连条互连MWT背接触太阳电池形成太阳电池组件。本专利技术的上述目的或者其它目的通过以下技术方案实现 按照本专利技术的一方面，提供ー种MWT背接触太阳电池,其包括 电池衬底，包括位于其背面的第一导电类型区域和位于其正面的第二导电类型区域，所述第二导电类型区域与所述第一导电类型区域形成PN结； 多个通孔，其穿过所述电池衬底，且所述通孔内表面的导电类型为第一导电类型； 副栅电极，其设置于所述电池衬底正面； 多行/列主栅电极，其设置于所述电池衬底背面并通过所述电池衬底中的通孔与所述副栅电极电性连接； 背电场，其设置于所述电池衬底背面； 多行/列背电极，其用于输出所述背电场所收集的电流并用于封装成组件时所述太阳电池之间的互连；以及 第一绝缘介质层，其设置于所述电池衬底的背面； 其中，所述主栅电极与所述电池衬底的接触为非欧姆接触，或者所述主栅电极与所述电池衬底之间还设置有第二绝缘介质层； 多行/列主栅电极以及多行/列背电极之间相互基本平行设置，每行/列主栅电极沿与其平行的电池衬底的中心线与相应一行/列背电极对称排布； 两个所述太阳电池之间可操作地通过互连条连接，所述第一绝缘介质层用于防止所述互连条同时电性连接于同一所述太阳电池的所述主栅电极和所述背电场。在一实施例中，所述主栅电极与所述电池衬底的接触为非欧姆接触时，所述主栅电极通过玻璃料含量基本为0的浆料印刷并烧结形成。在又一实施例中，所述主栅电极与所述电池衬底之间设置有第二绝缘介质层吋，所述主栅电极通过银浆印刷并烧结形成，所述第二绝缘介质层是所述银浆与所述电池衬底在所述烧结过程中形成。在以上所述及的MWT背接触太阳电池中，较佳地，所述银浆为含有玻璃料的银浆，所述第二绝缘介质层是烧结过程中形成的玻璃介质层。在还ー实施例中，所述第二绝缘介质层是通过在所述通孔内表面上以及在所述第一导电类型区域的背面上构图印刷形成的，所述第二绝缘介质层的边缘部分延伸超出主栅电极与电池衬底的接触区域。按照本专利技术提供的MWT背接触太阳电池，较佳地，每行/列所述主栅电极被分段设置。较佳地，所述通孔在所述副栅电极上等间距地设置，分别位于m条所述副栅电极上的m个通孔基本在一条直线上按行/列排列，其中，m为大于或等于3的整数。较佳地，所述太阳电池还包括设置于所述电池衬底正面的通孔连接线，所述通孔连接线连接按行/列排列的所述通孔。 较佳地，在所述通孔连接线上、相邻的所述副栅电极之间还设置有ー个或ー个以上通孔。较佳地，所述通孔连接线的线宽范围基本可以为100微米至I毫米。在又ー实例中，所述副栅电极的条数为n，n大于m，按行/列排列的所述m个通孔在n条副栅电极上非连续排列。较佳地，所述主栅电极中设置镂空区域。较佳地，所述背电场为铝或者铝合金材料，所述背电场与所述第一导电类型区域形成欧姆接触。较佳地，所述太阳电池还包括形成于所述电池衬底正面的减反射层。较佳地，所述主栅电极和背电极同时丝网印刷或钢网印刷而成。按照本专利技术提供的MWT背接触太阳电池，其中，所述第一绝缘介质层为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，包括：电池衬底，包括位于其背面的第一导电类型区域和位于其正面的第二导电类型区域，所述第二导电类型区域与所述第一导电类型区域形成PN结；多个通孔，其穿过所述电池衬底，且所述通孔内表面的导电类型为第一导电类型；副栅电极，其设置于所述电池衬底正面；多行/列主栅电极，其设置于所述电池衬底背面并通过所述电池衬底中的通孔与所述副栅电极电性连接；？背电场，其设置于所述电池衬底背面；多行/列背电极，其用于输出所述背电场所收集的电流并用于封装成组件时所述太阳电池之间的互连；以及第一绝缘介质层，其设置于所述电池衬底的背面；其中，所述主栅电极与所述电池衬底的接触为非欧姆接触，或者所述主栅电极与所述电池衬底之间还设置有第二绝缘介质层；多行/列主栅电极以及多行/列背电极之间相互基本平行设置，每行/列主栅电极沿与其平行的电池衬底的中心线与相应一行/列背电极对称排布；两个所述太阳电池之间可操作地通过互连条连接，所述第一绝缘介质层用于防止所述互连条同时电性连接于同一所述太阳电池的所述主栅电极和所述背电场。

【技术特征摘要】
1.ー种金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，包括 电池衬底，包括位于其背面的第一导电类型区域和位于其正面的第二导电类型区域，所述第二导电类型区域与所述第一导电类型区域形成PN结； 多个通孔，其穿过所述电池衬底，且所述通孔内表面的导电类型为第一导电类型； 副栅电极，其设置于所述电池衬底正面； 多行/列主栅电极，其设置于所述电池衬底背面并通过所述电池衬底中的通孔与所述副栅电极电性连接； 背电场，其设置于所述电池衬底背面； 多行/列背电极，其用于输出所述背电场所收集的电流并用于封装成组件时所述太阳电池之间的互连；以及 第一绝缘介质层，其设置于所述电池衬底的背面； 其中，所述主栅电极与所述电池衬底的接触为非欧姆接触，或者所述主栅电极与所述电池衬底之间还设置有第二绝缘介质层； 多行/列主栅电极以及多行/列背电极之间相互基本平行设置，每行/列主栅电极沿与其平行的电池衬底的中心线与相应一行/列背电极对称排布; 两个所述太阳电池之间可操作地通过互连条连接，所述第一绝缘介质层用于防止所述互连条同时电性连接于同一所述太阳电池的所述主栅电极和所述背电场。2.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述主栅电极与所述电池衬底的接触为非欧姆接触时，所述主栅电极通过玻璃料含量基本为O的浆料印刷并烧结形成。3.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述主栅电极与所述电池衬底之间设置有第二绝缘介质层时，所述主栅电极通过银浆印刷并烧结形成，所述第二绝缘介质层是所述银浆与所述电池衬底在所述烧结过程中形成。4.如权利要求3所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在干，所述银浆为含有玻璃料的银浆，所述第二绝缘介质层是烧结过程中形成的玻璃介质层。5.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述第二绝缘介质层是通过在所述通孔内表面上以及在所述第一导电类型区域的背面上构图印刷形成的，所述第二绝缘介质层的边缘部分延伸超出主栅电极与电池衬底的接触区域。6.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在干，每行/列所述主栅电极被分段设置。7.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述通孔在所述副栅电极上等间距地设置，分别位于m条所述副栅电极上的m个通孔基本在一条直线上按行/列排列，其中，m为大于或等于3的整数。8.如权利要求I或6或7所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还包括设置于所述电池衬底正面的通孔连接线，所述通孔连接线连接按行/列排列的所述通孔。9.如权利要求8所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在干，在所述通孔连接线上、相邻的所述副栅电极之间还设置有ー个或ー个以上通孔。10.如权利要求8所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述通孔连接线的线宽范围为100微米至I毫米。11.如权利要求7所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述副栅电极的条数为n，n大于m，按行/列排列的所述m个通孔在n条副栅电极上非连续排列。12.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述主栅电极中设置镂空区域。13.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述背电场为铝或者铝合金材料，所述背电场与所述第一导电类型区域形成欧姆接触。14.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还包括形成于所述电池衬底正面的减反射层。15.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述主栅电极和背电极同时丝网印刷或钢网印刷而成。16.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述第一绝缘介质层为带状，所述第一绝缘介质层位于所述行/列主栅电极与所述背电场之间的电池衬底上并且部分地覆盖所述主栅电极的边沿及部分所述背电场。17.如权利要求16所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述第一绝缘介质层的宽度大于所述互连条的宽度。18.如权利要求I所述的金属绕穿型背接触太阳电池，其特征在于，所述多行/列主栅电极之间以第一间距等间距分布，所述多行/列背电极之间以第二间距等间距分布，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，温建军，蔡昭，周豪浩，王玉林，臧智毅，艾凡凡，刘皎彦，杨健，陈如龙，严婷婷，唐应堂，张光春，
申请(专利权)人：无锡尚德太阳能电力有限公司，
类型：发明
国别省市：