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首页 / 专利库 / 太阳能 / 异质结太阳能电池 / 一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池

一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池

阅读:1103发布:2020-09-08

IPRDB可以提供一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,包括双面制绒的N型单晶硅片,设在硅片背面的两组或两组以上指状交叉的N区、P区、N/P交叠区及绝缘槽,依次设在硅片背面P区表面的第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、导电膜层、金属栅线层,依次设在硅片背面N区表面的第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、导电膜层、金属栅线层,依次设在硅片背面N/P交叠区表面的第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、绝缘层、第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、导电膜层及绝缘槽,依次设在硅片正面的钝化层和透明增透减反层。本实用新型将一片硅片分成多个电池串联,降低电池的短路电流,减少了电池及模组的功损,提升电池及模组的转换效率,实现电池双面发电。,下面是一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池专利的具体信息内容。

1.一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:包括双面制绒的N型单晶硅片,设在硅片背面的两组或两组以上指状交叉的N区、P区、N/P交叠区及绝缘槽,依次设在硅片背面P区表面的第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、导电膜层、金属栅线层,依次设在硅片背面N区表面的第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、导电膜层、金属栅线层,依次设在硅片背面N/P交叠区表面的第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、绝缘层、第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、导电膜层及绝缘槽,依次设在硅片正面的钝化层和透明增透减反层。

2.根据权利要求1所述一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:所述两组或两组以上指状交叉的N区、P区,通过相邻N区和P区不带主栅的金属细栅相互连接实现串联。

3.根据权利要求1所述一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:所述P区及N区金属栅线宽度为0.1-0.3mm,厚度为10-60um,通过印刷银浆或电镀金属铜栅线形成,所诉铜栅线包含铜栅线层和铜栅线保护层,所述铜栅线保护层为锡层。

4.根据权利要求1所述一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:所述P区表面及N区表面的金属栅线呈指状交叉图案,P区与N区的金属栅线之间的间距为0.2-

1mm,所诉电池背面金属栅线所占面积小于电池总面积的50%。

5.根据权利要求1所述一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:所述绝缘槽宽度为0.02-0.2mm。

6.根据权利要求1所述一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:所述绝缘层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、非晶硅中的至少一种,厚度为40-200nm,所述绝缘层通过PECVD或PVD沉积形成。

7.根据权利要求1所述一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,其特征在于:所述导电膜层为透明导电膜层、金属薄膜层中的至少一种,透明导电膜层为金属氧化物,所述金属氧化物为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌、掺钨氧化铟薄膜中的一种,金属薄膜层为铜、镍、镍铜、镍铬中的一种,所诉导电膜层厚度为50-300nm,所述导电膜层通过PVD沉积。

说明书全文

一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池

技术领域

[0001] 本实用新型涉及晶体硅太阳能电池技术领域,尤其涉及一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池。

背景技术

[0002] 能源危机下光伏产业发展迅速,进一步推广光伏应用的关键是提高太阳能电池片的光电转换效率,降低电池片的制作成本。背接触异质结太阳能电池是背接触结构电池和硅基异质结电池的良好结合。背接触结构是通过将电极集中在太阳能电池的背面,由于没有正面栅线电极的遮光,电池有高的短路电流;硅基异质结电池由于有高质量的氢化非晶硅钝化,能够减轻在光照下产生的空穴与电子在电池内部复合而消失的现象,电池有高的开路电压,背接触异质结电池结合这两种电池的优点,具有高的光电转换效率。
[0003] 然而,这种结构电池电流相对较大,且电流在栅线上传输距离很长,导致电池内部损耗会很高,目前背接触异质结太阳能电池为了减少栅线传输引起的内部损耗,主要采用五寸硅片制作,且背面栅线面积占电池总面积的90%左右,当采用六寸硅片制作电池时,因为电流明显提升,栅线传输距离明显加长,电池内部损耗会显著提高,从而降低电池效率,同时制作成模组时背面采用透明背板对应的双面发电量与背面采用白色背板对应的单面发电量对比,发电量没有任何优势,因此市场上背接触电池背面都采用白色背板封装,只能单面发电。但是常规双面发电异质结太阳能电池背面栅线面积占电池总面积10%左右,背面采用透明背板作成模组后,背面可以额外增加10%-30%的发电量,因此背面发电非常可观。实用新型内容
[0004] 针对上述问题,本实用新型提供了一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,可将一片硅片分成多个电池,从而降低电池的短路电流,进而减小电池及其模组的功损,最终提升电池及模组的转换效率。
[0005] 为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,包括双面制绒的N型单晶硅片,设在硅片背面的两组或两组以上指状交叉的N区、P区、N/P交叠区及绝缘槽,依次设在硅片背面P区表面的第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、导电膜层、金属栅线层,依次设在硅片背面N区表面的第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、导电膜层、金属栅线层,依次设在硅片背面N/P交叠区表面的第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、绝缘层、第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、导电膜层及绝缘槽,依次设在硅片正面的钝化层和透明增透减反层。
[0006] 进一步的,所述两组或两组以上指状交叉的N区、P区,通过相邻N区和P区不带主栅的金属细栅相互连接实现串联。
[0007] 进一步的,所述P区及N区金属栅线宽度为0.1-0.3mm,厚度为10-60um,通过印刷银浆或电镀金属铜栅线形成,所诉铜栅线包含铜栅线层和铜栅线保护层,所述铜栅线保护层为锡层。
[0008] 进一步的,所述P区表面及N区表面的金属栅线呈指状交叉图案,P区与N区的金属栅线之间的间距为0.2-1mm,所诉电池背面金属栅线所占面积小于电池总面积的50%。
[0009] 进一步的,所述绝缘槽宽度为0.02-0.2mm。
[0010] 进一步的,所述第一本征非晶硅层、P型非晶硅层、第二本征非晶硅层、N型非晶硅层、第三本征非晶硅层厚度为1-15nm,所述非晶硅膜层通过PECVD或热丝法沉积形成。
[0011] 进一步的,所述增透层为氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、ITO、氧化硅、氧化铝、氧化锌中的至少一种,厚度为40-200nm,所述增透层通过PECVD或PVD沉积形成。
[0012] 进一步的,所述绝缘层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、非晶硅中的至少一种,厚度为40-200nm,所述绝缘层通过PECVD或PVD沉积形成。
[0013] 进一步的,所述导电膜层为透明导电膜层、金属薄膜层中的至少一种,透明导电膜层为金属氧化物,所述金属氧化物为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌、掺钨氧化铟薄膜中的一种,金属薄膜层为铜、镍、镍铜、镍铬中的一种,所诉导电膜层厚度为50-300nm,所述导电膜层通过PVD沉积。
[0014] 由上述对本实用新型结构的描述可知,和现有技术相比,本实用新型具有如下优点:
[0015] 本实用新型通过在一片硅片上实现两个或两个以上的电池串联,显著降低了电池的短路电流,增加了电池的开路电压,大幅降低了栅线电阻要求,进而减少了电池及模组的功损,增加了电池及模组的转换效率,同时可以大幅减少电池背面栅线面积,实现电池双面发电。

附图说明

[0016] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017] 图1为目前常规背接触异质结太阳能电池的背面结构示意图;
[0018] 图2为本实用新型实施例1一片硅片分成两个电池双面发电背接触异质结太阳能电池背面俯视结构示意图;
[0019] 图3为本实用新型实施例1一片硅片分成两个电池双面发电背接触异质结太阳能电池主视截面结构示意图;
[0020] 图4为本实用新型实施例1一片硅片分成两个电池双面发电背接触异质结太阳能电池左视截面结构示意图;
[0021] 图5为上述电池经过激光或机械切割分割成两个半片电池,部分金属细栅起串联连接两个半片的作用;
[0022] 图6为本实用新型实施例2一片硅片分成两个电池双面发电背接触异质结太阳能电池主视截面结构示意图。

具体实施方式

[0023] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0024] 如图1所示,为目前常规背接触异质结太阳能电池的背面结构示意图,一片硅片上只有一个电池,背面P区金属栅线6P与N区金属栅线6N占电池总面积大于80%。
[0025] 实施例1
[0026] 如图2-图4所示,一种半片双面发电背接触异质结太阳能电池,包括双面制绒的N型单晶硅片10,设在硅片10背面的两组指状交叉的N区、P区、N/P交叠区及绝缘槽4C,两组指状交叉的N区、P区通过相邻N区和P区不带主栅的金属细栅61N、61P相互连接实现串联,依次设在硅片10背面P区表面的第一本征非晶硅层21、P型非晶硅层22、透明导电膜层41、金属铜种子层42、金属铜栅线层6P(或61P),依次设在硅片10背面N区表面的第二本征非晶硅层31、N型非晶硅层32、透明导电膜层41、金属铜种子层42、金属铜栅线层6N(或61N),依次设在硅片10背面N/P交叠区表面的第一本征非晶硅层21、P型非晶硅层22、绝缘层23、第二本征非晶硅层31、N型非晶硅层32、透明导电膜层41及绝缘槽4C,依次设在硅片10正面的钝化膜层51、增透层52。
[0027] 所述P区表面及N区表面的金属铜栅线6N/61P(或者61N/6P)呈指状交叉图案,所述P区及N区金属铜栅线6N(或61N)及6P(或61P)通过电镀形成,所述铜栅线6N/61N/6P/61P包含铜栅线层和铜栅线保护层,所述铜栅线保护层为锡层,所述第一本征非晶硅层21、P型非晶硅层22、第二本征非晶硅层31、N型非晶硅层32厚度为3~15nm,所述非晶硅膜层通过PECVD或热丝法沉积形成;所述增透层52为氮化硅,厚度为40~150nm,所述增透层通过PECVD沉积形成;所述绝缘层23为氮化硅,厚度为10~150nm,所述绝缘层23通过PECVD沉积形成;所述透明导电膜层41为氧化铟锡薄膜,厚度为30~150nm,所述金属铜种子层42厚度为80~300nm,所述透明导电膜层41余金属铜种子层42通过PVD沉积形成。
[0028] 如图5所示,在电池片完成所需电池工艺流程后,需要用激光或机械切割的方式把电池分割成两个半片,金属栅线曾61N及61P起电串联的作用,不受这个切割工艺的影响。切割的深度小于电池片的厚度,切割后通过施加外力使硅片沿切割缝70断开。
[0029] 实施例2:
[0030] 如图6所示,与实施例1不同的是,绝缘层23下面的是第二本征非晶硅层31、N型非晶硅层32,绝缘层23上面的是第一本征非晶硅层21、P型非晶硅层22。
[0031] 本实用新型通过在一片硅片上实现两个或两个以上的电池串联,显著降低了电池的短路电流,增加了电池的开路电压,大幅降低了栅线电阻要求,进而减少了电池及模组的功损,增加了电池及模组的转换效率,同时可以大幅减少电池背面栅线面积,实现电池双面发电。
[0032] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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