CN106298987A - 一种mwt太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MWT太阳能电池组件，该MWT太阳能电池组件中每个MWT太阳能小电池片只有一种电极设置有背面主栅用于连接对应的细栅线，并且背面主栅通过多个贯穿电池上下的小孔将电流导到电池的正面主栅上，每个MWT太阳能小电池片的另一种电极只有细栅而没有主栅。本发明的MWT太阳能电池组件正面没有任何栅线遮挡光线，且电池片之间没有间隙，提高了组件的效率；由于切割了多个电池单元，降低了每一串电池片组串的电流，从而减小了细栅线线电阻损耗的影响，因此可以降低银浆的耗量，同时提高了电池和组件的填充因子。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种MWT太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，较低的生产成本和较高的能量转化效率一直是太阳能电池工业追求的目标。对于目前常规太阳能电池，其负电极接触电极和正电极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属电极主栅线以及细栅线的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射，造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7％左右，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高的电池的能量转化效率。常规MWT电池在电池片上制作16-25个上下贯穿的小孔，通过这些小孔将正面细栅线的电流汇集到背面，而不是通过正面主栅线汇集电流。通过这种设计，主栅线的对光线的遮挡大大减小，从而提高了电池片的电流和光电转化效率。
另一种高效太阳能电池的结构是全背接触太阳能电池(IBC)。全背接触太阳能电池(IBC)是一种将正电极和负电极接触电极均放置在电池背面(非受光面)的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。全背接触太阳能电池(IBC)是目前能工业化批量生产的晶硅太阳能电池中能量转化效率最高的一种电池，它的高转化效率一直深受人们所青睐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MWT太阳能电池组件，该MWT太阳能电池组件中每个MWT太阳能小电池片只有一种电极设置有背面主栅用于连接对应的细栅线，并且通过多个贯穿电池上下的小孔将背面主栅收集到的电流导到电池的正面主栅上，每个MWT太阳能小电池片的另一种电极只有细栅而没有主栅。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种MWT太阳能电池组件，包括多个相串连的MWT太阳能小电池片，所述MWT太阳能小电池片由MWT太阳能电池片切割而成，所述MWT太阳能小电池片包括n型硅基体，所述n型硅基体的背面上设有相互平行且交替排列的p+掺杂区域和n+掺杂区域，所述p+掺杂区域和n+掺杂区域上设有钝化层，所述钝化层上设有正电极细栅和负电极细栅，所述正电极细栅位于钝化层上与所述p+掺杂区域相对应位置处且与所述p+掺杂区域相接触，所述负电极细栅位于钝化层上与所述n+掺杂区域相对应位置处且与所述n+掺杂区域相接触，所述正电极细栅和负电极细栅的其中一种采用背面主栅相连接，所述背面主栅设置在所述n型硅基体的背面边缘处，所述n型硅基体的正面对应背面主栅的相应位置处设有正面主栅，所述正面主栅和背面主栅之间设有通孔，所述通孔中设有用于连接所述正面主栅和背面主栅的导电浆料，相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的未采用背面主栅相连接的负电极细栅或正电极细栅叠压在相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅上并将所述正面主栅覆盖。
本发明相邻两MWT太阳能小电池片串连前，所述MWT太阳能小电池片上所述正电极细栅和所述负电极细栅其中一种细栅与所述背面主栅和正面主栅相连，而剩余一种负电极细栅或正电极细栅不与所述背面主栅和正面主栅相连。
本发明所述正面主栅和背面主栅的宽度优选为0.2～2mm。
本发明所述通孔优选采用激光形成，所述通孔的数量优选为12～1200个，所述通孔的直径优选为50～400μm。
本发明所述MWT太阳能小电池片的数量优选为2～20片。
本发明相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的未采用背面主栅相连接的负电极细栅或正电极细栅与相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅相叠压的位置处还设有导电胶或导电胶带。
将切割后的MWT太阳能小电池片串连时，相邻两MWT太阳能小电池片之间的连接采用叠片方式进行，其中每一个MWT太阳能小电池片背面无主栅连接的细栅放置在相邻电池单元的正面主栅上，两者之间的连接可以通过导电胶或者导电胶带完成。
本发明所述n型硅基体使用前优选先经表面制绒处理，然后利用扩散、激光打孔、离子注入&退火、掩膜、刻蚀等技术组合在硅基体背表面制作相互交替排列的p+掺杂区域和n+掺杂区域，并在硅基体前表面制作低表面掺杂浓度的n+FSF。
本发明前表面上还沉积有前表面减反射钝化膜用于钝化n+FSF。
背面沉积有背表面增反射钝化膜即钝化层对n+、P+掺杂区域实行分区钝化或者同时钝化。
在每一串电池制备完成后，后续的汇流、叠层、层压等组件封装工艺和常规组件制作方式无异。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的MWT太阳能电池组件正面没有任何栅线遮挡光线，提高了组件的效率；
(2)电池片之间没有间隙，同样提高了组件的受光面积和组件的效率；
(3)由于切割了多个电池单元，降低了每一串电池片组串的电流，从而减小了细栅线线电阻损耗的影响，因此可以降低银浆的耗量，同时提高了电池和组件的填充因子。
附图说明
图1是实施例1中MWT太阳能电池片背面示意图；
图2是实施例1中MWT太阳能小电池片的背面示意图；
图3是实施例1中小电池片单元的电池结构示意图；
图4是实施例1中小电池片互联示意图；
图5是实施例1中电池片组串示意图；
1为前表面钝化膜，2为前表面场FSF，3为n型基体，4为n+掺杂层和p+掺杂层，41为n+掺杂区域，42为p+掺杂区域，5为钝化层即背面钝化膜，6为n+掺杂区域对应的负电极细栅线，7为p+掺杂区域对应的正电极细栅，8为背面主栅，9为通孔，10为正面主栅。
具体实施方式
实施例1
如图1-5所示，本实施例提供的MWT太阳能电池组件，包括多个相串连的MWT太阳能小电池片，MWT太阳能小电池片由MWT太阳能电池片切割而成，MWT太阳能小电池片包括n型硅基体3，n型硅基体的背面上设有相互平行且交替排列的n+掺杂区域41和p+掺杂区域42，n+掺杂区域41和p+掺杂区域42上设有钝化层5(即背面钝化膜)，钝化层5上设有正电极细栅7和负电极细栅6，正电极细栅7位于钝化层5上与p+掺杂区域41相对应位置处且与p+掺杂区域41相接触，负电极细栅6位于钝化层5上与n+掺杂区域41相对应位置处且与n+掺杂区域41相接触，正电极细栅7采用背面主栅8相连接，背面主栅8设置在n型硅基体3的背面边缘处，n型硅基体3的正面对应背面主栅8的相应位置处设有正面主栅10，正面主栅8和背面主栅10之间设有通孔9，通孔9中设有用于连接正面主栅10和背面主栅8的导电浆料，导电浆料一般为银浆。相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的未采用背面主栅相连接的负电极细栅6叠压在相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅10上并将正面主栅10覆盖。
相邻两MWT太阳能小电池片串连前，MWT太阳能小电池片上正电极细栅7与背面主栅8和正面主栅10相连，而负电极细栅6不与背面主栅8和正面主栅10相连。
正面主栅10和背面主栅8的宽度可以为0.2～2mm。
通孔9采用激光形成，通孔的数量可以为12～1200个，通孔的直径可以为50～400μm。
本实施例中MWT太阳能小电池片的数量为6片，但并不限于此，在2～20片之间都是较佳的方式，其它片数也可以，但效率相对差些。
相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的负电极细栅6与相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅10相叠压的位置处还设有导电胶或者导电胶带(图中未显示)。
导电胶或者导电胶带优选为粘结剂包裹的导电颗粒，粘结剂优选为环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶或聚酰亚胺导电胶，导电颗粒优选为银、金、铜或合金金属颗粒。
其中n型硅基体为n型单晶硅衬底，其电阻率为1～30Ω·cm，厚度为50～300μm，使用前先经表面制绒。
n型硅基体的前表面为制绒面，制绒面上设有低掺杂浓度的n+前表面场FSF2，前表面场的方块电阻为80～300ohm/sq。
n+前表面场FSF 2上设有前表面钝化减反膜1。
n型硅基体的背表面为抛光面或制绒面。
相互交替排列在所述硅基体的背面的p+掺杂区域(40～150ohm/sq)、n+掺杂区域(40～150ohm/sq)以及硅基体正面的n+前场(80～300ohm/sq)可以通过热扩散、离子注入&退火、掩膜和刻蚀等工艺方法组合进行制备。
p+掺杂区域、n+掺杂区域以及表面上还覆盖有背面保护膜即背面钝化膜，背面保护膜的膜厚为60～500μm。
其中n+掺杂层和p+掺杂层4包括p+掺杂区域42和n+掺杂区域41。
可以通过在p+掺杂区域上制作正电极接触点并用细栅将其相连，在n+掺杂区域上制作负电极接触点并用细栅将其相连，正负电极接触点占背表面的比例都为0.1～4％，形状可以为点状阵列或者虚线阵列。
细栅的宽度可以为20～300μm。
可以在小孔上下表面附近制作正电极主栅或者负电极主栅，主栅连接其对应电极的细栅，主栅宽度为0.2～2mm。
上下两条主栅通过印刷在多个贯通电池片上下的小孔内的金属浆料导通，小孔的直径为50～400μm。
完整MWT太阳能电池片将在金属化完成后被切割成2～20个MWT太阳能小电池片，可见每个MWT太阳能小电池片只有一种电极设置有对应的两条主栅，另一种电极仅有细栅，这两条主栅分别位于电池正面和背面，并靠近电池单元的边缘位置。
相邻两MWT太阳能小电池片通过叠片的方式互联，背面没有主栅连接的细栅电极连接到相邻电池片的正面主栅并将此正面主栅线覆盖。
本实施例MWT太阳能电池片上可设置MWT太阳能小电池片的细栅、主栅、通孔等结构，切割后形成上述结构的MWT太阳能小电池片，相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的未采用背面主栅相连接的负电极细栅叠压在相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅上并将正面主栅覆盖。
在每一串电池制备完成后，后续的汇流、叠层、层压等组件封装工艺和常规组件制作方式无异。
上述MWT太阳能电池组件的制备方法如下：
(1)选用n型单晶硅基体3，其电阻率为1～30Ω·cm，厚度为50～300μm，该硅基体使用前先经表面制绒处理，然后利用扩散、激光打孔、离子注入&退火、掩膜、刻蚀等技术组合在硅基体背表面制作相互交替排列的p+掺杂区域41和n+掺杂区域42，在硅基体前表面制作低表面掺杂浓度的n+FSF 2，并且在主栅位置制作多个上下贯穿硅基体的小孔9。
(2)前表面沉积减反射叠层钝化膜1钝化n+FSF 2，例如Al2O3/SiNx，SiO2/SiNx，SiO2/Al2O3/SiNx等，这里优选SiO2/SiNx作为正面钝化膜，膜厚为60～200nm，背表面沉积增反射叠层钝化膜对n+、P+掺杂区域实行分区钝化或者同时钝化，叠层钝化膜可以选择Al2O3/SiN、SiO2/SiNx、SiO2/SiCN、SiO2/SiON等，这里优选SiO2/Al2O3/SiNx作为背面钝化膜，膜厚为45～600nm。
(3)在p+掺杂区域上制作正电极接触点，在n+掺杂区域上制作负电极接触点；接触点可以采用印刷银浆直接烧穿背面钝化膜的方式也可以采用先激光开口再印刷或者电镀金属的方式，从而形成接触点和硅基体的欧姆接触。
(4)在n+掺杂区域和p+掺杂区域表面印刷细栅连接电极接触点将电流导出，激光贯穿孔上下位置印刷两条主栅连接到正极或者负极细栅。
(5)退火或者烧结使得接触点和硅基体形成良好的欧姆接触并使得主栅和细栅固化。
(6)沿着主栅方向将MWT太阳能电池片切割成2-20个重复单元即MWT太阳能小电池片，每一个单元构成一个小的电池片。
(7)相邻两个MWT太阳能小电池片的串联连接采用叠片方式进行，其中一MWT太阳能小电池片的背面无主栅连接的细栅叠压在相邻一MWT太阳能小电池片的正面主栅上，正面主栅表面设有导电材料，导电材料可以为导电胶，导电胶可以在电池金属化完成后印刷在正面主栅表面或者在电池叠片前通过挤压的方式设置在正面主栅表面。
(8)每一串电池制备完成后，后续的汇流、叠层、层压等组件封装工艺和常规组件制作方式无异。
实施例2
与实施例1不同的是：该MWT太阳能电池组件的掺杂区域稍作变化，将p+掺杂区域和n+掺杂区域的位置互换，同样的，正电极细栅和负电极细栅的位置也互换，而主栅位置保持不变。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更改与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种MWT太阳能电池组件，包括多个相串连的MWT太阳能小电池片，所述MWT太阳能小电池片由MWT太阳能电池片切割而成，所述MWT太阳能小电池片包括n型硅基体，所述n型硅基体的背面上设有相互平行且交替排列的p+掺杂区域和n+掺杂区域，所述p+掺杂区域和n+掺杂区域上设有钝化层，所述钝化层上设有正电极细栅和负电极细栅，所述正电极细栅位于钝化层上与所述p+掺杂区域相对应位置处且与所述p+掺杂区域相接触，所述负电极细栅位于钝化层上与所述n+掺杂区域相对应位置处且与所述n+掺杂区域相接触，其特征是：所述正电极细栅和负电极细栅的其中一种采用背面主栅相连接，所述背面主栅设置在所述n型硅基体的背面边缘处，所述n型硅基体的正面对应背面主栅的相应位置处设有正面主栅，所述正面主栅和背面主栅之间设有通孔，所述通孔中设有用于连接所述正面主栅和背面主栅的导电浆料，相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的未采用背面主栅相连接的负电极细栅或正电极细栅叠压在相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅上并将所述正面主栅覆盖。
2.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组件，其特征是：相邻两MWT太阳能小电池片串连前，所述MWT太阳能小电池片上所述正电极细栅和所述负电极细栅其中一种细栅与所述背面主栅和正面主栅相连，而剩余一种负电极细栅或正电极细栅不与所述背面主栅和正面主栅相连。
3.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组件，其特征是：所述正面主栅和背面主栅的宽度为0.2～2mm。
4.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组件，其特征是：所述通孔采用激光形成，所述通孔的数量为12～1200个，所述通孔的直径为50～400μm。
5.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组件，其特征是：所述MWT太阳能小电池片的数量为2～20片。
6.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池组件，其特征是：相邻两MWT太阳能小电池片串连时，其中一MWT太阳能小电池片的未采用背面主栅相连接的负电极细栅或正电极细栅与相邻MWT太阳能小电池片的正面主栅相叠压的位置处还设有导电胶或导电胶带。
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