CN109037375B - 太阳能电池及太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于光伏发电技术领域，提供了一种太阳能电池及太阳能电池组件，太阳能电池包括：衬底；衬底中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，衬底中第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面均掺杂P型杂质；衬底中第一掺杂区域与第二掺杂区域之间设有本征区域；衬底的表面设有钝化膜；衬底中第一掺杂区域和第二掺杂区域的表面均印刷有细栅线和主栅线，细栅线和主栅线穿透所述钝化膜与所述衬底形成欧姆接触；衬底中第一掺杂区域正面的主栅线与第二掺杂区域正面的主栅线连接。本发明能够防止激光划片造成的太阳能电池的碎裂，并提高太阳能电池组件的输出功率。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及太阳能电池组件。
背景技术
光伏发电是新能源发展的一个重要领域，提高太阳能电池单位面积的输出功率是光伏技术进步的最终目标。现有的太阳能电池组件通常是通过激光划片将太阳能电池片切割成多个小电池片后，再通过焊带将小电池片串联成电池串，但是由于焊带会带来电性能损耗，从而导致太阳能电池组件的输出功率降低。并且，激光划片工艺会给太能电池片带来额外的损伤，导致太阳能电池组件的输出功率进一步降低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种太阳能电池及太阳能电池组件，以解决现有技术中太阳能电池组件输出功率低的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种太阳能电池，包括：
衬底；所述衬底中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，所述衬底中第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面均掺杂P型杂质；所述衬底中第一掺杂区域与第二掺杂区域之间设有本征区域；所述衬底的表面设有钝化膜；所述衬底中第一掺杂区域和第二掺杂区域的表面均印刷有细栅线和主栅线，所述细栅线和所述主栅线穿透所述钝化膜与所述衬底形成欧姆接触；所述衬底中第一掺杂区域正面的主栅线与所述第二掺杂区域正面的主栅线连接。
可选的，所述本征区域的宽度为100微米至10毫米。
可选的，所述衬底中第一掺杂区域正面的主栅线与所述第二掺杂区域正面的主栅线共线；所述衬底中第一掺杂区域背面的主栅线与所述第二掺杂区域背面的主栅线共线。
可选的，所述第一掺杂区域和所述第二掺杂区域的方阻范围均为50Ω/□到 150Ω/□。
可选的，所述衬底为N型掺杂的硅衬底；所述N型杂质为磷杂质，所述P 型杂质为硼杂质。
可选的，所述钝化膜的材质为氮化硅，所述钝化膜的厚度为30纳米至300 纳米。
可选的，所述第一掺杂区域、所述本征区域和所述第二掺杂区域均呈矩形，且互相平行。
本发明实施例第二方面提供了一种太阳能电池组件，包括：
多个如本发明实施例第一方面所述的太阳能电池和连接所述太阳能电池的焊带。
可选的，所述焊带设置于所述太阳能电池背光面的主栅线上。
可选的，所述焊带的宽度为1毫米至3毫米。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例中，太阳能电池的衬底中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面均掺杂P型杂质，且，第一掺杂区域和第二掺杂区域由本征区域隔离，并通过衬底正面的主栅线电极将第一掺杂区域和第二掺杂区域连接，形成串联连接的半片电池结构，能够增加太阳能电池片的电压，降低电流，在通过焊带将太阳能电池串联成组件时，降低焊带的电学损耗，能够提高太阳能电池组件的输出功率。并且，不需要对太阳能电池进行激光划片，能够防止激光划片造成的太阳能电池的碎裂，而且能够减少焊带的使用量，进一步降低焊带的电学损耗，提高太阳能电池组件的输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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例，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。
图1是本发明实施例提供的掺杂衬底的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的太阳能电池的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的太阳能电池正面的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的太阳能电池背面的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的太阳能电池组件受光面的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的太阳能电池组件背光面的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
请参考图1至图4，太阳能电池包括：衬底101，所述衬底101中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，所述衬底101中第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面均掺杂P型杂质。所述衬底101中第一掺杂区域与第二掺杂区域之间设有本征区域。所述衬底101的表面设有钝化膜102。所述衬底101中第一掺杂区域和第二掺杂区域的表面均印刷有细栅线103和主栅线104，所述细栅线103和所述主栅线104穿透所述钝化膜102与所述衬底 101形成欧姆接触。所述衬底101中第一掺杂区域正面的主栅线104与所述第二掺杂区域正面的主栅线104连接。
在本发明实施例中，如图1所示，将衬底101分为第一掺杂区域、本征区域和第二掺杂区域，其中，本征区域设于第一掺杂区域和第二掺杂区域之间，隔离第一掺杂区域和第二掺杂区域。第一掺杂区域、第二掺杂区域和本征区域的形状包括但不限于矩形、梯形、三角形及其他多边形。优选的，第一掺杂区域、本征区域和第二掺杂区域均呈矩形，且互相平行，规则的矩形形状能够提高衬底101的利用率。
衬底101为N型衬底，衬底101经制绒处理后，在衬底101中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，制备前场，在衬底101中第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面掺杂P型杂质，制备发射极。优选的，衬底101为硅衬底；所述N型杂质为磷杂质，所述P型杂质为硼杂质。在N型衬底上制备的太阳能电池为N型太阳能电池。
一种实现方式中，通过扩散工艺进行掺杂。具体的，在掺杂N型杂质时，在衬底101的正面和背面覆盖掩板，露出第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面，然后再通过印刷、旋涂等方式在衬底表面涂覆含有N型杂质的掺杂浆料，再将衬底101放置于高温扩散炉中，并升高高温扩散炉的温度，掺杂浆料中的杂质在高温条件下扩散至衬底中，经预设时间后，降低扩散炉的温度，取出衬底，去除掩板，完成掺杂。通过控制高温扩散炉的温度和高温扩散时间控制掺杂浓度，优选的，预设温度为800摄氏度至900摄氏度，预设时间为30 分钟至60分钟。
另一种实现方式中，通过离子注入的方式进行掺杂。具体的，在掺杂N型杂质时，在衬底101的正面和背面覆盖掩板，露出第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面，然后使用离子注入机在露出的区域注入掺杂离子。P型杂质的掺杂方式与N型杂质的掺杂方式相同，本发明实施例不再赘述。
掺杂完成后，清洗衬底101，去除掺杂过程中形成的磷硅玻璃和硼硅玻璃，然后，在衬底101中第一掺杂区域的表面和第二掺杂区域的表面生长钝化膜102，优选的，钝化膜102的材质为氮化硅，厚度为30纳米至300纳米。最后，通过丝网印刷工艺在衬底中第一掺杂区域的表面和第二掺杂区域的表面印刷金属浆料，制备主栅线104和细栅线103，细栅线103与主栅线104垂直，并且，金属浆料为可穿透浆料，制备的主栅线104和细栅线103穿透钝化膜102与衬底 101形成欧姆接触。通过上述步骤，在第一掺杂区域制备出半片电池，在第二掺杂区域制备出半片电池，最后，通过衬底中第一掺杂区域正面的主栅线104 与第二掺杂区域正面的主栅线104连接，使两个半片电池串联连接。
可选的，所述本征区域的宽度为100微米至10毫米。
在本发明实施例中，本征区域的宽度小于100毫米时，第一掺杂区域和第二掺杂区域中的掺杂杂质会扩散到本征区域，使本征区域起不到隔离的作用，本征区域的宽度大于10毫米时，造成衬底101的浪费，衬底101得不到有效利用。
可选的，所述衬底101中第一掺杂区域正面的主栅线104与所述第二掺杂区域正面的主栅线104共线；所述衬底101中第一掺杂区域背面的主栅线104 与所述第二掺杂区域背面的主栅线104共线。
在本发明实施例中，主栅线104共线的结构便于印刷主栅线，使制备工艺简单。
可选的，所述第一掺杂区域和所述第二掺杂区域的方阻范围均为50Ω/□到 150Ω/□。
在本发明实施例中，通过控制掺杂浓度控制第一掺杂区域和第二掺杂区域的方阻范围。
本发明实施例中，太阳能电池的衬底中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面均掺杂 P型杂质，且，第一掺杂区域和第二掺杂区域由本征区域隔离，并通过衬底正面的主栅线电极将第一掺杂区域和第二掺杂区域连接，形成串联连接的半片电池结构，能够增加太阳能电池片的电压，降低电流，在通过焊带将太阳能电池串联成组件时，降低焊带的电学损耗，能够提高太阳能电池组件的输出功率。并且，不需要对太阳能电池进行激光划片，能够防止激光划片造成的太阳能电池的碎裂，而且能够减少焊带的使用量，进一步降低焊带的电学损耗，提高太阳能电池组件的输出功率。
实施例二
请参考图5和图6，一种太阳能电池组件，包括：
多个如本发明实施例一所述的太阳能电池和连接所述太阳能电池的焊带 200。
可选的，所述焊带 200设置于所述太阳能电池背光面的主栅线104上。
在本发明实施例中，太阳能电池的受光面不设置焊带，在太阳能电池的背光面设置焊带，通过焊带200将相邻两个太阳能电池串联，从而减少焊带200 的使用量，降低由于焊带遮挡造成的功率损失。
可选的，所述焊带200的宽度为1毫米至3毫米。
在本发明实施例中，控制焊带200的宽度，焊带200的宽度小于1毫米时，焊带200容易断裂，焊带200的宽度大于3毫米时，焊带200占用面积大。
在本发明实施例中，通过焊带将多个如本发明实施例一所述的太阳能电池串联形成太阳能电池组件。由于实施例一所述的太阳能电池为串联连接的半片电池结构，能够增加太阳能电池片的电压，降低电流，在通过焊带将太阳能电池串联成组件时，降低焊带的电学损耗，能够提高太阳能电池组件的输出功率。并且，不需要对太阳能电池进行激光划片，能够防止激光划片造成的太阳能电池的碎裂，而且能够减少焊带的使用量，进一步降低焊带的电学损耗，提高太阳能电池组件的输出功率。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
衬底；所述衬底中第一掺杂区域的正面和第二掺杂区域的背面均掺杂N型杂质，所述衬底中第一掺杂区域的背面和第二掺杂区域的正面均掺杂P型杂质；所述衬底中第一掺杂区域与第二掺杂区域之间设有本征区域；所述衬底的表面设有钝化膜；所述衬底中第一掺杂区域和第二掺杂区域的表面均印刷有细栅线和主栅线，所述细栅线和所述主栅线穿透所述钝化膜与所述衬底形成欧姆接触；所述衬底中第一掺杂区域正面的主栅线与所述第二掺杂区域正面的主栅线连接，将所述第一掺杂区域构成的半片电池与所述第二掺杂区域构成的半片电池通过正面的主栅线串联连接。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述本征区域的宽度为100微米至10毫米。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述衬底中第一掺杂区域正面的主栅线与所述第二掺杂区域正面的主栅线共线；所述衬底中第一掺杂区域背面的主栅线与所述第二掺杂区域背面的主栅线共线。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂区域和所述第二掺杂区域的方阻范围均为50Ω/□到150Ω/□。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述衬底为N型掺杂的硅衬底；所述N型杂质为磷杂质，所述P型杂质为硼杂质。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述钝化膜的材质为氮化硅，所述钝化膜的厚度为30纳米至300纳米。
7.如权利要求1至6任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂区域、所述本征区域和所述第二掺杂区域均呈矩形，且互相平行。
8.一种太阳能电池组件，其特征在于，多个如权利要求1至7任一项所述的太阳能电池和连接所述太阳能电池的焊带。
9.如权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述焊带设置于所述太阳能电池背光面的主栅线上。
10.如权利要求8或9所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述焊带的宽度为1毫米至3毫米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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