CN207409505U - 一种双面p型perc太阳能电池及光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双面P型PERC太阳能电池，包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30‑500个平行设置的第一激光开槽区，每个第一激光开槽区内设置至少1组第一激光开槽单元，所述铝栅线通过第一激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；硅片正面经激光开槽后形成至少两个互相垂直第二激光开槽区，每个第二激光开槽区内设置至少1组由第二激光开槽单元组成的第二激光开槽单元组。采用本实用新型，可接受不同角度的太阳光，增加电池对太阳光吸收量。

Description

一种双面P型PERC太阳能电池及光伏系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种双面P型PERC太阳能电池；相应地，本实用新型还涉及一种固定支架光伏系统和一种单轴跟踪光伏系统。

背景技术

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。

传统晶硅太阳能电池基本上只采用正面钝化技术，在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高，人们开始研究PERC背钝化太阳电池技术。目前业界主流厂家的焦点集中在单面PERC太阳能电池的量产，而对于双面PERC太阳能电池也仅仅是一些研究机构在实验室做的研究。

对于双面PERC太阳能电池，由于光电转换效率高，同时双面吸收太阳光，发电量更高，在实际应用中具有更大的使用价值。

在太阳光直射太阳能电池的情况下，太阳能电池吸收的能量是最大的。在固定支架光伏系统中，由于太阳能电池的朝向固定，随着一天当中太阳的移动，太阳能电池接受到的太阳光的角度是不同的，吸收到的太阳光能量也很不稳定。对于单轴跟踪光伏系统，也不能很好地跟踪太阳光的角度，仍然没有最大程度地吸收太阳光能量。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种双面P型PERC太阳能电池，可接受不同角度的太阳光，增加电池对太阳光吸收量。

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种固定支架光伏系统，可接受不同角度的太阳光，增加光伏系统对太阳光吸收量。

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种单轴跟踪光伏系统，可接受不同角度的太阳光，增加光伏系统对太阳光吸收量。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双面P型PERC太阳能电池，包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的第一激光开槽区，每个第一激光开槽区内设置至少1组第一激光开槽单元，所述铝栅线通过第一激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

硅片正面经激光开槽后形成两个互相垂直第二激光开槽区，每个第二激光开槽区内设置至少1组由第二激光开槽单元组成的第二激光开槽单元组。

作为上述方案的改进，同方向的第二激光开槽单元组平行设置，同一组的第二激光开槽单元在同一直线上呈间隔排列。

作为上述方案的改进，同一组相邻两个第二激光开槽单元之间的间距为1-20mm。

作为上述方案的改进，所述第二激光开槽单元的图案为线段、圆形、三角形、四边形、五边形或六边形。

作为上述方案的改进，所述第二激光开槽单元的宽度为10-200μm，深度为0.5-20μm。

作为上述方案的改进，铝栅线的宽度为30-550μm；所述铝栅线的根数为30-500条；所述背银主栅的根数为2-8条。

作为上述方案的改进，所述背银主栅为连续直栅；或所述背银主栅呈间隔分段设置；或所述背银主栅呈间隔分段设置，各相邻分段间通过连通区域连接。

作为上述方案的改进，所述背面氮化硅膜的厚度为20-200nm；所述背面氧化铝层的厚度为2-30nm；所述背面氮化硅膜的折射率为1.5-3.0。

相应地，本实用新型还提供一种固定支架光伏系统，包括太阳能电池，所述太阳能电池是上述在电池正面设置有第二激光开槽区的双面P型PERC太阳能电池。

相应地，本实用新型还提供一种单轴跟踪光伏系统，包括太阳能电池，所述太阳能电池是上述在电池正面设置有第二激光开槽区的双面P型PERC太阳能电池。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

为了改善固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统对太阳光的吸收率，本实用新型在太阳能电池的正面采用激光开槽技术形成第二激光开槽区，第二激光开槽区内的绒面结构可以接受不同方向入射的太阳光，并通过凹槽内部的多次反射，将太阳光捕获，该双面PERC太阳能电池可以增加固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统对太阳光的吸收，提高双面电池固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统的发电量。

附图说明

图1是本实用新型一种双面P型PERC太阳能电池的截面结构示意图；

图2是本实用新型一种双面P型PERC太阳能电池的正面结构示意图；

图3是本实用新型一种双面P型PERC太阳能电池的又一正面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

太阳能电池用于固定支架光伏系统时，太阳能电池的朝向固定，由于该光伏系统不能跟踪太阳移动，随着一天当中太阳的移动，太阳能电池接受到太阳光直射的时间很短暂。对于单轴跟踪光伏系统，也不能很好地跟踪太阳光的角度，仍然没有最大程度地吸收太阳光能量。

如图1所示，本实用新型提供一种双面P型PERC太阳能电池，包括背银主栅1、铝栅线2、背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、N型发射极6、正面氮化硅膜7和正银电极8；所述背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4、P型硅5、N型发射极6、正面氮化硅膜7和正银电极8从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4经过激光开槽后形成30-500个平行设置的第一激光开槽区9，每个第一激光开槽区9内设置至少1组第一激光开槽单元，所述铝栅线2通过第一激光开槽区9与P型硅5相连；所述铝栅线2与背银主栅1垂直连接；

硅片正面经激光开槽后形成两组互相垂直第二激光开槽区10，每个第二激光开槽区10内设置至少1组由第二激光开槽单元组成的第二激光开槽单元组。

为了改善固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统对太阳光的吸收率，本实用新型在太阳能电池的正面采用激光开槽技术形成第二激光开槽区10，第二激光开槽区10内的绒面结构可以接受不同方向入射的太阳光，并通过凹槽内部的多次反射，将太阳光捕获，该双面PERC太阳能电池可以增加固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统对太阳光的吸收，提高双面电池固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统的发电量。

本实用新型至少设有两个第二激光开槽区10，可尽量确保第二激光开槽区10接受到不同角度的太阳光。至于第二激光开槽区10的设置方式可以使所述第二激光开槽区10与背银主栅1呈水平或垂直的状态，如图2；也可以使所述第二激光开槽区10与背银主栅1呈45°相交的状态，如图3。

为了叙述方便，下文以图2中的设置方式进行说明，但不限于图2中第二激光开槽区10的设置方式。

本实用新型将第二激光开槽区10划分为两种，一种为水平激光开槽区101，另一种为垂直激光开槽区102。水平激光开槽区101设有10-100个，两两所述水平激光开槽区101之间平行设置；相似地，垂直激光开槽区102同样设有10-100个，两两所述垂直激光开槽区102之间平行设置；水平激光开槽区101与垂直激光开槽区102垂直相交。

同一水平激光开槽区101内设有至少一组由第二激光开槽单元组成的第二激光开槽单元组。当第二激光开槽单元组数量为两组或两组以上时，同一水平激光开槽区101内的第二激光开槽单元组之间平行设置；相似地，同一垂直激光开槽区102内设有至少一组由第二激光开槽单元组成的第二激光开槽单元组。当第二激光开槽单元组数量为两组或两组以上时，同一垂直激光开槽区102内的第二激光开槽单元组之间平行设置。

同一组的第二激光开槽单元在同一直线上呈间隔排列，同一组相邻两个第二激光开槽单元之间的间距为1-20mm。所述第二激光开槽单元的图案为线段、圆形、三角形、四边形、五边形和六边形中的一种或组合。所述第二激光开槽单元的宽度为10-200μm，深度为0.5-20μm。

本实用新型所述双面P型PERC太阳能电池在正面设有第二激光开槽区10以增加电池正面太阳光吸收量，同时电池的背面也设有第一激光开槽区9，第一激光开槽区9内填充铝浆，形成铝栅线2，能与P型硅5形成局部接触，铝栅线2与背银主栅1呈垂直连接，可将电子传输至铝栅线2，与铝栅线2相交的背银主栅1则汇集铝栅线2上的电子。密集平行排布的铝栅线2不仅能起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，提高电池光电转换效率的作用，可替代现有单面电池结构的全铝背电场，而且铝栅线2并未全面遮盖硅片的背面，太阳光可从铝栅线2之间投射至硅片内，从而实现硅片背面吸收光能，大幅提高电池的光电转换效率。

需要说明的是，本实用新型所述正面氮化硅膜7是在硅片形成第二激光开槽区10后再进行镀膜工艺形成的。

本实用新型所述背银主栅1可以为连续直栅，还可以呈间隔分段设置，也可以呈间隔分段设置，且各相邻分段间通过连通区域连接。连通区域可以是三角形、四边形、五边形、圆形、弧形或以上几种图形的组合，连通区域至少1个，连通区域的宽度为0.01-4.5mm。

所述背面氮化硅膜3的厚度为20-200nm；所述背面氧化铝层的厚度为2-30nm；所述背面氮化硅膜3的折射率为1.5-3.0。

相应地，本实用新型还提供一种固定支架光伏系统，包括太阳能电池，所述太阳能电池是上述在电池正面设置有第二激光开槽区10的双面P型PERC太阳能电池。作为所述固定支架光伏系统的优选实施例，包括本实用新型所述双面P型PERC太阳能电池，蓄电池组，充放电控制器逆变器，交流配电柜和固定支架。其中，固定支架光伏系统可以设有蓄电池组、充放电控制器逆变器，也可以不设蓄电池组、充放电控制器逆变器，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

需要说明的是，固定支架光伏系统中除了双面P型PERC太阳能电池之外的部件，参照现有技术设计即可。

相应地，本实用新型还提供一种单轴跟踪光伏系统，包括太阳能电池，所述太阳能电池是上述在电池正面设置有第二激光开槽区的双面P型PERC太阳能电池。作为所述单轴跟踪光伏系统的优选实施例，包括本实用新型所述双面P型PERC太阳能电池，蓄电池组，充放电控制器逆变器，交流配电柜和单轴跟踪控制系统。其中，单轴跟踪光伏系统可以设有蓄电池组、充放电控制器逆变器，也可以不设蓄电池组、充放电控制器逆变器，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

需要说明的是，单轴跟踪光伏系统中除了双面P型PERC太阳能电池之外的部件，参照现有技术设计即可。

上述的固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统采用本实用新型所述双面P型PERC太阳能电池不仅可以双面吸收太阳能，而且由于电池的正面设有第二激光开槽区，可接收不同角度的太阳光，增加固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统对太阳光的吸收，提高双面电池固定支架光伏系统和单轴跟踪光伏系统的发电量。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，包括背银主栅、铝栅线、背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；所述背面氮化硅膜、背面氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极从下至上依次层叠连接；

所述背面氮化硅膜和背面氧化铝膜经过激光开槽后形成30-500个平行设置的第一激光开槽区，每个第一激光开槽区内设置至少1组第一激光开槽单元，所述铝栅线通过第一激光开槽区与P型硅相连；所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

硅片正面经激光开槽后形成至少两个互相垂直第二激光开槽区，每个第二激光开槽区内设置至少1组由第二激光开槽单元组成的第二激光开槽单元组。

2.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，同方向的第二激光开槽单元组平行设置，同一组的第二激光开槽单元在同一直线上呈间隔排列。

3.如权利要求2所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，同一组相邻两个第二激光开槽单元之间的间距为1-20mm。

4.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述第二激光开槽单元的图案为线段、圆形、三角形、四边形、五边形或六边形。

5.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述第二激光开槽单元的宽度为10-200μm，深度为0.5-20μm。

6.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，铝栅线的宽度为30-550μm；所述铝栅线的根数为30-500条；所述背银主栅的根数为2-8条。

7.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述背银主栅为连续直栅；或所述背银主栅呈间隔分段设置；或所述背银主栅呈间隔分段设置，各相邻分段间通过连通区域连接。

8.如权利要求1所述双面P型PERC太阳能电池，其特征在于，所述背面氮化硅膜的厚度为20-200nm；所述背面氧化铝层的厚度为2-30nm；所述背面氮化硅膜的折射率为1.5-3.0。

9.一种固定支架光伏系统，包括太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池是权利要求1-7任一项所述双面P型PERC太阳能电池。

10.一种单轴跟踪光伏系统，包括太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池是权利要求1-7任一项所述双面P型PERC太阳能电池。