TW201431104A - 太陽能電池 - Google Patents
太陽能電池 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201431104A TW201431104A TW102114208A TW102114208A TW201431104A TW 201431104 A TW201431104 A TW 201431104A TW 102114208 A TW102114208 A TW 102114208A TW 102114208 A TW102114208 A TW 102114208A TW 201431104 A TW201431104 A TW 201431104A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- electrode
- solar cell
- collecting portion
- positive electrode
- negative electrode
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 63
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 53
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 abstract description 2
- 102000002067 Protein Subunits Human genes 0.000 abstract 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 86
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 210000004692 intercellular junction Anatomy 0.000 description 1
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
- H01L31/02245—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells for metallisation wrap-through [MWT] type solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
- H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一種太陽能電池包含結晶矽基材、複數個P型半導體材料層、複數個N型半導體材料層、複數個第一正極集電部、至少一第一電極匯流部、複數個第一負極集電部、複數個第二正極集電部、至少一第二電極匯流部、複數個第二負極集電部與至少一第三電極匯流部。太陽能電池藉由第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部、第二電極匯流部、第二正極集電部、第二電極匯流部、第二負極集電部與第三電極匯流部的排列方式組成多個電池次單元來提升其輸出電壓。
Description
本發明是有關一種太陽能電池。
太陽能電池(solar cell)可將光能轉換為電能,其中光能又以太陽光為主要來源。由於太陽能電池在轉換過程中不會產生溫室氣體,因此可以實現綠色能源的環境。近年來,隨著太陽能科技的進歩與發展,太陽能電池已廣泛地應用於住宅的屋頂與大樓的外牆。
習知太陽能電池一般具有結晶矽基板、單一的正極導電部與單一的負極導電部。其中,正極導電部位於結晶矽基板的背光面上,且與矽基板的P型半導體材料層導通。負極導電部位於結晶矽基板的背光面上,且與矽基板的N型半導體材料層導通。太陽能電池在製作時的輸出電壓就已決定,例如單一結晶矽基板的太陽能電池就只能固定輸出0.6V的電壓。若要製作較大輸出電壓的太陽能模組,只能以串聯數個太陽能電池來達成此目的,但會造成模組體積無法減小。
此外,3C電子產品需高電壓(例如1V)低電流的電力供給,當串聯多個太陽能電池時雖可提供足夠的電壓驅動電子產品,但其電流過大卻有可能造成產品損毀。
本發明之一技術態樣為一種太陽能電池。
根據本發明一實施方式,一種太陽能電池包含結晶矽基材、複數個P型半導體材料層、複數個N型半導體材料層、複數個第一正極集電部、至少一第一電極匯流部、複數個第一負極集電部、複數個第二正極集電部、至少一第二電極匯流部、複數個第二負極集電部與至少一第三電極匯流部。結晶矽基材具有相對之迎光面與背光面。N型半導體材料層與P型半導體材料層間隔地交替排列於結晶矽基材之背光面上。第一正極集電部排列於結晶矽基材的背光面,且分別電性接觸P型半導體材料層其中至少一者。第一電極匯流部位於結晶矽基材的背光面,,並電性連接第一正極集電部。第一負極集電部與第一正極集電部間隔地交替排列於結晶矽基材的背光面,且第一負極集電部分別電性接觸N型半導體材料層其中至少一者。第二正極集電部排列於結晶矽基材的背光面,且分別電性接觸P型半導體材料層其中至少一者。第二電極匯流部位於結晶矽基材的背光面,並電性連接第一負極集電部與第二正極集電部。第二負極集電部與第二正極集電部間隔地交替排列於結晶矽基材的背光面,且第二負極集電部分別電性接觸N
型半導體材料層其中至少一者。第三電極匯流部位於結晶矽基材的背光面,並電性連接第二負極集電部。
在本發明一或多個實施方式中,上述第二電極匯流部位於第一電極匯流部與第三電極匯流部之間。
在本發明一或多個實施方式中,上述每一第一正極集電部與每一第一負極集電部在結晶矽基材的背光面上的俯視形狀大致呈條狀。
在本發明一或多個實施方式中,上述太陽能電池更包含保護層。保護層覆蓋P型半導體材料層與N型半導體材料層。保護層具有複數個正極導電開口與複數個負極導電開口貫穿保護層,且第一正極集電部與第二正極集電部分別透過正極導電開口其中至少一者電性接觸P型半導體材料層其中至少一者。第一負極集電部與第二負極集電部分別透過負極導電開口其中至少一者電性接觸N型半導體材料層其中至少一者。
在本發明一或多個實施方式中,上述第一負極集電部與第二正極集電部係分別連接於第二電極匯流部的相對兩側。
在本發明一或多個實施方式中,上述每一第二正極集電部與每一第二負極集電部在結晶矽基材的背光面上的俯視形狀大致呈條狀。
在本發明一或多個實施方式中,上述第二電極匯流部在結晶矽基材的背光面上的俯視形狀大致呈鋸齒狀。
在本發明一或多個實施方式中,上述第一正極集電
部與第一電極匯流部在結晶矽基材的背光面上的整體俯視形狀大致呈梳狀。
在本發明一或多個實施方式中,上述第一負極集電部、第二正極集電部與第二電極匯流部在結晶矽基材的背光面上的整體俯視形狀大致呈梳狀。
在本發明一或多個實施方式中,上述第二負極集電部與第三電極匯流部在結晶矽基材的背光面上的整體俯視形狀大致呈梳狀。
在本發明一或多個實施方式中,上述正極導電開口的形狀為圓形、三角形、N邊形或上述之組合,N為大於或等於4的自然數。
在本發明一或多個實施方式中,上述負極導電開口的形狀為圓形、三角形、N邊形或上述之組合,N為大於或等於4的自然數。
在本發明一或多個實施方式中,上述第一負極集電部、第二正極集電部與第二電極匯流部為一體成型。
在本發明一或多個實施方式中,上述結晶矽基材的材質包含單晶矽或多晶矽。
在本發明一或多個實施方式中,上述太陽能電池更包含板體。板體與保護層之表面接觸,且具有第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部、第二電極匯流部、第二正極集電部、第二負極集電部與第三電極匯流部。
在本發明一或多個實施方式中,上述板體為金屬板,且具有複數個絕緣部。絕緣部位於第三電極匯流部與
第二正極集電部之間、第二負極集電部與第二正極集電部之間、第二負極集電部與第二電極匯流部之間、第二電極匯流部與第一正極集電部之間、第一負極集電部與第一正極集電部之間、及第一負極集電部與第一電極匯流部之間。
在本發明一或多個實施方式中,上述絕緣部包含塑膠、橡膠或間隙。
在本發明一或多個實施方式中,上述太陽能電池為背接觸型太陽能電池。
在本發明一或多個實施方式中,上述太陽能電池的開路電壓大於或等於1伏特。
在本發明一或多個實施方式中,上述太陽能電池的輸出電壓大於或等於0.8伏特。
100‧‧‧太陽能電池
100a‧‧‧太陽能電池
100b‧‧‧太陽能電池
100c‧‧‧太陽能電池
100d‧‧‧太陽能電池
110‧‧‧結晶矽基材
110’‧‧‧結晶矽基材
112‧‧‧迎光面
114‧‧‧背光面
114’‧‧‧背光面
120‧‧‧P型半導體材料層
120’‧‧‧P型半導體材料層
130‧‧‧N型半導體材料層
130’‧‧‧N型半導體材料層
142‧‧‧保護層
142’‧‧‧保護層
143‧‧‧表面
144‧‧‧正極導電開口
146‧‧‧負極導電開口
148‧‧‧保護層
149‧‧‧抗反射層
150‧‧‧第一電極匯流部
152‧‧‧第一正極集電部
152’‧‧‧第一正極集電部
154‧‧‧第二正極集電部
154’‧‧‧第二正極集電部
160‧‧‧第三電極匯流部
160’‧‧‧第三電極匯流部
162‧‧‧第一負極集電部
162’‧‧‧第一負極集電部
164‧‧‧第二負極集電部
164’‧‧‧第二負極集電部
166‧‧‧電極
170’‧‧‧第二電極匯流部
170‧‧‧第二電極匯流部
182‧‧‧絕緣部
180‧‧‧板體
190‧‧‧焊帶
2A-2A‧‧‧線段
D‧‧‧方向
第1圖繪示根據本發明一實施方式之太陽能電池之背光面的俯視圖。
第2A圖繪示第1圖之太陽能電池沿線段2A-2A的剖面圖。
第2B圖繪示根據本發明另一實施方式之太陽能電池的剖面圖,其剖面位置與第2A圖相同。
第3圖繪示第1圖之太陽能電池之背光面尚未形成第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部、第二正極集電部、第二電極匯流部、第二負極集電部與第三電
極匯流部的俯視圖。
第4圖繪示根據本發明另一實施方式之太陽能電池的下視圖。
第5圖繪示第4圖之太陽能電池之背光面尚未形成第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部、第二正極集電部、第二電極匯流部、第二負極集電部與第三電極匯流部的俯視圖。
第6圖繪示根據本發明又一實施方式之太陽能電池之背光面的俯視圖。
第7圖繪示第6圖之太陽能電池之背光面尚未形成第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部、第二正極集電部、第二電極匯流部、第二負極集電部與第三電極匯流部的俯視圖。
第8圖繪示根據本發明另一實施方式之太陽能電池的分解圖。
第9圖繪示根據本發明又一實施方式之太陽能電池的分解圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說,在本發明部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣
用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之太陽能電池100之背光面114的俯視圖。第2A圖繪示第1圖之太陽能電池100沿線段2A-2A的剖面圖。同時參閱第1圖與第2A圖,太陽能電池100包含結晶矽基材110、複數個P型半導體材料層120、複數個N型半導體材料層130、複數個第一正極集電部152、第一電極匯流部150、複數個第一負極集電部162、複數個第二正極集電部154、第二電極匯流部170、複數個第二負極集電部164與第三電極匯流部160。
結晶矽基材110具有相對之迎光面112與背光面114。N型半導體材料層130與P型半導體材料層120間隔地交替排列於結晶矽基材110之背光面114上,亦即,由俯視圖觀之前述兩者係呈條狀交替排列於背光面114上。第一正極集電部152與第一負極集電部162間隔地交替排列於結晶矽基材110之背光面114,且第二正極集電部154與第二負極集電部164間隔地交替排列於結晶矽基材110之背光面114。此外,第一電極匯流部150、第二電極匯流部170與第三電極匯流部160位於結晶矽基材110之背光面114。
在本實施方式中,太陽能電池100還可選擇性地包含保護層142、148。保護層142覆蓋P型半導體材料層120與N型半導體材料層130,且保護層142具有複數個正極導電開口144與複數個負極導電開口146貫穿保護層142。其中,第一正極集電部152與第二正極集電部154分別透
過對應的正極導電開口144電性接觸對應的P型半導體材料層120,且第一負極集電部162與第二負極集電部164分別透過對應的負極導電開口146電性接觸對應的N型半導體材料層130。此外,結晶矽基材110的迎光面112還可由抗反射層149與保護層148覆蓋,且結晶矽基材110的材質可以包含單晶矽或多晶矽。
此外,在本實施方式中,太陽能電池100可以為背接觸型太陽能電池(back contact solar cell),例如為交指背接觸型太陽能電池,但並不以限制本發明。舉例來說,第2B圖繪示根據本發明另一實施方式之太陽能電池100的剖面圖,其剖面位置與第2A圖相同。第2B圖之太陽能電池100與第2A圖不同的地方在於:太陽能電池100的N型半導體材料層130由結晶矽基材110的迎光面112延伸至背光面114,且太陽能電池100還包含複數個貫穿結晶矽基材110的電極166。其中,電極166電性接觸第一負極集電部162與N型半導體材料層130,用以將迎光面112產生的電能傳導至第一負極集電部162。第2B圖之太陽能電池100可以為金屬貫穿式(Metal Wrap Through;MWT)太陽能電池。
第3圖繪示第1圖之太陽能電池100之背光面114尚未形成第一正極集電部152、第一電極匯流部150、第一負極集電部162、第二正極集電部154、第二電極匯流部170、第二負極集電部164與第三電極匯流部160的俯視圖。同時參閱第1圖、第2圖與第3圖,第一正極集電部
152排列於保護層142之表面143。每一第一正極集電部152均透過正極導電開口144其中至少一者電性接觸P型半導體材料層120其中至少一者。第一電極匯流部150位於保護層142之表面143,並電性連接複數個第一正極集電部152。
此外,第一負極集電部162與第一正極集電部152間隔地交替排列於保護層142之表面143。每一第一負極集電部162均透過負極導電開口146其中至少一者電性接觸N型半導體材料層130其中至少一者。
第二正極集電部154排列於保護層142之表面143,其與第一正極集電部152係以同一軸向延伸,但彼此不連接。每一第二正極集電部154均透過正極導電開口144其中至少一者電性接觸P型半導體材料層120其中至少一者。第二電極匯流部170位於保護層142之表面143約略中間處,並電性連接複數個第一負極集電部162與複數個第二正極集電部154,其中複數個第一負極集電部162與複數個第二正極集電部154分別連接於第二電極匯流部170之相對兩側並往相反方向延伸。
第二負極集電部164與第二正極集電部154間隔地交替排列於保護層142之表面143,第二負極集電部164與第一負極集電部162係以同一軸向延伸,但彼此不連接。每一第二負極集電部164均透過負極導電開口146其中至少一者電性接觸N型半導體材料層130其中至少一者。第三電極匯流部160位於保護層142之表面143,並電性連接
複數個第二負極集電部164。此外,第二電極匯流部170位於第一電極匯流部150與第三電極匯流部160之間,而第一電極匯流部150與第三電極匯流部160則分別鄰近於保護層142之表面143的相對兩側邊。
具體而言,由於太陽能電池100的第二電極匯流部170電性連接第一負極集電部162與第二正極集電部154,因此第一正極集電部152、第一電極匯流部150、第一負極集電部162與第二電極匯流部170可視為一個電池次單元的電極,而第二正極集電部154、第二電極匯流部170、第二負極集電部164與第三電極匯流部160可視為另一個電池次單元的電極。如此一來,具單一結晶矽基材110的太陽能電池100便可具有兩太陽能電池串聯後的電壓效果,因此可提升太陽能電池100的輸出電壓。
舉例來說,當第1圖的結晶矽基材110與習知太陽能電池的矽基板相同時,若習知太陽能電池依照IEC60904規範或光照度1000W/m2下可輸出0.6V的電壓,則第1圖的太陽能電池100理論上可輸出1.2V的電壓,也就是習知太陽能電池輸出電壓的兩倍。依目前技術而言,單一結晶矽基板的太陽能電池依照上述規範而得到的開路電壓值不大於0.75伏特,輸出電壓值不大於0.6伏特。而本發明的實驗結果為在上述規範或照度下,具單一結晶矽基材110之太陽能電池100的開路電壓約等於1伏特,較佳的情況可大於1伏特,輸出電壓可約等於0.8伏特,較佳的情況可大於0.8伏特,這些差異來自於不同的結晶矽太陽能電池結
構以及製造太陽能電池所選用的不同方法。
此外,3C電子產品所需的電壓一般大於1V,且較小的電流通常可延長3C電子產品的使用壽命。由於太陽能電池100提升了輸出電壓,因此降低了太陽能電池100的輸出電流,使得太陽能電池100可廣泛地使用於3C電子產品中。當製作特定輸出電壓的太陽能模組時,不需以串聯多個太陽能電池100的方式來增加輸出電壓,在模組封裝上較具彈性,可節省太陽能模組的空間與材料成本。
另外,太陽能電池100的前段製程不需改變,且其輸出電壓可藉由第一正極集電部152、第一電極匯流部150、第一負極集電部162、第二正極集電部154、第二電極匯流部170、第二負極集電部164與第三電極匯流部160的數量來調整。如此一來,太陽能電池100可具高輸出電壓的特性。
在本實施方式中,每一第一正極集電部152、每一第二正極集電部154、每一第一負極集電部162、每一第二負極集電部164、第一電極匯流部150、第二電極匯流部170與第三電極匯流部160在結晶矽基材110之背光面114上的俯視形狀大致呈條狀,但並不以條狀為限。此外,第一正極集電部152與第一電極匯流部150在結晶矽基材110之背光面114上的整體俯視形狀大致呈梳狀,第一負極集電部162、第二正極集電部154與第二電極匯流部170在結晶矽基材110之背光面114上的整體俯視形狀大致呈梳狀,且第二負極集電部164與第三電極匯流部160在結晶
矽基材110之背光面114上的整體俯視形狀大致呈梳狀,但並不以梳狀為限。
此外,在本實施方式中,正極導電開口144與負極導電開口146的形狀均為圓形。然而在其他實施方式中,正極導電開口144的形狀可為三角形、N邊形或上述之組合,且負極導電開口146的形狀也可為圓形、三角形、N邊形或上述之組合,其中N為大於或等於4的自然數。
第一正極集電部152、第一電極匯流部150、第一負極集電部162、第二正極集電部154、第二電極匯流部170、第二負極集電部164與第三電極匯流部160可藉由網印的方式將金屬(例如銅)層形成於結晶矽基材110上的保護層142。如此一來,第一負極集電部162、第二正極集電部154與第二電極匯流部170可以為一體成型,第二負極集電部164與第三電極匯流部160可以為一體成型,且第一正極集電部152與第一電極匯流部150可以為一體成型,但並不限制本發明。舉例來說,第一負極集電部162、第二正極集電部154與第二電極匯流部170亦可採用焊接的方式彼此連接。
應瞭解到,已敘述過的元件與材料將不在重複贅述,合先敘明。在以下敘述中,將說明其他型式的太陽能電池。
第4圖繪示根據本發明另一實施方式之太陽能電池100a的下視圖。第5圖繪示第4圖之太陽能電池100a之背光面114、114’尚未形成第一正極集電部152、152’、
第一電極匯流部150、150’、第一負極集電部162、162’、第二正極集電部154、154’、第二電極匯流部170、170’、第二負極集電部164、164’與第三電極匯流部160、160’的俯視圖。同時參閱第4圖與第5圖,太陽能電池100a包含結晶矽基材110、110’、複數個P型半導體材料層120、120’、複數個N型半導體材料層130、130’、保護層142、142’、複數個第一正極集電部152、152’、第一電極匯流部150、150’、複數個第一負極集電部162、162’、複數個第二正極集電部154、154’、第二電極匯流部170、170’、複數個第二負極集電部164、164’與第三電極匯流部160、160’。
與第1圖之實施方式不同的地方在於:太陽能電池100a具有兩結晶矽基材110、110’及焊帶190,且位於結晶矽基材110的第一電極匯流部150經由焊帶190電性連接位於結晶矽基材110’的第三電極匯流部160’。如此一來,太陽能電池100a可視為四組彼此串聯的電池次單元,具有較太陽能電池100(見第1圖)更高的輸出電壓。。
第6圖繪示根據本發明又一實施方式之太陽能電池100b之背光面114的俯視圖。第7圖繪示第6圖之太陽能電池100b之背光面114尚未形成第一正極集電部152、第一電極匯流部150、第一負極集電部162、第二正極集電部154、第二電極匯流部170、第二負極集電部164與第三電極匯流部160的俯視圖。同時參閱第6圖與第7圖,太陽能電池100b包含結晶矽基材110、複數個P型半導體材料層120、複數個N型半導體材料層130、保護層142、複
數個第一正極集電部152、第一電極匯流部150、複數個第一負極集電部162、複數個第二正極集電部154、複數個第二電極匯流部170、複數個第二負極集電部164與第三電極匯流部160。
與第1圖之實施方式不同的地方在於:第一負極集電部162、第二正極集電部154與第二電極匯流部170的數量較多,且第二電極匯流部170在結晶矽基材110之背光面114上的俯視形狀呈鋸齒狀。此外,正極導電開口144與負極導電開口146的形狀均為四邊形或長條形。在本實施方式中,太陽能電池100b具有四組彼此串聯的電池次單元,具有較太陽能電池100(見第1圖)更高的輸出電壓。
第8圖繪示根據本發明另一實施方式之太陽能電池100c的分解圖。與第1圖之實施方式不同的地方在於:太陽能電池100c還包含板體180。板體180可以為電路板,具有第一正極集電部152、第一電極匯流部150、第一負極集電部162、第二電極匯流部170、第二正極集電部154、第二負極集電部164與第三電極匯流部160。當結晶矽基材110以方向D固定於板體180上時,板體180與保護層142之表面143接觸,使得第一正極集電部152與第二正極集電部154電性接觸P型半導體材料層120(見第2A圖),第一負極集電部162與第二負極集電部164電性接觸N型半導體材料層130(見第2A圖)。
在本實施方式中,太陽能電池100c可視為兩組彼此串聯的電池次單元。
第9圖繪示根據本發明又一實施方式之太陽能電池100d的分解圖。與第8圖之實施方式不同的地方在於:板體180為金屬板,且具有複數個絕緣部182。絕緣部182位於第三電極匯流部160與第二正極集電部154之間、第二負極集電部164與第二正極集電部154之間、第二負極集電部164與第二電極匯流部170之間、第二電極匯流部170與第一正極集電部152之間、第一負極集電部162與第一正極集電部152之間、及第一負極集電部162與第一電極匯流部150之間。其中,絕緣部182的材質可以包含塑膠或橡膠,亦可設計成間隙,具有隔離絕緣的效果。
在本實施方式中,太陽能電池100d可視為兩組彼此串聯的電池次單元。
在本發明的太陽能電池與先前技術相較,由於太陽能電池的第二電極匯流部電性連接第一負極集電部與第二正極集電部,因此第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部與第二電極匯流部可視為一個電池次單元,而第二正極集電部、第二電極匯流部、第二負極集電部與第三電極匯流部可視為另一個電池次單元。如此一來,具單一結晶矽基材的太陽能電池便可具有兩太陽能電池串聯後的電壓效果,因此可提升太陽能電池的輸出電壓。
此外,太陽能電池的前段製程不需改變,且其輸出電壓可藉由第一正極集電部、第一電極匯流部、第一負極集電部、第二正極集電部、第二電極匯流部、第二負極集電部與第三電極匯流部的數量來調整,使太陽能電池可使
用於3C電子產品中。當製作特定輸出電壓的太陽能模組時,不需以串聯多個太陽能電池的方式來增加輸出電壓,可節省太陽能模組的空間與材料成本,且此方式亦可降低輸出電流,避免電流過大造成產品損毀。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧太陽能電池
110‧‧‧結晶矽基材
114‧‧‧背光面
150‧‧‧第一電極匯流部
152‧‧‧第一正極集電部
154‧‧‧第二正極集電部
160‧‧‧第三電極匯流部
162‧‧‧第一負極集電部
164‧‧‧第二負極集電部
170‧‧‧第二電極匯流部
2A-2A‧‧‧線段
Claims (20)
- 一種太陽能電池,包含:一結晶矽基材,具有相對之一迎光面與一背光面;複數個P型半導體材料層;複數個N型半導體材料層,與該些P型半導體材料層間隔地交替排列於該結晶矽基材之該背光面上;複數個第一正極集電部,排列於該結晶矽基材之該背光面,且分別電性接觸該些P型半導體材料層其中至少一者;至少一第一電極匯流部,位於該結晶矽基材之該背光面,並電性連接該些第一正極集電部;複數個第一負極集電部,與該些第一正極集電部間隔地交替排列於該結晶矽基材之該背光面,且分別電性接觸該些N型半導體材料層其中至少一者;複數個第二正極集電部,排列於該結晶矽基材之該背光面,且分別電性接觸該些P型半導體材料層其中至少一者;至少一第二電極匯流部,位於該結晶矽基材之該背光面,並電性連接該些第一負極集電部與該些第二正極集電部;複數個第二負極集電部,與該些第二正極集電部間隔地交替排列於該結晶矽基材之該背光面,且分別電性接觸該些N型半導體材料層其中至少一者;以及至少一第三電極匯流部,位於該結晶矽基材之該背光 面,並電性連接該些第二負極集電部。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該第二電極匯流部位於該第一電極匯流部與該第三電極匯流部之間。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中每一該些第一正極集電部與每一該些第一負極集電部在該結晶矽基材之該背光面上的俯視形狀大致呈條狀。
- 如請求項1所述之太陽能電池,更包含:一保護層,覆蓋該些P型半導體材料層與該些N型半導體材料層,該保護層具有複數個正極導電開口與複數個負極導電開口貫穿該保護層,且該些第一正極集電部與該些第二正極集電部分別透過該些正極導電開口其中至少一者電性接觸該些P型半導體材料層其中至少一者,該些第一負極集電部與該些第二負極集電部分別透過該些負極導電開口其中至少一者電性接觸該些N型半導體材料層其中至少一者。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該些第一負極集電部與該些第二正極集電部係分別連接於該第二電極匯流部之相對兩側。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中每一該些第二 正極集電部與每一該些第二負極集電部在該結晶矽基材之該背光面上的俯視形狀大致呈條狀。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該第二電極匯流部在該結晶矽基材之該背光面上的俯視形狀大致呈鋸齒狀。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該些第一正極集電部與該第一電極匯流部在該結晶矽基材之該背光面上的整體俯視形狀大致呈梳狀。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該些第一負極集電部、該些第二正極集電部與該第二電極匯流部在該結晶矽基材之該背光面上的整體俯視形狀大致呈梳狀。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該些第二負極集電部與該第三電極匯流部在該結晶矽基材之該背光面上的整體俯視形狀大致呈梳狀。
- 如請求項4所述之太陽能電池,其中該些正極導電開口的形狀為圓形、三角形、N邊形或上述之組合,N為大於或等於4的自然數。
- 如請求項4所述之太陽能電池,其中該些負極導電 開口的形狀為圓形、三角形、N邊形或上述之組合,N為大於或等於4的自然數。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該些第一負極集電部、該些第二正極集電部與該第二電極匯流部為一體成型。
- 如請求項1所述之太陽能電池,其中該結晶矽基材的材質包含單晶矽或多晶矽。
- 如請求項4所述之太陽能電池,更包含:一板體,與該保護層之該表面接觸,且具有該些第一正極集電部、該第一電極匯流部、該些第一負極集電部、該第二電極匯流部、該些第二正極集電部、該些第二負極集電部與該第三電極匯流部。
- 如請求項15所述之太陽能電池,其中該板體為一金屬板,且具有複數個絕緣部,位於該第三電極匯流部與該些第二正極集電部之間、該些第二負極集電部與該些第二正極集電部之間、該些第二負極集電部與該第二電極匯流部之間、該第二電極匯流部與該些第一正極集電部之間、該些第一負極集電部與該些第一正極集電部之間、及該些第一負極集電部與該第一電極匯流部之間。
- 如請求項16所述之之太陽能電池,其中該些絕緣部包含塑膠、橡膠或間隙。
- 如請求項1所述之之太陽能電池,其中該太陽能電池為背接觸型太陽能電池。
- 如請求項1所述之之太陽能電池,其中該太陽能電池的開路電壓大於或等於1伏特。
- 如請求項1所述之之太陽能電池,其中該太陽能電池的輸出電壓大於或等於0.8伏特。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013100299574A CN103151395A (zh) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | 太阳能电池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201431104A true TW201431104A (zh) | 2014-08-01 |
Family
ID=48549360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW102114208A TW201431104A (zh) | 2013-01-25 | 2013-04-22 | 太陽能電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140209158A1 (zh) |
CN (1) | CN103151395A (zh) |
TW (1) | TW201431104A (zh) |
WO (1) | WO2014114015A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103746003B (zh) * | 2013-12-24 | 2016-11-23 | 北京汉能创昱科技有限公司 | 一种背接触晶体硅太阳能电池及其制造方法 |
TW201535755A (zh) * | 2014-03-14 | 2015-09-16 | Au Optronics Corp | 太陽能電池結構 |
CN105742375B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-09-22 | 北京创昱科技有限公司 | 一种背接触晶硅电池及其制备方法 |
TWI538230B (zh) * | 2015-03-23 | 2016-06-11 | 茂迪股份有限公司 | 背接觸太陽能電池組及其製造方法 |
CN106158990B (zh) * | 2016-07-21 | 2017-08-08 | 英利能源(中国)有限公司 | Ibc电池、电池组及制备方法 |
CN106784051A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-05-31 | 泰州乐叶光伏科技有限公司 | 提高功率的ibc电池互联结构 |
JP6741626B2 (ja) * | 2017-06-26 | 2020-08-19 | 信越化学工業株式会社 | 高効率裏面電極型太陽電池及びその製造方法 |
RU2710390C1 (ru) * | 2019-05-31 | 2019-12-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Фотопреобразователь с увеличенной фотоактивной площадью |
CN112683975A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 天津理工大学 | 叉指型微电极阵列电化学传感器及制备方法与应用、专用测试盒 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3452678B2 (ja) * | 1995-03-03 | 2003-09-29 | 三菱電機株式会社 | 配線構成体の製造方法 |
JP2009176782A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
KR20100068947A (ko) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 |
JP4875124B2 (ja) * | 2009-09-17 | 2012-02-15 | シャープ株式会社 | 太陽電池モジュール |
US20130167915A1 (en) * | 2009-12-09 | 2013-07-04 | Solexel, Inc. | High-efficiency photovoltaic back-contact solar cell structures and manufacturing methods using three-dimensional semiconductor absorbers |
JP5323250B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2013-10-23 | 京セラ株式会社 | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
CN201608193U (zh) * | 2010-02-26 | 2010-10-13 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种晶体硅太阳电池的背面电极结构 |
-
2013
- 2013-01-25 CN CN2013100299574A patent/CN103151395A/zh active Pending
- 2013-02-05 WO PCT/CN2013/071393 patent/WO2014114015A1/zh active Application Filing
- 2013-04-22 TW TW102114208A patent/TW201431104A/zh unknown
-
2014
- 2014-01-22 US US14/160,762 patent/US20140209158A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140209158A1 (en) | 2014-07-31 |
CN103151395A (zh) | 2013-06-12 |
WO2014114015A1 (zh) | 2014-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW201431104A (zh) | 太陽能電池 | |
US7498508B2 (en) | High voltage solar cell and solar cell module | |
US9515214B2 (en) | Solar battery module and manufacturing method thereof | |
WO2018223868A1 (zh) | 一种光伏太阳能电池片组件 | |
US10707363B2 (en) | Assembly for housing wire elements | |
JP2013247231A (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール | |
JP5927437B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP2012019094A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP2019519939A (ja) | 光電池セル、光電池セルアレイ、太陽電池セル、および光電池セル作製方法 | |
JP2005183660A (ja) | 太陽電池モジュール | |
TWI478361B (zh) | 太陽能電池模組 | |
CN110931586A (zh) | 焊带、柔性太阳能电池组件 | |
TWI502756B (zh) | 具有粗細匯流排電極之太陽能電池 | |
EP4156307A1 (en) | Heterojunction cell and fabrication method thereof | |
JP2013131698A (ja) | 配線シート付き太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池セルの製造方法 | |
TWI472044B (zh) | 太陽能電池 | |
JP2016063129A (ja) | ヘテロ接合型バックコンタクトセルおよび光電変換装置 | |
JP5916605B2 (ja) | 太陽光発電装置 | |
US20130008481A1 (en) | Electrically connecting element and photovoltaic module | |
JP2014168025A (ja) | 太陽電池セル | |
TWM542250U (zh) | 太陽能電池模組及其佈局結構 | |
JP2001036105A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP7261923B1 (ja) | 光起電力モジュールおよびその製造方法 | |
CN202871833U (zh) | 一种低电压高电流的薄膜太阳能电池组件 | |
WO2016009712A1 (ja) | 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法 |