本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種高效N型太陽能電池及利用其制造電池組件的方法。

背景技術(shù)：

在目前的光伏市場中，硅太陽電池的原料基本上為摻硼的p型硅，相應(yīng)的生產(chǎn)線也是基于摻硼的p型硅設(shè)計的，生產(chǎn)工藝流程包括制絨、擴散、等離子刻蝕或濕刻、氮化硅沉積、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)。摻硼的p型硅得到廣泛使用的主要原因是：早期的太陽電池主要用于空間應(yīng)用，而p型晶體硅太陽電池在空間應(yīng)用時比n型硅太陽電池更穩(wěn)定；隨著太陽電池逐漸用于地面應(yīng)用，使用p型硅太陽電池的傳統(tǒng)沿用了下來。

現(xiàn)有的摻硼的p型硅太陽電池存在以下弊端：(1)p型硅中摻雜的硼在光照條件下會形成硼氧復(fù)合對，造成太陽電池轉(zhuǎn)換效率的衰減；(2)p型硅中的少子是電子，其對外來雜質(zhì)引起的復(fù)合敏感，導(dǎo)致少子壽命不高。采用n型硅制作的太陽電池則不存在上述問題：n型硅本身不含或者含極少量的硼元素，故硼氧復(fù)合對作用很弱，沒有光致衰減的問題；n型硅中的少子是空穴，對外來雜質(zhì)引起的復(fù)合不敏感，故少子壽命高。因此，n型硅太陽電池具有廣闊發(fā)展前景。目前已商業(yè)化生產(chǎn)的高效n型太陽電池包括三洋公司的HIT太陽電池、Sunpower公司的IBC太陽電池和LG雙面電池。然而，由于普通n型硅太陽電池需要同時在受光面和背光面設(shè)電極，即在兩面同時印刷銀漿，與普通太陽電池相比多了一面印刷面，因此銀漿耗量增加，成本較高。

另外，在常規(guī)組件制作中，電池片之間的互連往往采用串聯(lián)方式。在串聯(lián)連接中，電池的電流越高，組件功率在互連條上的傳輸損失越大。疊片連接是一種常見的串聯(lián)連接方式。在疊片連接中，一塊電池片的背光面與相鄰電池片的受光面相接觸。傳統(tǒng)的太陽能電池在采用疊片方式進行連接時，為了在電池之間傳輸電流，需要在太陽能電池背面的細柵線和主柵線上再設(shè)置多條長焊帶。由于傳輸距離長，電阻大，內(nèi)阻損耗大，大部分能量以熱量的形式損耗掉而非轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高效N型太陽能電池，其電池效率高，且銀漿耗量小，成本較低。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種利用本發(fā)明的高效N型太陽能電池制造電池組件的方法。

為達到上述的第一個發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高效N型太陽能電池，其包括N型硅片主體，所述的N型硅片主體具有受光面和背光面，所述的受光面上和背光面上均設(shè)有電極，其特征在于：所述的背光面的電極為均勻布設(shè)在所述背光面上的接觸點；所述接觸點的總面積占所述背光面總面積的0.1％-5％，且所述的接觸點之間通過導(dǎo)電體連接。

本發(fā)明的高效N型太陽能電池采用接觸點代替常規(guī)作為背光面電極的細柵線和主柵線，極大地降低了電極與背光面的接觸面積，從而提升開路電壓，并提高電池的效率。此外，還可以減少銀漿用量，節(jié)約電池生產(chǎn)成本。

上述的接觸點可以通過常規(guī)的絲網(wǎng)印刷銀漿或電鍍銀漿的方式，設(shè)于所述的背光面上。導(dǎo)電體連接背光面上的所有接觸點并導(dǎo)電，以實現(xiàn)現(xiàn)有的主柵線和細柵線的功能。具體而言，所述的導(dǎo)電體為超寬焊帶或銅板或透明導(dǎo)電薄膜。所述的接觸點可以為圓點或長方形或三角形或其它形狀的圖形。

本發(fā)明的高效N型太陽能電池可以是完整的電池也可以是切片后的小電池。在對完整的電池進行切片形成小電池后，可以將小電池疊片并制造成太陽能電池組件。

優(yōu)選地，所述的導(dǎo)電體為超寬焊帶或銅板，所述的超寬焊帶或銅板覆蓋在整個所述的背光面上。

當采用超寬焊帶或銅板來焊接背光面上的接觸點時，由于超寬焊帶和銅板本身不透光，故其能夠?qū)⑻柟夥瓷浠靥柲茈姵刂?，使太陽能電池能夠二次利用反射光，從而帶來太陽能電池效率的進一步增益。

具體而言，所述的N型硅片主體為n型單晶硅襯底，其電阻率為1～30Ω·cm，厚度為50～300μm。

優(yōu)選地，所述的N型硅片主體的受光面上設(shè)置p⁺⁺摻雜區(qū)或n⁺⁺摻雜區(qū)或p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)或n⁺⁺和n⁺交替的選擇性前場；所述的N型硅片主體的背光面上設(shè)置有n⁺⁺摻雜區(qū)或p⁺⁺摻雜區(qū)或n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場或p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)；所述的受光面為制絨面或濕刻面，所述的背光面為拋光面或濕刻面或制絨面。

上文所列舉的是目前廣泛使用的n型雙面電池的前場或前發(fā)射結(jié)及背場或背發(fā)射結(jié)的結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)需要，還可以選擇其它具有相同功能的結(jié)構(gòu)。當受光面上設(shè)置的是p⁺⁺摻雜區(qū)時，背光面上可以設(shè)置n⁺⁺摻雜區(qū)或n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場；當受光面上設(shè)置p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)時，背光面上可以設(shè)置n⁺⁺摻雜區(qū)或n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場；當受光面上設(shè)置n⁺⁺摻雜區(qū)時，背光面上可以設(shè)置p⁺⁺摻雜區(qū)或p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)；當受光面上設(shè)置的是n⁺⁺和n⁺交替的選擇性前場時，背光面上可以設(shè)置p⁺⁺摻雜區(qū)或p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)。上述的p⁺⁺摻雜區(qū)、n⁺⁺摻雜區(qū)、n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場、p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)可以通過熱擴散、離子注入和退火、掩膜和刻蝕等本領(lǐng)域常用的工藝方法進行制備。

本發(fā)明還可以作以下改進：所述的N型硅片主體的受光面和背光面上同時設(shè)有減反射膜，所述的減反射膜為氧化硅減反射膜、氧化鋁減反射膜和氮化硅減反射膜中的一種或幾種。

當受光面和背光面上同時設(shè)置減反射膜時，本發(fā)明的高效N型太陽能電池具有更好的鈍化減反效果。在背光面上設(shè)減反射膜的情況下，接觸點直接印刷在減反射膜上。除了上述列舉的減反射膜外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以選用其它本領(lǐng)域常用的減反射膜。

具體而言，所述受光面的電極為細柵線和主柵線。

為達到上述的第二個目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種利用上述的高效N型太陽能電池制造高效電池組件的方法，其特征在于包括以下步驟：

1.將所述的高效N型太陽能電池采用疊片方式連接，形成電池串；

2.將所述的電池串排版形成組串，再通過匯流條進行匯流；

3.將步驟2所得的組串進行疊層和層壓，形成電池組件。

在本發(fā)明的高效電池組件之中，高效N型太陽能電池之間采用疊片方式進行連接。由于本發(fā)明的寬焊帶是直接設(shè)在接觸點上，且覆蓋所有接觸點，所以比起傳統(tǒng)的太陽能電池疊片而言，焊帶數(shù)量少，電流傳輸距離短，故內(nèi)阻損耗小，發(fā)電成本低。

優(yōu)選地，在上述步驟1采用疊片方式進行連接時，一塊所述高效N型太陽能電池的背光面在長邊處與另一塊所述高效N型太陽能電池的受光面的長邊相接觸。

優(yōu)選地，所述的電池串包括2～960個所述的高效N型太陽能電池。

有益效果：

1.本發(fā)明的高效N型太陽能電池采用點接觸來替代常規(guī)細柵線和主柵線，極大地降低了電極接觸面積，從而提升開路電壓，增加電池效率；

2.與現(xiàn)有的正反兩面均印刷主柵線和細柵線的傳統(tǒng)N型太陽能電池相比，本發(fā)明的高效N型太陽能電池銀漿耗量低，生產(chǎn)成本低；

3.當高效N型太陽能電池的導(dǎo)電體采用超寬焊帶或銅板時，其能將太陽光反射回電池中，二次利用反射光，從而帶來太陽能電池效率的進一步增益；

4.利用本發(fā)明的高效N型太陽能電池制成的太陽能電池組件的串聯(lián)電阻低，內(nèi)阻損耗小，從而進一步提升組件功率，降低發(fā)電成本。

附圖說明

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行進一步的說明。

圖1為實施例1的高效N型太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1的高效N型太陽能電池的剖面圖；

圖3為圖1的背面俯視圖(未示出導(dǎo)電體)；

圖4為實施例2的高效N型太陽能電池的背光面俯視圖(未示出導(dǎo)電體)；

圖5為實施例3的高效N型太陽能電池的背光面俯視圖(未示出導(dǎo)電體)；

圖6為利用實施例1的高效N型太陽能電池疊片形成的電池串；

圖7為圖5的電池串形成的組串。

附圖標記：1-p⁺⁺摻雜區(qū)；2-n⁺⁺摻雜區(qū)；3-減反射膜；4-細柵線；5-接觸點；6-導(dǎo)電體；7-N型硅片主體；8-匯流條；9-主柵線。

具體實施方式

以下列舉具體實施例對本發(fā)明進行說明。需要指出的是，實施例只用于對本發(fā)明做進一步說明，不代表本發(fā)明的保護范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明作出的非本質(zhì)的修改與調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

如圖1～3所示，實施例1的高效N型太陽能電池包括N型硅片主體11，N型硅片主體11為n型單晶硅襯底，其電阻率為30Ω·cm，厚度為50μm；其具有受光面和背光面，受光面和背光面均為制絨面。受光面上依次設(shè)有p⁺⁺摻雜區(qū)1、減反射膜3和作為受光面電極的主柵線9和細柵線4。背光面上依次設(shè)有n⁺⁺摻雜區(qū)2和減反射膜3。減反射膜3上均勻布設(shè)有作為背光面電極的接觸點5，接觸點5為圓點，其總面積占背光面總面積的5％。接觸點5上設(shè)有覆蓋在整個背光面上、連接各接觸點的導(dǎo)電體6，該導(dǎo)電體為超寬焊帶。受光面和背光面上的減反射膜3均為氧化硅減反射膜。

本實施例的N型太陽能電池通過以下步驟制備：

(1)對N型硅片主體11的受光面和背光面進行表面制絨處理，然后通過擴散、離子注入和退火、掩膜和刻蝕，在受光面和背光面分別形成p⁺⁺摻雜區(qū)1和n⁺⁺摻雜區(qū)2；

(2)再在受光面上和背光面上設(shè)氧化硅和氮化硅減反射膜，以達到電池受光面的鈍化、光學(xué)減反以及背光面的鈍化；

(3)在背光面的氧化硅減反射膜上通過絲網(wǎng)印刷銀漿，形成均勻分布的接觸點陣，作為背光面電極；

(4)在受光面的氧化硅減反射膜上通過印刷銀鋁漿，形成包括主柵線和細柵線的受光面電極；

(5)將大電池分割成多片小電池

(6)在每塊小電池的背光面上設(shè)置超寬焊帶，以連接背面分布的接觸點。

實施例2

實施例2的高效N型太陽能電池的結(jié)構(gòu)和制備方法與實施例1基本相同，其不同之處在于：

1.如圖4所示，接觸點5為長方形，其總面積占背光面總面積的3％；

2.導(dǎo)電體6為銅板；

3.N型硅片主體為n型單晶硅襯底，其電阻率為1Ω·cm，厚度為300μm；

4.受光面上不設(shè)p⁺⁺摻雜區(qū)，而替代地設(shè)置p⁺⁺和p⁺交替的選擇性發(fā)射結(jié)；背光面上不設(shè)n⁺⁺摻雜區(qū)，而替代地設(shè)置n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場；

5.受光面和背光面上的減反射膜3均為氧化硅、氧化鋁和氮化硅減反射膜。

實施例3

實施例2的高效N型太陽能電池的結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，其不同之處在于：

1.如圖5所示，接觸點5為長方形，其總面積占背光面總面積的2％；

2.N型硅片主體為n型單晶硅襯底，其電阻率為5Ω·cm，厚度為100μm；

3.背光面上不設(shè)n⁺⁺摻雜區(qū)，而替代地設(shè)置n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場；

4.受光面和背光面上的減反射膜3均為氮化硅減反射膜；

5.導(dǎo)電體6為透明導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電薄膜表面設(shè)有主柵線，以引出電流。

本實施例的N型太陽能電池通過以下步驟制備：

(1)對N型硅片主體11的受光面和背光面進行表面制絨處理，然后通過擴散、離子注入和退火、掩膜和刻蝕，在受光面和背光面分別形成p⁺⁺摻雜區(qū)和n⁺⁺和n⁺交替的選擇性背場；

(2)再在受光面上和背光面上設(shè)氮化硅減反射膜，以達到電池受光面的鈍化、光學(xué)減反以及背光面的鈍化；

(3)在背光面的氧化硅減反射膜上通過絲網(wǎng)印刷銀漿，形成均勻分布的接觸點陣，作為背光面電極；

(4)在受光面的氮化硅減反射膜上通過印刷銀鋁漿，形成包括主柵線和細柵線的受光面電極；

(5)在背光面上鍍ITO透明導(dǎo)電薄膜，以連接背面分布的接觸點；

(6)在ITO透明導(dǎo)電薄膜上印刷形成主柵線。

實施例4

本實施例為利用實施例1的N型太陽能電池制造高效電池組件的方法。其包括以下步驟：

1.如圖6所示，將5塊實施例1的高效N型太陽能電池采用疊片方式連接，形成電池串；在疊片時，將在前的高效N型太陽能電池背光面上的導(dǎo)電體6與在后的高效N型太陽能電池受光面上的主柵線9在兩塊電池的長邊處相接觸。

2.如圖7所示，將三串步驟1的的電池串排版形成組串，再通過匯流條8進行匯流；將組串依次按照玻璃、EVA、電池層、導(dǎo)電線層、背層材料的順序進行層疊和外觀檢查，將層疊后的模組送入層壓機進行層壓。層壓的過程中導(dǎo)電膠固化使得電池片細柵線和導(dǎo)電線層形成良好的接觸。將層壓后的組件安裝邊框、接線盒，形成電池組件。