[发明专利]太阳能电池及多个太阳能电池的组件

说明书

技术领域

本发明涉及包括正面和背面的太阳能电池，其中，在使用中正面转向光，因此电荷载流子聚积在正面上而相反类型的电荷载流子聚积在背面上，其中，正面设有第一图案的导电元件，第一图案的导电元件通过太阳能电池中的多个通孔连接至背面上的第一接触点，其中，背面设有第二图案的导电元件，第二图案的导电元件连接至背面上的第二接触点。

背景技术

这种类型的太阳能电池在现有技术中是已知的。太阳能电池通常呈板状并具有正面和背面。在使用中，正面转向入射(太阳)光。因此，正面还被设计为收集太阳光并尽可能少地反射。

太阳能电池可包括例如晶体硅的半导体材料板，其中形成有p型和n型层。晶体硅板位于正面和背面之间。这种硅太阳能电池为自我支撑的并通常具有100-350μm的厚度。

太阳能电池的核心由p型和n型半导体层之间的过渡层构成。通过入射光子，电子被带至更高的导电带，使得电荷载流子形成于p型和n型材料中。因此，形成了自由电子和空穴。在过渡层附近，自由电子和空穴可彼此分离而不是再结合。电子将被拉至n型材料，而空穴将被拉至p型材料。以这种方式，通过入射光，相反类型的电荷将聚积在太阳能电池的正面和背面上。

为了在正面和背面上聚积电荷，可在正面和背面上布置一种图案的导体以通过硅材料与入射(太阳)光的相互作用来引导电荷。图案可由合适的导电材料例如合适类型的金属制成。

图案能够以任何可能的方式设计。

正面上的图案可被设计成在生产横跨正面表面且尽可能密集的图案与使图案造成的遮蔽效应尽可能少之间实现最佳平衡。图案可例如包括一个或多个主导体，一个或多个主导体使图案中的其它导体彼此连接并从其它导体收集所产生的电荷。由M.N.van den Donker所作的“The Starfire project：towards in-line mass production of thin high-efficiency back-contacted multicrystalline silicon solar cells(星火计划：薄的高效背接触式多晶硅太阳能电池的在线批量生产)”23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference，1-5 September 2008，Valencia，Spain中描述了一种可能的图案示例在以下文章中进行：。

背面上的图案能以任何可能的方式形成。因为无需考虑背面上的图案的遮蔽效应，所以背面上的图案可例如由实际上覆盖整个背面的层构成。

在现有技术中，太阳能板由多个硅太阳能电池构成。在太阳能板中，太阳能电池彼此串联连接以形成电池串。一个太阳能电池正面上的图案通过突耳(tab)连接至与其相邻布置的太阳能电池背面上的图案。以这种方式，能够将太阳能电池板中的太阳能电池串联连接。

突耳可以是例如由铝或铜制成的导电迹线的形式。突耳还可以是扁平的线形式。突耳的宽度可例如为1.5-2.5mm，厚度例如为80-170μm或100-150μm。位于太阳能电池正面10上的突耳的尺寸特别地必须受到限制以产生尽可能少的遮蔽效应。

正面和背面上的图案可包括某些与突耳接触的接触点。

为了简化太阳能电池的串联连接，正面上的导电元件图案可通过太阳能电池中的多个通孔连接至太阳能电池的背面。然后，可将正面的接触点置于背面。因此，多个第一接触点形成在与正面导电连接的背面上。在背面上，可形成与背面导电连接的多个第二接触点。

这种具有通孔的太阳能电池也被称为金属贯穿式背电极(metal wrap-through)太阳能电池。在这些太阳能电池中接触点均位于背面上。

正面和背面的连接点均位于太阳能电池背面，使用上述突耳连接这种太阳能电池是相对困难的，因为第一接触点和第二接触点混在一起，这需要相对复杂的突耳图案。在这种情况下，应注意，须避免用于第一接触点的突耳与用于第二接触点的突耳之间的直接电接触。

因此，现有技术提供了一种解决方案，其中突耳由薄膜替代，该薄膜布置在太阳能电池背面上并且包括金属连接图案。这些迹线可通过化学加工以期望的图案应用至薄膜。以这种方式，相对复杂的迹线图案能够被准确地应用。

薄膜中的导电迹线迹可用于将太阳能电池串联连接。

本发明的目的是提供简化突耳使用的可替换的太阳能电池。

发明内容