[发明专利]金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件

说明书

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及金属绕穿型(Metal Wrap Through，MWT)背接触太阳电池、制备方法及其组件。

背景技术

由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，目前世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮，太阳能利用技术得到了快速的发展，其中利用半导体的光生伏特效应将太阳能转变为电能的利用越来越广泛。而太阳电池就是其中最为普遍的被用来将太阳能转换为电能的器件。在实际应用中，一般是以由多个太阳电池串联(以互连条焊接串联连接)而成的电池组件作为基本的应用单元。

通常地，太阳电池包括pn结，在其电池衬底(如单晶硅)因太阳照射所产生的内部光生电流需要通过电池的电极进行收集并将其汇集引出。太阳电池包括正面以及背面，其中电池工作时被太阳光所照射的一面定义为太阳电池的正面，与该正面相反的一面定义为背面。常规地，在其正面形成用于收集电流的副栅电极(或次栅线)以及用于汇集副栅电极的电流的主栅电极；在其背面上形成背面电极以引出电流。

随着太阳电池技术的发展，近年来提出了将电池正面的主栅电极置于电池衬底背面(与背面电极在同一面上)的背接触型太阳电池。相比于常规太阳电池，背接触型的太阳电池至少具有以下优点：第一是，背接触型的太阳电池因消除了正面主栅电极对太阳光的照射遮蔽损耗(遮光面积减小)而具有更高的转换效率；第二是，将主栅电极和背面电极都形成于同一表面上(背面上)，因此多个电池之间更容易装备成电池组件，制作成本更低；第三是，避免了在正面和背面需要同时焊接互连条的情形，有利于组件的自动化生产；第四是，主栅电极置于背面使电池具有更均匀的外观，所制备形成的电池组件相对更美观(美观对于一些应用是重要的，例如光伏建筑一体化应用)。

其中，金属绕穿型是背接触太阳电池中的一种，这种电池中，电池衬底中形成多个通孔，通过通孔将正面的副栅电极与设置在电池背面的主栅电极电连接。

图1所示为现有技术的金属绕穿型背接触太阳电池的结构示意图。如图1所示，10为形成于电池衬底正面的副栅电极，主栅电极9形成于电池衬底背面，副栅电极10和主栅电极9通过通孔电性连接，背面电极6也形成于电池衬底背面。背面电极6用于引出电池衬底的第一导电类型半导体区域7所产生的电流，副栅电极10和主栅电极9用于引出电池衬底的第二导电类型半导体区域8所产生的电流。

如图1所示，为避免背面电极6与主栅电极9短接而造成电池正负极短路，通常在形成第二导电类型的第二导电类型区域8时在背面预留第一导电类型的第一导电类型区域7的外露区域，以在其上构图形成背面电极6。这样在扩散掺杂形成第二导电类型半导体区域8时，需要额外的掩膜构图，并在扩散后再将掩膜去除，工艺过程复杂。从而不利于减少太阳电池的成本。并且在其它现有技术中，背面电极6与主栅电极9之间的隔离还可以通过形成沟槽的方法来实现，沟槽可以通过激光隔离或者准湿法刻蚀隔离实现。沟槽的实现步骤会增加太阳电池的制备成本，降低电池的转换效率，特别是激光隔离可能导致后续的组件制备过程中碎片率增加，降低成品率。

因此，针对现有技术的缺陷，需要研发一种工艺简单、转换效率高、制备成本低、组件碎片率低的金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，降低背接触太阳电池的制备成本，简化背接触太阳电池的工艺流程以及提高太阳电池的成品率。

为解决以上技术问题，按照本发明的一方面提供一种金属绕穿型背接触太阳电池，其包括：

电池衬底，包括第一导电类型区域和第二导电类型区域，所述第二导电类型区域与第一导电类型区域分别位于所述电池衬底的正面和背面，所述第二导电类型区域与第一导电类型区域形成PN结；

构图形成于所述第二导电类型区域之上并与所述第二导电类型区域电性连接的副栅电极；

穿过所述电池衬底的通孔，所述通孔的内表面的导电类型为第一导电类型；

基于所述通孔与所述副栅电极连接的、构图形成于所述第一导电类型区域之上的主栅电极；以及

构图形成于所述第一导电类型区域之上并与所述第一导电类型区域电性连接的第二电极；

其中，所述主栅电极与所述电池衬底的接触为非欧姆接触，或者所述主栅电极与所述电池衬底之间还设置有绝缘层。

按照本发明提供的金属绕穿型背接触太阳电池的一实施例，其中，所述主栅电极包括背面部分和绕穿部分，所述背面部分设置在所述第一导电类型区域之上，所述绕穿部分设置在所述通孔中并延伸至第二导电类型区域上与副栅电极电性连接。