[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池以及该太阳能电池的制造方法。本发明特别涉及在背面包括集电点以收集与正面相关的载流子的太阳能电池，例如金属穿孔卷绕太阳能电池(metal wrap through solar cells)、金属卷绕太阳能电池(metal wrap around solar cells)和发射极穿孔卷绕太阳能电池(emitter wrap through solar cells)。

背景技术

现有技术中已知不同类型的太阳能电池。图1a中显示了现有技术的太阳能电池1的实例。

太阳能电池通常为板的形式，其包括正面10和背面20。在使用中，正面10的方向朝向入射（太阳）光。使正面10收集光并反射尽可能少的光。

太阳能电池1包括位于太阳能电池1的正面10和背面20之间的半导体衬底作为基材。半导体衬底可由硅构成。该太阳能电池可具有50-350μm的典型厚度。

所述半导体衬底可包括第一导电类型的基层12和发射极层11，发射极层11在正面上覆盖所述基层，具有与基层的导电类型相反的导电类型。第一导电类型可由p型层提供，第二导电类型可由n型层提供，或相反。

太阳能电池的核心由发射极层11和基层12之间的过渡边界形成。在光的影响下产生光子和空穴，它们移动至太阳能电池1的相反侧，即太阳能电池1的正面和背面10,20。

为了收集来自正面10和背面20的电荷，在正面和背面上可设置导电元件15,24，以输送电荷。导电元件15,24可由合适的导电材料，例如银、铝、铜、导电氧化物例如TiO_x或有机物形成。导电元件15,24可以任何合适的模式形成。

特别地，可细致地设计在正面10上的导电元件15的模式以在以有助于电荷的易输送的致密模式和不致密模式之间提供最优平衡，以使太阳能电池1上的导电元件15的阴影效果最小化。

图1a显示了该模式的一个实例。可能的另一模式实例描述于“The Starfire project:towards in-line mass production of thin high efficiency back-contacted multicrystalline silicon solar cells”,M.N.van den Donker著,23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference,1-5,2008年9月,Valencia,Spain。

设置在背面20处的导电元件24的模式可以不同方式形成。例如，设置在背面20处的导电元件24可设为一体化导电层，其覆盖背面20区域的大部分，这可被称为具有全背面金属化的太阳能电池1。

位于正面10处的导电元件15的模式可包括集电点14，其中可收集载流子。

多个太阳能电池1可用于形成太阳能电池板。图1a显示了太阳能电池。将不同的太阳能电池1串联形成所谓的串。通过使用连接条板（亦称为接头(tab)），将正面上的导电元件15与相邻的太阳能电池1的背面20的导电元件连接，从而可使正面10上的模式与相邻太阳能电池的背面20处的模式连接。

为了降低正面10上的阴影效应，本领域中已知不同类型的太阳能电池，其中与正面产生的载流子相关的集电点设置在背面。太阳能电池在正面10和至少一个设置在背面上的集电点之间包括导电路径，在正面10和背面20之间提供电连接以将第一载流子从正面10导引至设置在背面20处的至少一个集电点14’上。该类太阳能电池的不同变型是已知的，例如金属穿孔卷绕太阳能电池、金属卷绕太阳能电池和发射极穿孔卷绕太阳能电池。

参照图1b和1c，以下提供了一个金属穿孔卷绕太阳能电池的实例。

图1b显示根据现有技术全背面金属化的金属穿孔卷绕太阳能电池1的横截面示意图。

在金属穿孔卷绕太阳能电池中，正面10的集电点14被引导至背面20。在太阳能电池1中从正面10到背面20形成孔或通孔30，提供导电路径，使得在背面20上形成集电点14’。集电点14’与正面10上的导电元件15通过由通孔30提供的导电路径连接。

通孔30可以任何合适的方式形成，例如使用激光钻出通孔。

由此，不再需要在太阳能电池1的正面10上包括接头。太阳能电池可通过使用设置在背面上的连接条板（接头）相互电连接。连接条板还可通过导电箔形成。

如图1b所示，在正面10上的导电元件15之间可设置钝化和抗反射涂层19。