[发明专利]具有交指型接触部的光伏电池的光伏系统和连接件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有交指型背接触（interdigitated back contact，IBC）设计的光伏系统，涉及一种连接件，该连接件适于用作光伏系统中的电接触区域的导电连接件，还涉及一种连接件装配和一种用于制作该连接件的方法。

背景技术

光伏电池被设计为将光子转换为电能的半导体器件。众所周知的用途在于其作为太阳能电池板的使用（例如，参见US4,234,352）。通常，光伏电池包括作为光敏化材料的半导电材料，在该材料中，光能（光子）转换为受激的移动载荷子。半导电材料通常具有本文所定义的p-n结。在平面电池中，p-n结通常形成于半导电材料表面附近。位于半导电材料表面上的P区域和n区域上的导体构成用于从该电池中输出电流的接触部（也称接触区域）：该接触部构成电池的电输出极点。

已知IBC电池具有位于电池背面（在使用期间背向光源的表面）的极性相反的交指型接触（发射极接触和基极接触）。例如，这种电池在US2008/0210301和WO2009/092426中进行了描述。IBC电池相对于具有正面金属栅格和覆盖（blanket）或栅格金属化的背面接触部的常规光伏电池具有很多优势，包括由前栅格遮蔽的消除和更小的栅格串联电阻带来的改进的光产生以及由无需重的前表面掺杂来最小化前接触电阻且无需前接触所带来的改进的“蓝色”光响应。除性能优势之外，由于共面接触，背/接触电池结构允许简化的模块组件。

连接光伏电池的接触区域的常用方法为在接触区域的末端提供汇流条（更宽的导体区域）。通过提供沿数个电池延伸的汇流条来完成多个光伏电池的互连。电池的第一汇流条连接第一多个接触区域（指状部），形成梳状结构，其中，指状部构成梳齿，该结构在使用期间作为基极接触。镜像形的发射极基极接触部是由通过第二汇流条连接的第二多个接触区域形成的，该镜像形的发射极基极接触与基极接触设置在电池的同一表面上。基极接触和发射极接触的指状部以交替的方式分别设置在表面上，由此电池的单个基极指状部通常与两个发射极指状部邻接，反之亦然。因此，这种设计被称为交指型背接触。

这种设计的缺点在于随着增大的电池尺寸导致的严重效率损失（尤其在电池具有约15cm甚至更大直径时）。

此外，介电层通常设置在光敏材料之上。在该介电层（作为绝缘体）中设置局部的开口。对金属进行沉积，开口中的金属构成接触和光敏材料之间的电接触。这样，背面的一大部分被金属覆盖。这就增加了成本，且由于基本上整个电池暴露于介电层上的电势上，因此对介电层的绝缘性能强加额外的要求，这是不利的。

WO2006/123938公开了一种光伏电池，其具有通过外部导体连接到半导体主体上的接触区域的连接件。为此目的，公开了一种具有绝缘层的导体。该文件公开了隔断或开口可设置在绝缘层中，以允许与半导体进行接触。但在无法防止连接带扭转（例如，从轴处扭转）的情况下将该连接带提供给光伏电池时，则无法确保开口会面向光伏电池。

US2010/0024881公开了一种光伏电池，其具有通过外部导体连接到半导体主体上的接触区域的各种连接件，包括金属箔（foil），在该金属箔上设置有导体，该导体上存在连接到“错误”接触区域的短路风险的位置处装配有绝缘材料。

US2009/0025788公开了一种光伏电池，其具有连接到半导体主体上的接触区域的外部导线。在该半导体主体上设置绝缘材料以将电线与“错误”接触隔离。

发明内容

除其他情况之外，一个目的在于提供一种光伏电池和一种制造这种电池的方法，其中，外部导体线路用于降低短路的风险。

提供根据权利要求1的一种制造光伏电池系统的方法。

通过在导体线路上使用具有电绝缘材料的环，简化了制造，并在即使由扭转（围绕导体线路的长度旋转）而导致导体线路的方向改变的情况下（例如在导体具有圆形或大体上为圆形的截面的情况下）也可防止短路。

在一实施例中，连接带从主轴处直接或间接地被馈送至半导体衬底。尽管提供了馈送连接带的简单方法，但该方法会导致扭转。使用环部可避免扭转的不利影响。扭转会出现的另一示例为在一过程中，一个或多个带在附着到衬底之前被拉伸（不论是否从主轴处被馈送）。

在一实施例中，可使用多个连接带。使用大量的带，由扭转所导致的短路风险会增大，但这可借助于环部来避免。