[发明专利]背接触型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及背接触型(back contact type)太阳能电池。

背景技术

常规主流的太阳能电池通过例如将具有与单晶硅基板或多晶硅基材的导电型相反的导电型的杂质扩散至硅基板的受光面以形成p-n结(p-n junction)，并在硅基板的受光面和位于受光面的相对侧上的背面上各形成电极来制造。

主流的硅太阳能电池具有有形成于其上并由金属制成的前电极(front electrode)(通常包括被称作母线(bus bar)和栅线(finger)的金属电极)的受光面。前电极遮挡入射的太阳光，其不利地损失太阳能电池的输出。

然后开发所谓的背接触型太阳能电池，其通过仅在硅基板的背面上形成电极而不在硅基板的受光面上形成电极来获得。具有其上未形成电极的受光面的背接触型太阳能电池可将100％的入射太阳光摄取入太阳能电池而没有由电极引起的阴影损耗(shadow loss)，其可从原理上实现高效率。

当太阳光入射在背接触型太阳能电池的受光面上时，在硅基板的受光面附近产生的载流子到达在背接触型太阳能电池的背面上形成的p-n结。该载流子可由栅线-p型电极和栅线-n型电极收集，并取出至外部。

图1示出常规的太阳能电池的电池结构。电极包括栅线部102和母线部103。栅线部102为出于有效收集由太阳能电池产生的光电流而不引起电阻损耗的目的而形成的集电电极。母线部103通过栅线部102收集电流，并用作条线(tab line)的基础。图2示出当条线应用至常规太阳能电池的受光面时的电流流动。如图2所示，在硅基板201内产生的电子由与该电子相邻的栅线202收集。进一步地，电流流入与栅线202相邻的母线203，并经由条线204作为电力被取出。如上所述，母线用于收集由栅线收集的电流，并期望与尽可能多的栅线连接。如图3(a)所示，相当大的电流还从栅线301流入与母线302的电流303平行的、在栅线301正下方的扩散层304。如图3(b)所示即使栅线301在极小区域中不连续，电流仍通过扩散层，其提供在产生电流的部位与母线之间的电阻损耗的降低。

当栅线电极的截面积变小时，栅线电极的串联电阻变大，其引起大的输出损失。因此，将截面积设计得大。即，将电极的高度或厚度设计得大。然而，前者需要多个工序和长时间处理，并受到进一步的限制。后者可减小串联电阻值，但引起受光面积的减小和表面钝化的恶化，结果在许多情况下太阳能电池的输出减少。现在的技术作为提供太阳能电池的高输出的方法达到了极限。

减少串联电阻的方法的实例包括增加栅线的截面积和缩短栅线长度。图4示出常规的背接触型电池的背面电极结构。背接触型太阳能电池的栅线长度比具有有形成于其上的电极的两面的常规太阳能电池的栅线长度长。背接触型太阳能电池中存在充分的改进空间。

公开了一种背接触型太阳能电池，其中为了缩短栅线长度，可通过使导电型区域和形成于其上的导电型电极断片化(fragmenting)还在基板区域内形成母线(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2009-025147 W

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的背接触型太阳能电池中，将至少两条断片化的母线沿母线的长度方向设置在基板的两端附近，并且仅将设置在基板端部的母线的一侧与栅线连接。因此，虽然背接触型太阳能电池具有其中可提供许多母线的构造，但是相对于一条母线可收集电流的栅线的数量减少，其无法充分获取母线的优势。

考虑到这种情况，本发明的目的在于提供可改进特性，具有用于定位母线的自由度，并且可比较容易地制造的背接触型太阳能电池。

用于解决问题的方案

根据本发明的太阳能电池包括：半导体基板；在位于半导体基板受光面侧的相对侧上的背面侧上形成的第一导电型区域；在半导体基板的背面侧上形成的第二导电型区域；在第一导电型区域上基本上线性地形成的第一导电型集电电极；和在第二导电型区域上基本上线性地形成的第二导电型集电电极，其中第一导电型区域和第二导电型区域交替排列，第一导电型集电电极和第二导电型集电电极各自具有不连续部位，各导电型的不连续部位在第一导电型区域和第二导电型区域交替排列的排列方向上呈基本上直线地排列。