CN206098402U - 一种异质结太阳能电池及其模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种异质结太阳能电池及其模组，包括n‑型单晶硅片，设在n‑型单晶硅片正面的第一本征非晶硅薄膜层，设在第一本征非晶硅薄膜层上的第一掺杂非晶硅薄膜层，设在第一掺杂非晶硅薄膜层上的第一透明导电薄膜层，设在第一透明导电薄膜层上的金属栅线正电极；设在n‑型单晶硅片背面的第二本征非晶硅薄膜层，设在第二本征非晶硅薄膜层上的第二掺杂非晶硅薄膜层，设在第二掺杂非晶硅薄膜层上的第二透明导电薄膜层，设在第二透明导电薄膜层上的复合金属薄膜层，设在复合金属薄膜层上的金属主栅背电极。本实用新型大幅降低电池生产成本，提升电池转换效率，采用本实用新型太阳能电池制作的模组，可以大幅提升模组的长期可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池及其模组。
背景技术
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。
异质结太阳能电池是其中一种新型高效的电池技术，其综合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，有制备工艺温度低、转换效率更高、高温特性好等特点，因此具有很大的市场潜力。
现有的异质结太阳能电池基本结构如下：在n-型单晶硅片正、背面沉积一层本征非晶硅层；在正背面的本征非晶硅层表面分别沉积p-型非晶硅层和n-型非晶硅层；在电池的正背面沉积透明导电膜；在电池正背两面制作银栅电极，整个制备过程都是在低于220℃下进行的。
从上述现有的异质结太阳能电池基本结构可以看出，异质结太阳能电池制备过程都在220度下进行，需要采用低温银浆制作栅线电极，低温银浆与目前晶硅电池使用的高温银浆对比，印刷宽度更宽，耗用量更大，市场价格非常昂贵，电池背面采用的银浆用量通常是正面的2～3倍，因此背面银浆栅线大幅增加了电池的生产成本。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种异质结太阳能电池及其模组，解决了目前n-型单晶硅衬底太阳能电池中双面银栅线电极成本高的缺点。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种异质结太阳能电池，包括n-型单晶硅片，设在n-型单晶硅片正面的第一本征非晶硅薄膜层，设在第一本征非晶硅薄膜层上的第一掺杂非晶硅薄膜层，设在第一掺杂非晶硅薄膜层上的第一透明导电薄膜层，设在第一透明导电薄膜层上的金属栅线正电极；设在n-型单晶硅片背面的第二本征非晶硅薄膜层，设在第二本征非晶硅薄膜层上的第二掺杂非晶硅薄膜层，设在第二掺杂非晶硅薄膜层上的第二透明导电薄膜层，设在第二透明导电薄膜层上的复合金属薄膜层，设在复合金属薄膜层上的金属主栅背电极。
进一步的，所述第一本征非晶硅薄膜层厚度为3～10nm、第一掺杂非晶硅薄膜层厚度为3～10nm；第二本征非晶硅薄膜层厚度为3～10nm、第二掺杂非晶硅薄膜层厚度为3～10nm。
进一步的，所述第一掺杂非晶硅薄膜层为n-型非晶硅薄膜层时，所述第二掺杂非晶硅薄膜层则为p-型非晶硅薄膜层；所述第一掺杂非晶硅薄膜层为p-型非晶硅薄膜层时，所述第二掺杂非晶硅薄膜层则为n-型非晶硅薄膜层。
进一步的，所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离为0～1mm，第二透明导电薄膜层及复合金属薄膜层与电池边缘的距离为0.1～1.5mm。
进一步的，所述复合金属薄膜层包含金属导电层及金属保护层，其中 金属导电层为铜，金属保护层为具备良好的抗氧化性能的金属材料，所述复合金属薄膜层厚度为100～1000nm，方阻小于0.5Ω/□。
进一步的，所述金属栅线正电极为多主栅图案银栅线电极，所述金属栅线正电极银浆电阻率为小于1E-5Ω.CM，每毫米宽度焊带焊接拉力大于0.5N。
进一步的，所述金属主栅背电极为多主栅无细栅图案银栅线电极，银浆电阻率小于1E-3Ω.CM，每毫米宽度焊带焊接拉力大于0.7N。
一种异质结太阳能电池的模组，包括背板体，设在背板体上的第一封装胶，设在第一封装胶上的多个所述的太阳能电池，所述太阳能电池通过焊带连接成电池串，设在太阳能电池上的第二封装胶，所述第一封装胶、第二封装胶包覆在太阳能电池与焊带的四周，设在第二封装胶上的前板体。
由上述对本实用新型结构的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、本实用新型电池背面采用电阻率低、成本低的复合金属薄膜层替代昂贵的低温银浆细栅线，成本低、焊接性能好的低温银浆在复合金属薄膜层上印刷形成主栅，大幅降低了电池电极生产成本，提高了背面金属的导电性能，增加了电池对背面反射光的吸收，从而提高电池填充因子及短路电流，提升转换效率。
2、采用本实用新型太阳能电池制作模组，可以大幅提升模组背面焊带的焊接附着力，同时避免焊带焊接过程损伤金属薄膜层，从而大幅提升模组的长期可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型一种异质结太阳能电池的结构示意图；
图2为本实用新型图1中A的放大图；
图3为本实用新型金属栅线正电极的结构示意图；
图4为本实用新型金属主栅背电极的结构示意图；
图5为本实用新型一种异质结太阳能电池焊接在一起的电池串背面示意图；
图6为本实用新型一种异质结太阳能模组结构示意图；
图7为本实用新型一种异质结太阳能模组的俯视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种异质结太阳能电池，包括n-型单晶硅片1，设在n-型单晶硅片1正面的第一本征非晶硅薄膜层2，设在第一本征非晶硅薄膜层2上的第一掺杂非晶硅薄膜层4，设在第一掺杂非晶硅薄膜层4上的第一透明导电薄膜层6，设在第一透明导电薄膜层6上的金属栅线正电极8；设在n-型单晶硅片1背面的第二本征非晶硅薄膜层3，设在第二本征非晶硅薄膜层3上的第二掺杂非晶硅薄膜层5，设在第二掺杂非晶硅薄膜层5上的第二 透明导电薄膜层7，设在第二透明导电薄膜层7上的复合金属薄膜层9，设在复合金属薄膜层9上的金属主栅背电极10
所述第一本征非晶硅薄膜层2厚度为3～10nm、第一掺杂非晶硅薄膜层4厚度为3～10nm；第二本征非晶硅薄膜层3厚度为3～10nm、第二掺杂非晶硅薄膜层5厚度为3～10nm，所述第一掺杂非晶硅薄膜层4为n-型非晶硅薄膜层时，所述第二掺杂非晶硅薄膜层5则为p-型非晶硅薄膜层；所述第一掺杂非晶硅薄膜层4为p-型非晶硅薄膜层时，所述第二掺杂非晶硅薄膜层5则为n-型非晶硅薄膜层。
所述第一透明导电薄膜层6及第二透明导电薄膜层7为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌薄膜、掺钨氧化铟中的至少一种，所述第一透明导电薄膜层6的厚度为10～150nm、第二透明导电薄膜层7的厚度为10～150nm，所诉第一透明导电薄膜层6及第二透明导电薄膜层7采用物理气相沉积技术形成；所述第一透明导电薄膜层6与电池边缘的距离H1为0～1mm，第二透明导电薄膜层7及复合金属薄膜层9与电池边缘的距离H2为0.1～1mm，避免了电池在边缘短路现象。
所述复合金属薄膜层9包含金属导电层及金属保护层，其中金属导电层为铜，金属保护层为具备良好的抗氧化性能的金属材料，如铝、钛、铬等金属；所述复合金属薄膜层9总厚度为100～1000nm，方阻小于0.5Ω/□，所诉复合金属薄膜层9采用物理气相沉积技术形成。
如图3-4所示，所述金属栅线正电极8为多主栅图案银栅线电极81，所述金属栅线正电极银浆电阻率为小于1E-5Ω.CM，每毫米宽度焊带焊接拉力大于0.5N。所述金属主栅背电极10为多主栅无细栅图案银栅线电极101， 银浆电阻率小于1E-3Ω.CM，每毫米宽度焊带焊接拉力大于0.7N。
本实用新型电池背面采用电阻率低、成本低的复合金属薄膜层替代昂贵的低温银浆细栅线，成本低、焊接性能好的低温银浆在复合金属薄膜层上印刷形成主栅，大幅降低了电池电极生产成本，提高了背面金属的导电性能，增加了电池对背面反射光的吸收，从而提高电池填充因子及短路电流，提升转换效率
如图5-7所示，一种异质结太阳能电池的模组，包括背板体14，设在背板体14上的第一封装胶13，设在第一封装胶13上的多个所述的太阳能电池11，所述太阳能电池11通过焊带12连接成电池串，设在太阳能电池11上的第二封装胶15，所述第一封装胶13、第二封装胶15包覆在该太阳能电池11与导线12的四周，设在第二封装胶15上的前板体16。采用本实用新型太阳能电池制作模组，可以大幅提升模组背面焊带的焊接附着力，同时避免焊带焊接过程损伤金属薄膜层，从而大幅提升模组的长期可靠性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于：包括n-型单晶硅片，设在n-型单晶硅片正面的第一本征非晶硅薄膜层，设在第一本征非晶硅薄膜层上的第一掺杂非晶硅薄膜层，设在第一掺杂非晶硅薄膜层上的第一透明导电薄膜层，设在第一透明导电薄膜层上的金属栅线正电极；设在n-型单晶硅片背面的第二本征非晶硅薄膜层，设在第二本征非晶硅薄膜层上的第二掺杂非晶硅薄膜层，设在第二掺杂非晶硅薄膜层上的第二透明导电薄膜层，设在第二透明导电薄膜层上的复合金属薄膜层，设在复合金属薄膜层上的金属主栅背电极。
2.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一本征非晶硅薄膜层厚度为3～10nm、第一掺杂非晶硅薄膜层厚度为3～10nm；第二本征非晶硅薄膜层厚度为3～10nm、第二掺杂非晶硅薄膜层厚度为3～10nm。
3.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一掺杂非晶硅薄膜层为n-型非晶硅薄膜层时，所述第二掺杂非晶硅薄膜层则为p-型非晶硅薄膜层；所述第一掺杂非晶硅薄膜层为p-型非晶硅薄膜层时，所述第二掺杂非晶硅薄膜层则为n-型非晶硅薄膜层。
4.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离为0～1mm，第二透明导电薄膜层及复合金属薄膜层与电池边缘的距离为0.1～1.5mm。
5.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池，其特征在于：所述复合金 属薄膜层包含金属导电层及金属保护层，其中金属导电层为铜，金属保护层为具备良好的抗氧化性能的金属材料，所述复合金属薄膜层厚度为100～1000nm，方阻小于0.5Ω/□。
6.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池，其特征在于：所述金属栅线正电极为多主栅图案银栅线电极，所述金属栅线正电极银浆电阻率为小于1E-5Ω.CM，每毫米宽度焊带焊接拉力大于0.5N。
7.根据权利要求1所述一种异质结太阳能电池，其特征在于：所述金属主栅背电极为多主栅无细栅图案银栅线电极，银浆电阻率小于1E-3Ω.CM，每毫米宽度焊带焊接拉力大于0.7N。
8.一种异质结太阳能电池的模组，其特征在于：包括背板体，设在背板体上的第一封装胶，设在第一封装胶上的多个如权利要求1所述的太阳能电池，所述太阳能电池通过焊带连接成电池串，设在太阳能电池上的第二封装胶，所述第一封装胶、第二封装胶包覆在太阳能电池与焊带的四周，设在第二封装胶上的前板体。
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