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双面太阳电池 实用技术汇总7篇

2020-09-12 11:49:55

  双面太阳电池 篇1:

  一种用于双面太阳电池的光衰装置

  第一、技术领域

  本实用新型属于太阳电池检测技术领域,涉及一种太阳电池的光衰装置,特别是一种用于双面太阳电池的光衰装置。

  第二、背景技术

  目前,晶体硅太阳电池是占据光伏市场80%以上的产品,同时,随着双面电池技术及双玻组件技术的不断发展,双面电池已经占据一部分市场,并增长得越来越快。然而,该种太阳电池在使用的时候会出现效率下降的现象,该现象被称之为光致衰减Light-induced degradation:LID,多晶电池衰减比例相对为1%—2%,而单晶衰减比例可达3%—5%。目前普遍认为,光致衰减是由硅中的B-O对所造成的,该B-O对极易俘获少子,使得少子寿命下降,导致电池转换效率下降,即光致衰减现象。

  现如今,对于普通电池,学术界和产业界一般采用模拟太阳光发生器的光衰箱进行电池片处理,或将组件放置于模拟太阳光发生器的光衰箱内或室外,进行长时间的光照等方法来研究光致衰减特性,一般只晒正面,而对于双面电池,如果按之前的光衰方案进行双面电池的光衰研究,必须先晒电池正面,再晒电池背面,光衰时间会增加一倍,不适合产业界的双面电池光衰品质监控。

  第三、发明内容

  本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种用于双面太阳电池的光衰装置,它能够对双面太阳电池的两面进行光晒模拟,减少检测时间,同时更利于光衰品质监控。

  本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种用于双面太阳电池的光衰装置,包括装置壳体和承载平台,所述承载平台设置在装置壳体的内部中,且用于承载双面太阳电池,其特征在于,所述装置壳体内腔上部设置有顶光源,所述装置壳体内腔下部设置有底光源,所述承载平台水平设置且承载平台位于顶光源和底光源之间,所述承载平台具有若干个镂空部。

  双面太阳电池在进行光衰实验时,先对双面太阳电池进行测试,得到初始电学性能,然后将其放置在承载平台的镂空部上,开上下位置的顶光源和底光源,即可进行双面太阳电池的光衰过程,待光照完毕后关闭光源,对双面太阳电池进行测试,得到最终电学性能,即可计算出双面电池的光衰幅度;若想晒单面,则将其中一处光源关闭即可。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述承载平台上位于镂空部的周围设置有凹槽。凹槽用于嵌设双面太阳玻璃,既能实现对双面太阳玻璃的限位,又能使得双面太阳玻璃放置在承台平台上后不至于被遮挡住背面。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述镂空部呈矩形阵列间隔排列。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述装置壳体上设置有气阀门。气阀门用于通入氮气或者其它惰性气体,从而避免双面太阳玻璃在进行光衰实验时发生氧化。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述气阀门位于装置壳体的下部,且位于承载平台的下方。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述承载平台由不透光且易加工的非金属化合物制成。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述承载平台由石墨板或塑料板制成。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述承载平台设置有通气孔。通气孔用于连通分别位于承载平台上下部的装置壳体内腔,避免承载平台在铺设满双面太阳玻璃后而导致保护气体无法充满整个装置壳体内腔。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述通气孔为迷宫型孔。通气孔为非上下直接贯通的通孔结构,能够避免顶光源或底光源所产生的光照发生干涉而影响实验数据的准确性。

  在上述的用于双面太阳电池的光衰装置中,所述顶光源和底光源为用于模拟太阳光的卤素灯或LED灯。

  与现有技术相比,本实用新型既可兼容晒单、双面,也可兼容晒普通电池,该装置简单易用,非常适合太阳电池的光衰研究。

  第四、附图说明

  图1是本实用新型的实施例一结构示意图。

  图2是本实用新型的实施例一中承载平台的俯视图。

  图3是本实用新型的实施例二结构示意图。

  图4是本实用新型的实施例二中承载平台的俯视图。

  图5是本实用新型的实施例三结构示意图。

  图中,1、装置壳体;2、承载平台;3、顶光源;4、底光源;5、镂空部;6、凹槽;7、气阀门;8、通气孔。

  第五、具体实施方式

  以下是本实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。

  实施例一:

  参照图1和图2,本实施例是一种用于双面太阳电池的光衰装置,包括装置壳体1和承载平台2,承载平台2设置在装置壳体1的内部中,且用于承载双面太阳电池,装置壳体1内腔上部设置有顶光源3,装置壳体1内腔下部设置有底光源4,顶光源3和底光源4为用于模拟太阳光的卤素灯或LED灯。承载平台2水平设置且承载平台2位于顶光源3和底光源4之间,承载平台2具有若干个镂空部5。

  进一步的,镂空部5呈矩形阵列间隔排列,排列齐整。

  进一步的,装置壳体1上设置有气阀门7,气阀门7位于装置壳体1的下部,且位于承载平台2的下方,为了保证电池片在光照过程中不发生氧化,本装置通过气阀门7进行通干燥氮气或其他惰性气体进行保护处理。

  进一步的,承载平台2由不透光且易加工的非金属化合物制成,具体可由石墨板或塑料板制成。

  该装置简单易用,其在使用时先对双面太阳电池进行测试,得到初始电学性能,然后将其放置在承载平台2的镂空部位5上,开上下位置的顶光源3和底光源4,即可进行双面太阳电池的光衰过程,待光照完毕后关闭光源,对双面太阳电池进行测试,得到最终电学性能,即可计算出双面太阳电池的光衰幅度。若想晒单面,将其中一处光源关闭即可。

  实施例二:

  参照图3和图4,本实施例二的结构与实施例一基本相同,不同点在于,承载平台2上位于镂空部5的周围设置有凹槽6,双面太阳电池放置在承台平台2上时,能够嵌装在凹槽6内,避免移位,更避免了由于移位而造成局部透光及影响光衰实验数据。

  实施例三:

  参照图5,本实施例二的结构与实施例二基本相同,不同点在于,承载平台2设置有通气孔8,通气孔8为迷宫型孔,既能保证通气,又能避免上下漏光而影响光衰实验数据。此外也可在贯穿型的通气孔8内设置迷宫型密封件,同样能实现上述效果。

  本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

  双面太阳电池 篇2:

  一种多主栅双面太阳电池组件

  第一、技术领域

  本发明属于光伏组件技术领域,具体涉及一种多主栅双面太阳电池组件。

  第二、背景技术

  目前,市场上主流的晶体硅太阳电池组件主栅数一般为3栅,一般采用自动焊接的方式实现,近几年来,为了提高太阳电池效率,降低成本,电池厂商从提高效率的角度将主栅从3根提高到4根甚至5根,而且在2007年,Day4 Energy technology 提出了无主栅太阳电池的想法,该技术不再在太阳电池上印刷主栅线,而是采用多根金属丝(≥10根)代替常规的焊带,在实现电池效率提升(≥0.3%)的同时,节省了银浆的用量(≥30%),降低太阳电池的成本,现在生产的的双面太阳电池片,它能够双面受光发电,除了正面能够输出的电力外,背面也能把反射、散射或者照射的光转化成电能,提高组件的转换效率,然而,双面太阳电池片生产过程中,正面和背面都需要印刷银栅线,消耗更多的银浆;同时高的短路电流,也使得电阻损失增加。无铝背场、机械强度差、采用常规焊接技术时,容易产生隐裂和碎片等,这些特征使得双面太阳电池片更适应于多主栅太阳电池组件技术,可比常规组件节省更多的银浆,发电量提升更高。

  但是采用多根(≥10根)金属丝代替常规焊带,增加了金属丝和太阳电池片的电连接难度,因此需要改变现有的焊接技术,采用新型的电连接技术,目前无主栅太阳电池组件主要通过“胶膜固定法”、“钝化膜固定法”、“U型金属丝法”等方法实现,但这些方法都有一些缺陷:

  1、“胶膜固定法”解决了金属丝的弯曲问题,并且对金属丝的数量和直径要求不大。但该技术具有以下缺点:

  1)金属丝外层需要包裹一层低温合金,该技术工艺不成熟,而且会增加金属丝成本;

  2)需要采用胶膜固定,该胶膜会降低组件透光率,增加组件成本,还会影响组件可靠性;

  3)金属丝和副栅线接触面积小,温差变化易造成脱焊;

  4)层压过程中容易产生偏移。

  2、“钝化膜固定法”将金属丝置于太阳电池的硅片和钝化膜之间,虽然有效地解决了焊接偏移等问题,但该技术中的镀膜技术难度大,目前难以批量生产。

  3、“U型金属丝法”采用U型金属丝结构(U型金属丝法),一定程度上解决了金属丝易弯曲的问题,但是还会出现偏移和焊接不牢的现象,同时绕丝过程也较为复杂。

  因此,需要研究人员研究多主栅焊接中的偏移问题,提高多主栅双面太阳电池组件的产品质量,降低生产成本。

  第三、发明内容

  为解决上述问题,本发明公开了一种多主栅双面太阳电池组件,提高电连接的可靠性,解决常规焊接偏移和接触电阻大的问题,实现银浆用量降低的同时,提升太阳电池组件的效率及可靠性。

  为达到上述目的,本发明的技术方案如下:

  一种多主栅双面太阳电池组件,其特征在于:包括前膜、多主栅双面太阳电池组和背膜组成的组件本体,所述多主栅双面太阳电池组设置在前膜和背膜之间,多主栅双面太阳电池组和前膜、背膜之间设有封装胶膜,所述多主栅双面太阳电池组由包含多片多主栅双面太阳电池片和延伸在相邻的多主栅双面太阳电池片之间的金属丝,金属丝和多主栅双面太阳电池片通过焊接技术实现电连接。

  作为本发明的一种改进,所述多主栅双面太阳电池片中间为硅基体,所述硅基体正反面均有10-25根主栅线和70-500根副栅线,所述副栅线在硅基体上相互平行,所述主栅线垂直于副栅线。

  作为本发明的一种改进,所述多主栅双面太阳电池片上设有定位Mark点。

  作为本发明的一种改进,所述前膜或背膜为玻璃面,另一面为玻璃或者透明材料。

  作为本发明的一种改进,所述金属丝为方型金属丝或圆形金属丝。

  作为本发明的一种改进,所述方型金属丝宽度0.2-0.6mm,厚度0.15-0.3mm。

  作为本发明的一种改进,所述圆形金属丝直径为0.2-0.6mm。

  作为本发明的一种改进,所述副栅线相互平行,宽度15-100um,厚度4-30um。

  作为本发明的一种改进,所属主栅线由数个位于副栅线上的焊点和焊点间的连接线组成。

  作为本发明的一种改进,所述焊点为方形,首尾焊点长度1-1.5mm可调,宽度0.5-1.5mm可调;中间焊点长度0.5-1mm可调,宽度0.3-1mm可调。

  作为本发明的一种改进,焊点宽度大于金属丝宽度或直径。

  作为本发明的一种改进,所述焊点的形状可不局限于方形,也可为菱形和圆形等。

  作为本发明的一种改进,所述焊点间的银连接线为直线,宽度0.05um-0.2um。

  作为本发明的一种改进,所述银连接线不局限于直线,可以为两条弧线等形状。

  作为本发明的一种改进,所述双面太阳电池片上设有定位点。

  作为本发明的一种改进,所述如果前膜/背膜仅有一项为玻璃,多主栅双面太阳电池组件本体周围设有边框。

  作为本发明的一种改进,如果前膜/背膜均为玻璃,多主栅双面太阳电池组件边缘可设有密封胶条。

  本发明的有益效果是:

  本发明所述的一种多主栅双面太阳电池组件,通过优化双面太阳电池的主栅线设计,可以降低金属丝和电池片接触电阻,解决多主栅焊接问题中的偏移问题;提高多主栅双面太阳电池组件的可靠性和发电效率,降低多主栅双面太阳电池及组件的生产成本。

  第四、附图说明

  图1:本发明的整体图。

  图2:本发明所述的双面太阳电池片安装图。

  图3:本发明所述的双面太阳电池片正面图。

  图4:本发明所述的双面太阳电池片副栅线设计图。

  图5:本发明所述的双面太阳电池片主栅线设计图。

  附图标记列表:

  1、前膜;2、封装胶膜;3、多主栅双面太阳电池组;4、背膜;5、边框;6、密封胶条;3-A、多主栅双面太阳电池片;3-B、金属丝;3-1、硅基体;3-2、副栅线;3-3、主栅线;3-4、银连接线;3-5、首尾焊点;3-6、中间焊点;3-7、定位点;3-2-1、副栅线2;3-2-2、副栅线3;3-8、副栅线断开点;3-4-1、银连接线2。

  第五、具体实施方式

  下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

  如图1所示,本发明所述的包括前膜1、多主栅双面太阳电池组3和背膜4组成的组件本体,所述多主栅双面太阳电池组3设置在前膜1和背膜4之间,多主栅双面太阳电池组3和前膜、背膜3间设有封装胶膜2,所述多主栅双面太阳电池组3包含多主栅双面太阳电池片3-A,和设在3-A正反面的若干根金属丝3-B,金属丝3-B延伸在相邻的多主栅双面太阳电池片之间,通过焊接技术实现多主栅太阳电池片间的电连接。

  本发明所述的前膜1可以是玻璃、ETFE等透明材料;背膜4可以是玻璃、透明背板等透明材料,其中前膜1和背膜4必须有一个为玻璃层,如采用单面玻璃结构,需要添加边框5;如果采用双面玻璃结构,边框5可有可无,为了提高户外运行的可靠性,可以在玻璃边缘处添加丁基硅密封胶条6,提高组件密封性,保护组件。

  本发明所述的多主栅双面太阳电池组3和前膜/背膜间设有封装胶膜2,封装胶膜2可以是EVA、POE、PVB和透明硅胶等材料。

  本发明所述的多主栅双面太阳电池片3-A包含设置在硅基体3-1上的相互平行的副栅线3-2、与副栅线垂直的主栅线3-3和定位Mark点3-7,背面栅线结构和正面相同,定位Mark点为圆形,直径为0.3-1mm,可用于焊接过程中电池片的定位,Mark点的位置不局限于固定位置,可以根据实际需要进行调整。

  主栅数目的增多可以缩短电流收集路径,降低串联电阻,提高电池功率,结合目前的电池焊接水平,通过光学和电学匹配运算及试验,主栅根数10-25根效果最佳,为保证焊接的牢靠性主栅由数个间隔方形焊点组成,首尾焊点3-5长度1-1.5mm可调,宽度0.5-1.5mm可调,中间焊点3-6长度0.5-1mm可调,宽度0.3-1mm可调,在本发明中,焊点3-5、3-6的形状不局限于方形,也可为菱形和圆形等。

  随着主栅数目的增加,电池副栅宽度越窄提效越明显,且副栅厚度的变化对电池效率的影响逐渐降低,为了提高电池效率,节省银浆用量,结合现有不同的栅线印刷技术和最佳匹配运算,副栅宽度15-100um可调,厚度4-30um可调,根数70-500根可调,同时为了提高光的利用,本发明所述的副栅线3-2不局限于连续,也可以在全部在两个主栅间中点处断开,如副栅线3-2-2;或者间隔在两个主栅间中点处断开,如副栅3-2-1、3-2-2,副栅线断开点3-8长度0.5-2mm可调。

  为了提高焊接的牢靠性,减小焊丝移动,本发明所述的金属丝3-B截面可以设为方形,结合主栅设计,为了保证光学损失和电学损失的平衡,方形金属丝宽度0.2-0.6mm可调,厚度0.15-0.3mm,同时为了提高光的利用,金属丝可设为圆形等,圆形金属丝直径0.2-0.6mm可调。

  为了减小焊接偏移造成焊接不良的影响,在本发明中,焊点宽度需大于焊丝宽度。

  本发明设计了一种多主栅双面太阳电池组件,可以利用背面反射光,实现了太阳电池组件的双面发电,提高了发电效率。同时通过优化双面太阳电池的主栅线设计,可以降低金属丝和电池片接触电阻,解决多主栅焊接问题中的偏移问题;主栅线/金属丝数目有10-25根,可以降低细栅的宽度和厚度,节约银浆的用量,提高发电效率,降低碎片和隐裂的影响,主栅线采用大焊点设计,焊点间采用银连接线连接,提高多主栅双面太阳电池组件的可靠性和发电效率,还可以节省银浆,降低多主栅双面太阳电池及组件的生产成本。

  本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

  双面太阳电池 篇3:

  管式PERC双面太阳电池专用电镀设备

  第一、技术领域

  本实用新型涉及太阳电池领域,尤其涉及一种管式PERC双面太阳电池专用电镀设备。

  第二、背景技术

  晶硅太阳电池是一种有效吸收太阳辐射能,利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件,当太阳光照在半导体P-N结上,形成新的空穴-电子对,在P-N结电场的作用下,空穴由N区流向P区,电子由P区流向N区,接通电路后就形成电流。

  传统晶硅太阳电池基本上只采用正面钝化技术,在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅,降低少子在前表面的复合速率,可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流,从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

  随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高,人们开始研究背钝化太阳电池技术。目前主流的做法是采用板式PECVD来对背面镀膜,板式PECVD由不同的腔室组成,每个腔室镀一层膜,一旦设备固定,复合膜的层数就已经固定,因此板式PECVD的缺点是不能灵活调节复合膜的组合,不能更好的优化背面膜的钝化效果,从而限制电池的光电转换效率。同时,板式PECVD使用的是间接等离子法,膜层的钝化效果不太理想。板式PECVD还具有uptime低,维护时间长的缺点,影响产能和产量。

  本实用新型采用管式PECVD技术在硅片背面沉积复合膜,制作双面PERC高效太阳电池。由于管式PECVD技术采用的是直接等离子法,又可以灵活调节复合膜的组合和成分,膜层的钝化效果好,能大幅提升PERC太阳电池的光电转换效率。管式PECVD技术的优秀钝化性能和工艺的灵活性还可以相对降低三氧化二铝膜层的厚度,减少TMA的耗量,同时,管式PERC技术容易维护,uptime高。综合以上多种因素,与板式PECVD技术相比,管式PECVD技术制作高效PERC电池有显著的综合成本优势。

  业内一般是采用丝网印刷银浆料技术制造双面太阳能电池的正电极,银浆料耗量大,成本高,银电极的线宽也比较大,遮光面积大,电极的导电均匀性差,影响电池的光电转换效率。此外,管式PECVD技术由于存在绕镀和划伤这一对互相制约的难题,外观良率和EL良率一直比较低。

  第三、实用新型内容

  本实用新型所要解决的技术问题还在于,提供一种上述管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备,设备结构简单,增加电池背面电极的导电均匀性,提高正面电镀电极的均匀性,且保持电池的外观良率。

  本实用新型所要解决的技术问题还在于,提供一种上述管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备,该设备成本较低,产量大,成品率高。

  为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种管式PERC双面太阳电池,包括电镀槽,设于电镀槽上部、并用于承载管式PERC双面太阳电池的承载轴,设于电镀槽上方的LED灯,以及电源;

  所述电镀槽内设有阳极板,所述电源的正极与阳极板连接,电源的负极与与管式PERC双面太阳电池背面的电极孔连接,所述LED灯照射管式PERC双面太阳电池的背面。

  作为上述技术方案的改进,所述电镀槽内还设有电极头,电源的负极与电极头连接,电极头与管式PERC双面太阳电池背面的电极孔连接。

  作为上述技术方案的改进,所述管式PERC双面太阳电池包括背银主栅、背铝栅线、背面复合膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正电极,所述背面复合膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正电极从下至上依次层叠连接。

  作为上述技术方案的改进,所述背铝栅线上设有银外框和银脊骨,所述银脊骨与背铝栅线垂直连接,所述银外框设于背铝栅线的四周且与背铝栅线、银脊骨连接,所述银外框与银脊骨的交接处设置有所述电极孔。

  作为上述技术方案的改进,所述电极头的材质为石墨。

  作为上述技术方案的改进,所述LED灯为LED绿灯。

  作为上述技术方案的改进,所述电镀槽水平设置。

  实施本实用新型,具有如下有益效果:

  本实用新型采用专用电镀设备,采用电镀技术制造双面电池的正电极,所述电镀槽内设有阳极板,所述电源的正极与阳极板连接,电源的负极与管式PERC双面太阳电池背面的电极孔连接,其中,电极孔设于双面电池的背铝栅线的银外框和银脊骨的交接处,可以增加电池背面电极的导电均匀性。同时利用双面电池背面受光的特性,用LED绿光照射电池背面,使得硅片正面的激光槽内产生电子,从而使硅片在电镀液中沉积正面栅线电极,而良好的背面电极均匀性能提高激光槽内正面电子的均匀性,进而提高正面电镀电极的均匀性。双面电池正面朝下接触电镀液,背面朝上不与电镀液接触,避免背面电极受到电镀液的腐蚀,从而不影响电池的外观良率。

  第四、附图说明

  图1是本实用新型管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备的示意图;

  图2是电镀设备的电极头的示意图;

  图3是本实用新型管式PERC双面太阳电池的剖视图;

  图4是图1所示管式PERC双面太阳电池的背面结构的示意图;

  图5是图4所示A部的放大图.

  第五、具体实施方式

  为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

  业内一般是采用丝网印刷银浆料技术制造双面太阳能电池的正电极,银浆料耗量大,成本高,银电极的线宽也比较大,遮光面积大,影响电池的光电转换效率。为此,本实用新型管式PERC双面太阳电池的正电极采用电镀设备制备而得。

  如图1所示,本实用新型提供一种管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备,包括水平设置的电镀槽10,设于电镀槽10上部、并用于承载管式PERC双面太阳电池的承载轴20,设于电镀槽10上方的LED灯30,以及电源40。

  所述电镀槽10内设有阳极板50,所述电源40的正极与阳极板50连接,电源40的负极与管式PERC双面太阳电池背面的电极孔连接,所述LED灯30照射管式PERC双面太阳电池的背面。

  具体的,如图2所示,所述电镀槽10内还设有电极头60,所述电源40的正极与阳极板50连接,电源40的负极与电极头60连接,电极头60与管式PERC双面太阳电池背面的电极孔连接,所述LED灯30照射管式PERC双面太阳电池100的背面。其中,所述电极头60优选为纽扣状,材质优选为石墨,不容易损伤背银栅线。

  如图3、4所示,所述管式PERC双面太阳电池100包括背银主栅1、背铝栅线2、背面复合膜3、P型硅5、N型发射极6、正面钝化膜7和正电极8;所述背面复合膜3、P型硅5、N型发射极6、正面钝化膜7和正电极8从下至上依次层叠连接。所述背面复合膜3经过激光开槽后形成30-500组平行设置的激光开槽区,每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元9,所述背铝栅线2通过激光开槽区与P型硅5相连;所述背铝栅线2与背银主栅1垂直连接。所述背铝栅线2上设有银外框12和银脊骨11,所述银脊骨11与背铝栅线2垂直连接,所述银外框12设于背铝栅线2的四周且与背铝栅线2、银脊骨11连接。本实用新型双面电池背铝栅线2上设置银外框12和银脊骨11,是因为银的导电性最好,利用铝线和银线的组合,可以提高背面电极的导电均匀性,从而使正面电极处产生均匀的电子,提高正面电极的均匀性。如图5所示,所述银外框12与银脊骨11的交接处设置有电极孔13。

  因此,本实用新型采用专用电镀设备,采用电镀技术制造双面电池的正电极,所述电源40的正极与阳极板50连接,电源40的负极与管式PERC双面太阳电池背面的电极孔连接,其中,电极孔设于双面电池的背铝栅线的银外框和银脊骨的交接处,可以增加电池背面电极的导电均匀性。同时利用双面电池背面受光的特性,用LED灯照射电池背面,提高正面电镀电极的均匀性。双面电池正面朝下接触电镀液,背面朝上不与电镀液接触,避免背面电极受到电镀液的腐蚀,从而不影响电池的外观良率。

  本实用新型采用光诱导电镀技术,光照晶硅电池产生载流子(电子和空穴),在内建电场的作用下,电子将聚集在电池片的前表面,而空穴聚集在后表面,而电镀液中金属离子,将会在电池片聚集电子处发生还原反应,并沉积在该处。光诱导电镀沉积速度快,适合量产化。本实用新型电镀材料是纯金属,相对丝网印刷的浆料而言,电阻率将更低,电阻功率损耗将越小。

  进一步,所述LED灯优选为LED绿灯,所述LED灯照射管式PERC双面太阳电池的背面,具体是照射背银主栅、背铝栅线和背面复合膜,提高正面电镀电极的均匀性。

  现在也有应用电镀技术制备单面晶硅太阳电池的电极,但是,通过电镀工艺所形成的太阳电池电极高宽比差,即正电极的高度低、宽度大,不利于光生电子的搜集,光电转换效率低。

  但是,本实用新型采用光诱导技术制备双面晶硅电池的正面电极,通过将电池的正面朝下且与电镀槽的电镀液接触,且保证背面朝上且不与电镀槽的电镀液接触,同时将LED灯照射电池的背面,LED灯产生LED绿光。另外,银外框与银脊骨的交接处设置有电极孔,电极孔与电镀设备的电极头连接,可以解决电镀工艺形成正电极的均匀性较差的问题。本实用新型电镀工艺,可以在一定程度上提高正电极的均匀性和高宽比。

  本实用新型的正电极可以是银电极,也可以是铜电极和镍电极,但不限于此。

  综上所述,上述设备结构简单,成本较低,产量大,成品率高,可以增加电池背面电极的导电均匀性,提高正面电镀电极的均匀性,且保持电池的外观良率。

  最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

  双面太阳电池 篇4:

  一种双面太阳电池的测试装置

  第一、技术领域

  本实用新型涉及一种太阳电池的测试装置,尤其涉及一种双面太阳电池的测试装置,属于太阳电池性能测试技术领域。

  第二、背景技术

  相对于单面受光的传统晶体硅太阳电池,双面太阳电池利用正、背两个受光面,可以获得更高的光电流密度,很大程度地提高发电功率。根据安装地面和环境,基于双面太阳电池的光伏发电系统可以获得10至30%的功率增益。

  太阳电池的电学性能测试(如,电流–电压测试)是评估太阳电池性能的重要途径。量产中,通常需要对制造完成的每一片太阳电池进行测试,按转换效率等关键参数分选档位。对于单面太阳电池的电学性能测试,传统的测试机使用上、下两侧探针排,分别接触太阳电池的正、背面电极。在标准测试条件下,电池上方的太阳光模拟器发射出光照射到电池正面,同时电学测试仪器进行测试,获得电流–电压曲线并分析出主要性能参数。单面太阳电池背面一般被金属层覆盖,太阳光模拟器发射的标准光强的光只通过其正面被吸收,因此上述的测试方法可以准确地测试其电学性能。

  双面太阳电池双面发电的特性和器件结构,对电学性能测试提出了新的要求和问题。双面太阳电池正、背面的电学性能需要分别测试,即测试正面性能时须定义背面是非受光面(或测试背面性能时须定义正面是非受光面)。然而,太阳光模拟器发射出光经由测试机台内部件的反射、散射,到达双面太阳电池的背面而被吸收。另外,照射到正面的光(主要是长波长的光)会透射过太阳电池。透射出的光经由太阳电池背面一定空间中的环境和物体反射、散射,会再次回来太阳电池背面而被吸收。这两部分吸收的光将产生额外的光电流,使得标准测试条件下的电学测试结果变得不准确。已有的有关双面太阳电池测试方法,如在公告号为CN 102830364 B的中国实用新型专利文件中,公开了一种双面发电太阳能电池的测量方法,其虽然通过使用整合下侧探针的测试平台或黑箱,形成非受光面黑暗环境,但无法兼容不同尺寸、不同电极图形的太阳电池测试,适用范围有限。因此,需要设计一种双面太阳电池电学性能测试方法,使用于不同尺寸及电极图形的双面太阳电池的测试。

  本实用新型提出双面太阳电池电学性能测试方法,可以有效地排除反射、散射、透射光的影响,获得准确的测试结果。灵活地使用遮光板和探针布置,可以兼容不同尺寸、不同电极图形的双面太阳电池。

  第三、发明内容

  本实用新型针对现有技术中,双面太阳电池的测试方法存在的上述技术问题,提供一种双面太阳电池的测试装置,可以有效地排除反射、散射、透射光的影响,获得准确的测试结果;同时,可以兼容不同尺寸、不同电极图形的双面太阳电池。

  为此,本实用新型采用如下技术方案:

  一种双面太阳电池的测试装置,包括:太阳光模拟器,成排设置的、用于在测试时分别接触待测双面太阳电池正面电极和背面电极的上探针和下探针,以及电学测试仪器,所述上探针和下探针分别通过连接导线与电学测试装置电连接,其特征在于:还包括一低反射率的遮光板,所述遮光板对于波长200至1500nm的光是不透光的,对于波长200至1500nm的光的反射率≤5%,测试时,所述遮光板设置于待测的双面太阳电池的下方,与太阳电池的表面平行且间距≤3mm。

  进一步地,所述遮光板的材质为塑料、纸、木、玻璃或金属。

  进一步地,所述遮光板尺寸大于待测的双面太阳电池,且遮光板的各边缘均超出待测双面太阳电池的各边缘。

  进一步地,所述遮光板各边缘超出待测双面太阳电池的各边缘1-5 mm mm。

  进一步地,在遮光板上,分别对应于待测的双面太阳电池的正面电极、背面电极和下探针处设置有通孔,测试时,所述下探针穿过该些通孔与待测的双面太阳电池的正面电极或背面电极接触。

  本实用新型通过使用低反射率的遮光板,紧贴待测的双面太阳电池背面放置,有效地防止太阳光模拟器发射出的光经由测试机台内部件和环境的发射、散射,到达双面太阳电池的背面;同时防止透射出双面太阳电池的光经由环境和物体反射、散射,再次回来太阳电池背面;通过排除测试过程中反射、散射、透射光的影响,可以获得准确的测试结果。同时,根据双面太阳电池的尺寸和电极布置,可以设计和加工不同规格的低反射率的遮光板,从而兼容不同尺寸、不同电极图形的双面太阳电池的测试,适用范围广。

  第四、附图说明

  图1为本实用新型的结构示意图;

  图中,101为太阳光模拟器,102为上探针,103为下探针,104为遮光板,105为待测的双面太阳电池,106为连接导线,107为电学测试仪器,108为通孔。

  第五、具体实施方式

  以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述,本实用新型中与现有技术相同的部分将参考现有技术。

  实施例1

  如图1所示,本实用新型的双面太阳电池的测试装置,包括:太阳光模拟器101,成排设置的、用于在测试时分别接触待测双面太阳电池105正面电极和背面电极的上探针102和下探针103,以及电学测试仪器107,上探针102和下探针103分别通过连接导线106与电学测试装置107电连接,还包括一块低反射率的遮光板104,该遮光板104对于波长200至1500nm的光是不透光的,对于波长200至1500nm的光的反射率≤5%,测试时,遮光板设置于待测的双面太阳电池的下方,与太阳电池的背表面平行且间距≤3mm。

  遮光板104的材质可以为塑料、纸、木、玻璃或金属;原则上,只要反射率能达到上述要求的材料,都可以用来作为本实用新型的遮光板。

  遮光板104尺寸大于待测的双面太阳电池,且遮光板的各边缘均超出待测双面太阳电池的各边缘。作为优选,遮光板各边缘超出待测双面太阳电池的各边缘2 mm,在有限的尺寸内,具有最佳的遮光和防反射效果。

  在遮光板上,分别对应于待测的双面太阳电池的正面电极、背面电极和下探针处设置有通孔108,测试时,所述下探针103穿过该些通孔与待测的双面太阳电池的正面电极或背面电极接触。具体地,当测试太阳电池的正面电学性能时,下探针103穿过通孔108与太阳电池的背面电极接触;当测试太阳电池的背面电学性能时,下探针103穿过通孔108与太阳电池的正面电极接触。通孔108的设置对应于所述太阳电池的电极以及下探针的分布情况,使之可以达到上述测试要求。

  使用本实用新型的双面太阳电池的测试装置,测试过程包含如下步骤:

  S1:将待测双面太阳电池正面向上,低反射率的遮光板平行放置于太阳电池下方,遮光板与太阳电池平行且间距≤3mm;

  S2:使上探针与双面太阳电池的正面电极接触;

  S3:使下探针通过低反射率的遮光板的通孔与双面太阳电池的背面电极接触;

  S4:在标准测试条件下,测试双面太阳电池的正面电学性能;所述标准测试条件为:温度25℃、辐照强度1000W/cm2。

  S5:翻转双面太阳电池使之背面向上,将低反射率的遮光板平行放置于太阳电池下方,遮光板与太阳电池平行且间距≤3mm;

  S6:使上探针与双面太阳电池的背面电极接触;

  S7:使下探针通过低反射率的遮光板的通孔与双面太阳电池的正面电极接触;

  S8:在标准测试条件下,测试双面太阳电池的背面电学性能。

  所述标准测试条件为:温度25℃、辐照强度1000W/cm2。

  本实用新型的通过使用低反射率的遮光板,遮光板与太阳电池的表面较紧密的间距设置,可以有效防止测试机台内部件和环境的反射、散射光到达双面太阳电池的背面;采用低反射率的遮光板可以有效减少透射光重新发射回太阳电池,从而减少额外的光辐射对测试准确性的影响,获得准确的测试结果。如表1所示。

  表1. 标准测试条件下,有/无遮光板设置所测得的双面电池正、背面电性能参数。

  双面太阳电池 篇5:

  管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备

  第一、技术领域

  本实用新型涉及太阳电池领域,尤其涉及一种管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备。

  第二、背景技术

  晶硅太阳电池是一种有效吸收太阳辐射能,利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件,当太阳光照在半导体P-N结上,形成新的空穴-电子对,在P-N结电场的作用下,空穴由N区流向P区,电子由P区流向N区,接通电路后就形成电流。

  传统晶硅太阳电池基本上只采用正面钝化技术,在硅片正面用PECVD的方式沉积一层氮化硅,降低少子在前表面的复合速率,可以大幅度提升晶硅电池的开路电压和短路电流,从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

  随着对晶硅电池的光电转换效率的要求越来越高,人们开始研究背钝化太阳电池技术。目前主流的做法是采用板式PECVD来对背面镀膜,板式PECVD由不同的腔室组成,每个腔室镀一层膜,一旦设备固定,复合膜的层数就已经固定,因此板式PECVD的缺点是不能灵活调节复合膜的组合,不能更好的优化背面膜的钝化效果,从而限制电池的光电转换效率。同时,板式PECVD使用的是间接等离子法,膜层的钝化效果不太理想。板式PECVD还具有uptime低,维护时间长的缺点,影响产能和产量。

  本实用新型采用管式PECVD技术在硅片背面沉积复合膜,制作双面PERC高效太阳电池。由于管式PECVD技术采用的是直接等离子法,又可以灵活调节复合膜的组合和成分,膜层的钝化效果好,能大幅提升PERC太阳电池的光电转换效率。管式PECVD技术的优秀钝化性能和工艺的灵活性还可以相对降低三氧化二铝膜层的厚度,减少TMA的耗量,同时,管式PERC技术容易维护,uptime高。综合以上多种因素,与板式PECVD技术相比,管式PECVD技术制作高效PERC电池有显著的综合成本优势。

  业内一般是采用丝网印刷银浆料技术制造双面太阳能电池的正电极,银浆料耗量大,成本高,银电极的线宽也比较大,遮光面积大,电极的导电均匀性差,影响电池的光电转换效率。此外,管式PECVD技术由于存在绕镀和划伤这一对互相制约的难题,外观良率和EL良率一直比较低。

  第三、实用新型内容

  本实用新型所要解决的技术问题还在于,提供一种上述管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备,设备结构简单,增加电池背面电极的导电均匀性,提高正面电镀电极的均匀性,且保持电池的外观良率。

  本实用新型所要解决的技术问题还在于,提供一种上述管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备,成本较低,产量大,成品率高。

  为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种管式PERC双面太阳电池,包括电镀槽,设于电镀槽上部、并用于承载管式PERC双面太阳电池的承载轴,设于电镀槽上方的LED灯,以及电源;

  所述电镀槽内设有阳极板和电刷,所述电源的正极与阳极板连接,电源的负极与电刷连接,电刷与管式PERC双面太阳电池背面的背银主栅连接,所述LED灯照射管式PERC双面太阳电池的背面。

  作为上述技术方案的改进,所述电刷上设有凹槽,所述凹槽包裹所述背银主栅。

  作为上述技术方案的改进,所述电刷为条状体。

  作为上述技术方案的改进,所述凹槽的截面为弧形。

  作为上述技术方案的改进,所述电刷的材质为石墨。

  作为上述技术方案的改进,所述管式PERC双面太阳电池包括背银主栅、背铝栅线、背面复合膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正电极,所述背面复合膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正电极从下至上依次层叠连接。

  作为上述技术方案的改进,所述LED灯为LED绿灯。

  作为上述技术方案的改进,所述电镀槽为水平设置。

  实施本实用新型,具有如下有益效果:

  本实用新型采用专用电镀设备,采用电镀技术制造双面电池的正电极,双面电池背面的背银主栅连接电镀设备的电刷,增加电池背面电极的导电均匀性。同时利用双面电池背面受光的特性,用LED绿光照射电池背面,使得硅片正面的激光槽内产生电子,从而使硅片在电镀液中沉积正面栅线电极,而良好的背面电极均匀性能提高激光槽内正面电子的均匀性,进而提高正面电镀电极的均匀性。双面电池正面朝下接触电镀液,背面朝上不与电镀液接触,避免背面电极受到电镀液的腐蚀,从而不影响电池的外观良率。

  第四、附图说明

  图1是本实用新型管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备的示意图;

  图2是电镀设备的电刷的截面图;

  图3是本实用新型管式PERC双面太阳电池的剖视图;

  图4是图3所示管式PERC双面太阳电池的背面结构的示意图。

  第五、具体实施方式

  为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

  业内一般是采用丝网印刷银浆料技术制造双面太阳能电池的正电极,银浆料耗量大,成本高,银电极的线宽也比较大,遮光面积大,影响电池的光电转换效率。为此,本实用新型管式PERC双面太阳电池的正电极采用电镀设备制备而得。

  如图1所示,本实用新型还提供一种管式PERC双面太阳电池的专用电镀设备,包括水平设置的电镀槽10,设于电镀槽10上部、并用于承载管式PERC双面太阳电池的承载轴20,设于电镀槽10上方的LED灯30,以及电源40;

  所述电镀槽10内设有阳极板50和电刷60,所述电源40的正极与阳极板50连接,电源40的负极与电刷60连接,电刷60与管式PERC双面太阳电池背面的背银主栅连接,所述LED灯30照射管式PERC双面太阳电池100的背面。

  具体的,如图2所示,所述电刷60大致呈条状体,其上设有凹槽61,凹槽61的截面优选为弧形,电刷60的形状优选为长方体,但不限于此。在使用过程中,电刷的凹槽61包裹住背银主栅,所述电刷60的轴线方向与背银主栅的方向相同。

  需要说明的是,凹槽61沿着径向方向的截面为弧形。

  所述电刷60的材质优选为石墨,不容易损伤背银栅线。

  如图3、4所示,所述管式PERC双面太阳电池100包括背银主栅1、背铝栅线2、背面复合膜3、P型硅5、N型发射极6、正面钝化膜7和正电极8;所述背面复合膜3、P型硅5、N型发射极6、正面钝化膜7和正电极8从下至上依次层叠连接。所述背面复合膜3经过激光开槽后形成30-500组平行设置的激光开槽区,每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元9,所述背铝栅线2通过激光开槽区与P型硅5相连;所述背铝栅线2与背银主栅1垂直连接。

  本实用新型采用专用电镀设备,采用电镀技术制造双面电池的正电极,双面电池背面的背银主栅连接电镀设备的电刷,增加电池背面电极的导电均匀性。同时利用双面电池背面受光的特性,用LED绿光照射电池背面,使得硅片正面的激光槽内产生电子,从而使硅片在电镀液中沉积正面栅线电极,而良好的背面电极均匀性能提高激光槽内正面电子的均匀性,进而提高正面电镀电极的均匀性。双面电池正面朝下接触电镀液,背面朝上不与电镀液接触,避免背面电极受到电镀液的腐蚀,从而不影响电池的外观良率。

  本实用新型采用光诱导电镀技术,光照晶硅电池产生载流子(电子和空穴),在内建电场的作用下,电子将聚集在电池片的前表面,而空穴聚集在后表面,而电镀液中金属离子,将会在电池片聚集电子处发生还原反应,并沉积在该处。光诱导电镀沉积速度快,适合量产化。本实用新型电镀材料是纯金属,相对丝网印刷的浆料而言,电阻率将更低,电阻功率损耗将越小。

  进一步,所述LED灯优选为LED绿灯,所述LED灯照射管式PERC双面太阳电池的背面,具体是照射背银主栅、背铝栅线和背面复合膜,提高正面电镀电极的均匀性。

  现在也有应用电镀技术制备单面晶硅太阳电池的电极,但是,通过电镀工艺所形成的太阳电池电极高宽比差,即正电极的高度低、宽度大,不利于光生电子的搜集,光电转换效率低。

  但是,本实用新型采用光诱导技术制备双面晶硅电池的正面电极,通过将电池的正面朝下且与电镀槽的电镀液接触,且保证背面朝上且不与电镀槽的电镀液接触,同时将LED灯照射电池的背面,LED灯产生LED绿光。另外,银外框与银脊骨的交接处设置有电极孔,电极孔与电镀设备的电极头连接,可以解决电镀工艺形成正电极的均匀性较差的问题。本实用新型电镀工艺,可以在一定程度上提高正电极的均匀性和高宽比。

  本实用新型的正电极可以是银电极,也可以是铜电极和镍电极,但不限于此。

  综上所述,上述设备结构简单,成本较低,产量大,成品率高,可以增加电池背面电极的导电均匀性,提高正面电镀电极的均匀性,且保持电池的外观良率。

  最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

  双面太阳电池 篇6:

  N型双面太阳电池及其制备方法

  第一、技术领域

  本发明涉及晶体硅太阳能电池制造技术领域,尤其涉及N型双面太阳电池及其制备方法。

  第二、背景技术

  在能源短缺、环境污染问题日益突出的背景下,发展可再生能源已成为全球的重大课题,利用太阳能则是发展可再生能源的一个重点方向,世界光伏市场在过去十年一直保持着年均30%以上的高速增长。当前主流晶体硅太阳电池主流技术以多晶黑硅与PERC结构电池为主,基本流程由在P型N型硅衬底上以制绒、扩散、刻蚀、沉积减反膜、丝网印刷方法制造太阳电池。然而P型晶硅电池受氧的影响会出现性能上的衰退。随着全球光伏补贴政策的不断收紧,市场对高性能电池的需求越来越旺盛,而N型电池硼含量少,性能的稳定性高于P型晶硅电池。同时由于N型电池的少子寿命更高,这对于制备更高效的太阳电池奠定了基础。

  目前,现有的N型晶硅太阳电池主要为前发射极N型电池,主要是通过在N型衬底上通过表面硼扩散的方法制备PN结,然后通过丝网印刷,蒸镀等方法制备前电极。但是此种N型晶硅电池前表面的硼原子在紫外光的作用下,仍然可以和衬底中的氧形成硼氧键,在长时间的紫外光照射下,电池仍有衰退现象,因此不利于太阳电池效率的提升。同时此传统电池的有栅极的遮挡,遮光损失接近5%且前表面电极烧结也会影响前表面高效利用光电子的利用率,降低了N型硅电池效率,使得电池效率的提高受到限制。

  第三、发明内容

  本发明的目的在于提供一种N型双面太阳电池及其制备方法,以解决传统电池有栅极遮挡降低了N型硅电池效率的问题。

  为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是:提供一种N型双面太阳电池,电池正电极一侧依次为:电池正电极、氮化硅层、P型掺杂PolySi多晶硅层、第一二氧化硅钝化层、N型硅衬底;电池负电极一侧依次为:电池负电极、n型区域掺杂PolySi多晶硅层、本征PolySi多晶硅层、第二二氧化硅钝化层、N型硅衬底;其中,电池正电极穿过第一二氧化硅钝化层与P型掺杂PolySi多晶硅层形成欧姆接触,电池负电极穿过第二二氧化硅钝化层与n型区域掺杂PolySi多晶硅层形成欧姆接触。

  进一步地,所述N型硅衬底覆盖有第一二氧化硅钝化层。

  进一步地,所述P型掺杂PolySi多晶硅层覆盖有氮化硅层。

  进一步地,所述本征PolySi多晶硅层钝化非金属接触区域。

  本发明还提供一种N型双面太阳电池的制备方法,包括:选择N型硅衬底,其电阻率在0.8Ω.cm到3.0Ω.cm之间,少子寿命大于1000us;在所述N型硅衬底上进行700-950℃热生长二氧化硅钝化层;在N型硅衬的背表面沉积本征多晶硅;在所述本征多晶硅上沉积SiC掩膜层;激光开槽所述SiC掩膜层,用低压管式扩散炉扩散磷源并形成N型掺杂多晶硅层;清洗去除磷硅玻璃和所述SiC掩膜层后,在前表面700-950℃热生长二氧化硅钝化层;在N型硅衬底的前表面沉积本征多晶硅;在前表面沉积P型非晶硅薄膜,采用激光掺杂形成P型多晶硅膜层;清洗去除非晶硅薄膜及损伤层;沉积前背面氮化硅薄膜;制作电池的正极和负极;烧结。

  进一步地,在所述N型硅衬底上进行700-950℃热生长二氧化硅钝化层步骤前,对所述N型硅衬底表面进行双面抛光,制绒并进行化学清洗。

  进一步地,采用PECVD在所述本征多晶硅上沉积SiC掩膜层。

  进一步地,在前表面用PECVD沉积P型非晶硅薄膜,采用激光掺杂形成P型多晶硅膜层。

  进一步地,采用355nm的UV激光在N型硅衬底的背表面开槽,去除本征非晶SiC,开槽的宽度在100nm到300nm。

  进一步地,用355nm的UV激光在N型衬底背表面进行激光掺杂。

  进一步地,在N型硅衬底的背表面沉积本征非晶硅和P型非晶硅的方法为:在180℃~250℃的温度下生长10nm~20nm的本征非晶硅,制备非晶硅的气体是SiH4和H2,SiH4和H2的比例为1:10~1:1,然后在180℃~250℃的温度下生长10nm~25nm的P型非晶硅,制备P型非晶硅气体为SiH4、H2和TMB(B(CH3)3;SiH4和H2的比例为1:10~1:200,SiH4和TMB的比例为1:1~1:4。

  本发明提供的N型双面太阳电池,与HIT电池相比,同质异质结(H-H)电池具备更低的界面态密度,而P型和N型掺杂层具备更可控的掺杂浓度,拥有更高的填充因子(FF)。N型双面太阳电池的制备方法,利用非晶/多晶硅的结构特性,采用LPCVD制备双面无绕镀TOPCon结构双面电池,同时运用掩膜,激光开槽和激光掺杂等工艺方式实现双面电池结构,并最大限度的保留了硅衬底的少数载流子寿命。

  第四、附图说明

  下面结合附图对发明作进一步说明:

  图1为本发明实施例提供的N型双面太阳电池的制备方法的流程结构示意图。

  第五、具体实施方式

  以下结合附图和具体实施例对本发明提出的N型双面太阳电池及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

  本发明的核心思想在于,本发明提供的N型双面太阳电池,与HIT电池相比,同质异质结(H-H)电池具备更低的界面态密度,而P型和N型掺杂层具备更可控的掺杂浓度,拥有更高的填充因子(FF)。N型双面太阳电池的制备方法,利用非晶/多晶硅的结构特性,采用LPCVD制备双面无绕镀TOPCon结构双面电池,同时运用掩膜,激光开槽和激光掺杂等工艺方式实现双面电池结构,并最大限度的保留了硅衬底的少数载流子寿命。

  提供一种N型双面太阳电池,电池正电极一侧依次为:电池正电极、氮化硅层、P型掺杂PolySi多晶硅层、第一二氧化硅钝化层、N型硅衬底;电池负电极一侧依次为:电池负电极、n型区域掺杂PolySi多晶硅层、本征PolySi多晶硅层、第二二氧化硅钝化层、N型硅衬底;其中,电池正电极穿过第一二氧化硅钝化层与P型掺杂PolySi多晶硅层形成欧姆接触,电池负电极穿过第二二氧化硅钝化层与n型区域掺杂PolySi多晶硅层形成欧姆接触。

  所述N型硅衬底覆盖有第一二氧化硅钝化层,所述P型掺杂PolySi多晶硅层覆盖有氮化硅层,所述本征PolySi多晶硅层钝化非金属接触区域。

  图1为本发明实施例提供的N型双面太阳电池的制备方法的流程结构示意图。参照图1,本发明还提供一种N型双面太阳电池的制备方法,包括:

  S11、选择N型硅衬底,其电阻率在0.8Ω.cm到3.0Ω.cm之间,少子寿命大于1000us;

  S12、在所述N型硅衬底上进行700-950℃热生长二氧化硅钝化层;

  S13、在N型硅衬的背表面沉积本征多晶硅;

  S14、在所述本征多晶硅上沉积SiC掩膜层;

  S15、激光开槽所述SiC掩膜层,用低压管式扩散炉扩散磷源并形成N型掺杂多晶硅层;

  S16、清洗去除磷硅玻璃和所述SiC掩膜层后,在前表面700-950℃热生长二氧化硅钝化层;

  S17、在N型硅衬底的前表面沉积本征多晶硅;在前表面沉积P型非晶硅薄膜,采用激光掺杂形成P型多晶硅膜层;

  S18、清洗去除非晶硅薄膜及损伤层;沉积前背面氮化硅薄膜;制作电池的正极和负极;

  S19、烧结。

  在本发明实施例中,在所述N型硅衬底上进行700-950℃热生长二氧化硅钝化层步骤前,对所述N型硅衬底表面进行双面抛光,制绒并进行化学清洗。具体操作为:对于N型硅衬底,采用RCA1(双氧水,氨水,去离子水(Vol.1:1:5))和RCA2(盐酸,双氧水,去离子水(1:1:6))清洗,并用氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构,氢氧化钠或氢氧化钾溶液的浓度范围为0.5%~2.5%;随后用盐酸和氢氟酸混合溶液进行清洗;盐酸:氢氟酸配比为1:2~1:3;盐酸和氢氟酸混合溶液的浓度为0.8%~1.2%。化学清洗的目的是去除表面的杂质,为后续的扩散准备。表面绒面化的目的是形成由金字塔形状的绒面,增加太阳光在表面的折射次数,增加光线在硅衬底中的光程,提高太阳光的利用率。

  采用PECVD在所述本征多晶硅上沉积SiC掩膜层。在前表面用PECVD沉积P型非晶硅薄膜,采用激光掺杂形成P型多晶硅膜层。采用355nm的UV激光在N型硅衬底的背表面开槽,去除本征非晶SiC,开槽的宽度在100nm到300nm。用355nm的UV激光在N型衬底背表面进行激光掺杂。在N型硅衬底的背表面沉积本征非晶硅和P型非晶硅的方法为:在180℃~250℃的温度下生长10nm~20nm的本征非晶硅,制备非晶硅的气体是SiH4和H2,SiH4和H2的比例为1:10~1:1,然后在180℃~250℃的温度下生长10nm~25nm的P型非晶硅,制备P型非晶硅气体为SiH4、H2和TMB(B(CH3)3;SiH4和H2的比例为1:10~1:200,SiH4和TMB的比例为1:1~1:4。

  在S12和S16中,采用LPCVD在500-700℃条件下,在竖直放置的N型硅衬底上生长无绕镀遂穿二氧化硅钝化层;其生长的膜厚控制在1-2nm之间;

  本发明S13和S17中采用LPCVD在二氧化硅薄膜基础上,生长无绕镀本征多晶硅,生长膜厚控制在1-2um,在N型硅衬底上实现单面无绕镀TOPCon结构;

  本发明S15中在激光开槽SiC掩膜层后,在低压管式扩散炉中沉积三氯氧磷磷源,并在800-850℃驱入N型磷源,在N型衬底上实现背面的N型局域掺杂;

  磷源的主要作用是为重掺杂N型区提供杂质源,激光掺杂是在开槽的区域形成P型掺杂区。

  本发明S17中在N型硅衬底的背表面P型非晶硅的方法为:

  在180℃~250℃的温度下生长10nm~25nm的P型非晶硅,制备P型非晶硅气体为SiH4、H2和TMB(B(CH3)3;SiH4和H2的比例为1:10~1:200,SiH4和TMB的比例为1:1~1:4。

  本发明S18中制备氮化硅薄膜的方法为:采用等离子化学气相沉积的方法制备73nm到79nm厚的氮化硅薄膜;所用的源是:Si(OC2H5)4,或者SiH4和N2O;氮化硅薄膜的主要作用是电池的减反射层,同时起到钝化和掩蔽薄膜的作用。

  本发明制作电池的正极和负极的制作方法为:采用蒸镀或丝网印刷的方法在电池的背面做Ag电极;电极的厚度为0.2um到1um;本发明中电池的正极和负极全部在电池的背面,主要在电池中起收集电流的作用。

  测试得到的数据如表1所示。

  表1电池测试数据列表

  表1的数据,进一步说明上述方法制作得到的电池所能够获得何种的技术效果。本发明中双面N型结构太阳电池大幅降低了背面的复合作用,明显提升了开路电压。但同样关键的是因素是,前表面硼扩散方式和背面的选择性掺杂处理,都有效提升了界面特性,避免了高温过程。

  显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

  双面太阳电池 篇7:

  一种高效双面太阳电池

  第一、技术领域

  本实用新型涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种高效双面太阳电池。

  第二、背景技术

  随着化石能源的日益枯竭,人们对环境保护问题的重视程度不断提高寻找 洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生的清洁能源,并 可持续利用,因此,有着广阔的应用前景,光伏发电技术也越来越受到人们的 关注。为了能使光伏产品得到普及,进一步提高太阳电池的转换效率是未来的 发展趋势,提高太阳能电池的转换效率,降低成本,关键是提高太阳能的利用 率,然而高效太阳能电池技术能有效提高太阳电池的转换效率。因此,高效太 阳能电池技术是未来的发展方向之一。

  光伏发电中常用的是单面受光太阳能电池,为获得较高的输出功率,这种 电池一般都朝一定倾斜角度放置。然而现代高效双面电池却没用这种局限,因 而有着可垂直放置的特性,而被使用在高速路上的围墙上等。双面受光太阳能 电池的出现使高效太阳电池技术进入了一个前所未有的领域,双面受光的太阳 能电池主要特性有:太阳能电池片正面和背面都可受光,发电量为一般单面电 池的1.3-1.5倍。因此,高效太阳能电池是未来太阳能电池领域的一个发展方向。

  第三、实用新型内容

  本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种增加太阳能电池双面受 光,且背面电池具有弱光效应,使得太阳能电池效率大大提升的高效双面太阳 电池。

  为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种高效双面太阳电池,其包 括从上到下依次为正面Ag电极、减反射SiNx层、N+层、N型硅、P型薄膜层、 透明导电氧化物镀膜玻璃层和背面Ag电极,减反射SiNx层、N+层、N型硅、P 型薄膜层和透明导电氧化物镀膜玻璃层为从上到下依次层叠式设置。

  作为上述方案的改进,所述正面Ag电极、背面Ag电极由丝网印刷银浆印 刷而成的Ag电极。

  作为上述方案的改进,所述减反射SiNx层厚度65-100nm,反射率为 1.6-2.2。

  作为上述方案的改进,所述N+层由扩散P元素形成,P元素的掺杂浓度为 0.1×1019-10×1019cm-3。

  作为上述方案的改进,所述N型硅厚度为160-210μm。

  作为上述方案的改进,所述P型薄膜层由扩散B元素形成,B元素的掺杂浓 度为0.1×1019-10×1019cm-3。

  作为上述方案的改进,所述透明导电氧化物镀膜玻璃层的厚度为 300-600nm。

  与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型的双面太阳 电池可垂直、倾斜安装,正面电池为N型高效晶硅太阳电池,具有基体少子寿 命长,无光致衰减;背面电池为高效薄膜太阳电池,使用材料较少,成本低, 具有良好的弱光效应,在微弱的太阳光下仍能转化成电能,增加了电池的受光 面积,使得太阳电池的光电转化效率达到更高。

  第四、附图说明

  图1为本实用新型一种高效双面太阳电池示意图。

  第五、具体实施方式

  为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本 实用新型作进一步地详细描述。

  如图1所示,本实用新型提供了一种高效双面太阳电池,其包括从上到下 依次为正面Ag电极1、减反射SiNx层2、N+层3、N型硅4、P型薄膜层5、透 明导电氧化物镀膜玻璃层(TCO层)6和背面Ag电极7,减反射SiNx层2、N+ 层3、N型硅4、P型薄膜层5和透明导电氧化物镀膜玻璃层6为从上到下依次 层叠式设置。与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型的 双面太阳电池可垂直、倾斜安装,正面电池为N型高效晶硅太阳电池,具有基 体少子寿命长,无光致衰减;背面电池为高效薄膜太阳电池,使用材料较少, 成本低,具有良好的弱光效应,在微弱的太阳光下仍能转化成电能,增加了电 池的受光面积,使得太阳电池的光电转化效率达到更高。

  正面Ag电极1、背面Ag电极7由丝网印刷银浆印刷而成的Ag电极。减反 射SiNx层2厚度65-100nm,反射率为1.6-2.2。N+层3由扩散P元素形成,P元 素的掺杂浓度为0.1×1019-10×1019cm-3。N型硅4厚度为160-210μm。P型薄 膜层5由扩散B元素形成,B元素的掺杂浓度为0.1×1019-10×1019cm-3。透明 导电氧化物镀膜玻璃层6的厚度为300-600nm。

  本实用新型一种高效双面太阳电池的正面电极部分通过对N型硅4进行P 扩散形成N+层3,P元素的掺杂浓度为0.1×1019-10×1019cm-3,再进行减反射 SiNx层2沉积,最后进行丝网印刷Ag电极1;背面电极部分通过对N型硅4进 行B扩散形成P型薄膜5,B元素的掺杂浓度为0.1×1019-10×1019cm-3,再进行 透明导电氧化物镀膜玻璃层6(TCO层)沉积,最后进行丝网印刷背面Ag电极7, 最终形成双面太阳电池。

  以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普 通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变 形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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