背接触硅太阳电池研究进展

摘要高效率、低成本是晶体硅太阳电池发展的主流方向。背接触电池以其独特的器件结构、简单的制备工艺及较高的电池效率,备受光伏市场的关注。概括了目前国际上研究较多的几种背接触硅太阳电池,对其结构特点、制造技术及发展概况作了系统介绍,并在此基础上提出了需要改进的问题及未来的发展方向。

任丙彦1,吴鑫1,2,勾宪芳2,孙秀菊1,2,于建秀1,褚世君1,励旭东2

(1河北工业大学材料科学与工程学院,天津300130;2北京市太阳能研究所,北京100083)

关键词 背接触硅太阳电池 少子寿命 接触电极

0引言

已经商业化的常规硅太阳电池,发射区和发射区电极均位于电池正面。由于太阳能级硅材料少子扩散长度较小,发射区位于电池正面有利于提高载流子的收集效率。但此种结构有其局限性:尽管栅线电极所占面积已经很小(约为8%),可依然阻挡了部分阳光,使电池有效受光面积降低;组件封装时,需要用涂锡带从一块电池的正面焊接到另一块电池的背面,这种连接方式使自动化生产的难度加大。为此,研究人员把正面电极转移到电池背面,开发出许多结构不同的背接触硅太阳电池。

1背接触硅太阳电池及其分类

背接触硅太阳电池是指电池的发射区电极和基区电极均位于电池背面的一种硅太阳电池。背接触电池有很多优点:①效率高。由于降低或完全消除了正面栅线电极的遮光损失,从而提高了电池效率。②易组装。采用全新的组件封装模式进行共面连接[1],既减小了电池片间的间隔,提高了封装密度,又简化了制作工艺,降低了封装难度。③更美观。电池的正面均一、美观,满足了消费者的审美要求。根据p2n结位置不同,背接触硅太阳电池可分为两类[2]:①背结电池。p2n结位于电池背表面,发射区电极和基区电极也相应地位于电池背面,如IBC电池。②前结电池。p2n结依然位于电池正表面,只是通过某种方法把在正表面收集的载流子传递到背面的接触电极上,如EWT电池。