本發明的實施方式涉及太陽能電池模塊。
背景技術:
近來,隨著諸如石油和煤炭的現有能源預期要耗盡,對用于取代現有能源的替代能源的興趣與日俱增。在替代能源當中,用于從太陽能生成電能的太陽能電池尤為突出。
太陽能電池通常包括半導體部分,其分別具有不同的導電類型(例如,p型和n型)并由此形成p-n結;以及分別連接至不同導電類型的半導體部分的電極。
當光入射在太陽能電池上時,在該半導體部分中生成多個電子-空穴對,并且多個電子-空穴對因入射光而被分離成電子和空穴。電子移動至n型半導體部分,而空穴移動至p型半導體部分。接著,這些電子和空穴被分別連接至n型半導體部分和p型半導體部分的不同電極收集。這些電極利用電線彼此連接,以由此獲取電力。
具有上述構造的多個太陽能電池可以通過互連件彼此連接以形成模塊。
根據現有技術的太陽能電池包括:多個指狀電極,所述多個指狀電極各自具有相對小的寬度;以及母線電極,所述母線電極具有比指狀電極的寬度更大的寬度并且連接多個指狀電極。用作電池間連接器的夾式互連件被直接連接到相鄰太陽能電池的母線電極,并且形成太陽能電池串。
然而,因為母線電極一般不用于收集載流子,所以當太陽能電池包括具有相對大的寬度的母線電極時,該母線電極對于提高太陽能電池的效率而言相對較弱。
因此,近來通過省略母線電極而僅使用指狀電極來形成太陽能電池的電極的趨勢已在增長。
然而,當太陽能電池如上所述僅包括指狀電極時,不能使用直接連接到太陽能電池的電極的夾式互連件。因此,已越來越多地使用相對窄且長的多條線被整個連接到太陽能電池的電極的結構。
然而,在窄且長的線連接到太陽能電池的結構中,在用于將線連接到太陽能電池或者將線連接到太陽能電池之間的互連件的工藝中,由于線的熱膨脹而導致線彎曲。因此,使串的形狀變形。
技術實現要素:
在一方面,提供了一種太陽能電池模塊,該太陽能電池模塊包括:第一太陽能電池和第二太陽能電池,所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池各自包括半導體基板以及第一電極和第二電極,所述第一電極和所述第二電極在所述半導體基板上且具有不同的極性并且在第一方向上延伸,所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池被布置為在與所述第一方向交叉的第二方向上彼此相鄰;以及多條導線,所述多條導線在所述第二方向上延伸、被設置在所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述半導體基板上并且與所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第一電極或所述第二電極連接,以將所述第一太陽能電池與所述第二太陽能電池在所述第二方向上串聯連接,每條導線包括在所述半導體基板的厚度方向上的不均勻部分,所述不均勻部分是所述導線的除了連接至所述第一電極或所述第二電極的一部分以外的剩余部分。
所述每條導線的所述不均勻部分的厚度可以在10%的誤差范圍內基本上等于所述每條導線的不包括所述不均勻部分的部分的厚度。
所述不均勻部分的厚度可以在10%的誤差范圍內在整個所述不均勻部分上是一致的。
所述不均勻部分的高度可以大于所述不均勻部分的厚度。
所述不均勻部分的截面可以具有鋸齒形狀。
所述不均勻部分可以位于所述第一太陽能電池的所述半導體基板與所述第二太陽能電池的所述半導體基板之間。
所述導線由于所述不均勻部分而在所述第二方向上可以具有柔性。
所述不均勻部分可以具有各自在所述第一方向上延伸的峰和谷。所述不均勻部分的從所述谷到所述峰測量的高度可以是0.03mm至1mm。
所述每條導線可以被形成為導體并且可以被連接至所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池。被形成為所述導體的所述每條導線可以通過導電粘合劑被連接至所述第一太陽能電池的所述第一電極,并且可以通過絕緣層與所述第一太陽能電池的所述第二電極絕緣。被形成為所述導體的所述每條導線可以通過所述導電粘合劑被連接至所述第二太陽能電池的所述第二電極,并且可以通過所述絕緣層與所述第二太陽能電池的所述第一電極絕緣。
被形成為所述導體的所述每條導線可以包括在所述第一太陽能電池的所述半導體基板與所述第二太陽能電池的所述半導體基板之間的所述不均勻部分。
所述多條導線可以包括:第一導線,所述第一導線通過導電粘合劑與所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第一電極連接,并且通過絕緣層與所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第二電極絕緣;以及第二導線,所述第二導線與所述第一導線間隔開,通過所述導電粘合劑與所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第二電極連接,并且通過所述絕緣層與所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第一電極絕緣。
該太陽能電池模塊還可以包括在所述第一太陽能電池與所述第二太陽能電池之間沿所述第一方向延伸的互連件。連接至所述第一太陽能電池的所述第一導線和連接至所述第二太陽能電池的所述第二導線可以共同被連接至所述互連件。
所述第一導線可以包括當從所述太陽能電池模塊的前面觀看時在所述第一太陽能電池的所述半導體基板與所述互連件之間暴露出的區域中的所述不均勻部分。而且,所述第二導線可以包括當從所述太陽能電池模塊的所述前面觀看時在所述第二太陽能電池的所述半導體基板與所述互連件之間暴露出的區域中的所述不均勻部分。
所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第一電極和所述第二電極可以被設置為在所述半導體基板的背面上沿所述第二方向延伸。所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述半導體基板可以被摻雜有第一導電類型的雜質。
所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第一電極可以被連接至發射極區,所述發射極區位于所述半導體基板的所述背面處并且被摻雜有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的雜質。
所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第二電極可以被連接至背面場區,所述背面場區位于所述半導體基板的所述背面處并且比所述半導體基板更重地被摻雜有所述第一導電類型的雜質。
在所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個中,所述第一電極可以被設置在所述半導體基板的前表面上,并且所述第二電極可以被設置在所述半導體基板的背面上。所述多條導線可以與所述第一太陽能電池的前表面上的所述第一電極連接,并且可以與所述第二太陽能電池的背面上的所述第二電極連接,以將所述第一太陽能電池與所述第二太陽能電池串聯連接。
每條導線可以包括在所述第一太陽能電池與所述第二太陽能電池之間的所述不均勻部分。
所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述半導體基板可以被摻雜有第一導電類型的雜質。所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第一電極可以被連接至發射極區,所述發射極區位于所述半導體基板的所述前表面處并且被摻雜有與所述第一導電類型相反的第二導電類型的雜質。所述第一太陽能電池和所述第二太陽能電池中的每一個的所述第二電極可以被連接至背面場區,所述背面場區位于所述半導體基板的所述背面處并且比所述半導體基板更重地被摻雜有所述第一導電類型的雜質。
附圖說明
附圖被包括進來以提供對本發明的進一步理解,并且被并入本說明書中且構成本說明書的一部分,附圖例示了本發明的實施方式,并與本描述一起用于說明本發明的原理。在附圖中:
圖1、圖2、圖3、圖4和圖5例示了根據本發明的第一實施方式的太陽能電池模塊;
圖6和圖7例示了根據本發明的第二實施方式的太陽能電池模塊;
圖8、圖9、圖10和圖11例示了根據本發明的第三實施方式的太陽能電池模塊;以及
圖12和圖13例示了根據本發明的第四實施方式的太陽能電池模塊。
具體實施方式
現在將詳細參照本發明的實施方式,這些實施方式的示例在附圖中進行了例示。然而,本發明可以按許多不同形式來具體實施,并且不應被視為限于在此闡述的實施方式。在任何可能的情況下,遍及整個附圖將使用相同標號來指代相同或相似的部件。將注意到,如果確定對已知技術的詳細描述可能會使本發明的實施方式模糊,則將省略對該已知技術的詳細描述。
在附圖中,為清楚起見,夸大了層、膜、板、區域等的厚度。應當明白,當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為“在”另一元件“上”時,其可以直接處于該另一元件上,或者還可以存在中間元件。與此相反,當元件被稱為“直接在”另一元件“上”時,不存在中間元件。而且,應當明白,當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為“全部”處于另一元件上時,其可以處于該另一元件的整個表面上,并且可能并非處于該另一元件的邊緣的一部分上。
在下面的描述中,“前表面”可以是半導體基板的光直接入射其上的一個表面,并且“背面”可以是與半導體基板的所述一個表面相反的表面,在該表面上光沒有直接入射或者反射光可以入射。
圖1至圖5例示了根據本發明的第一實施方式的太陽能電池模塊。
更具體地,圖1例示了當從太陽能電池模塊的背面觀看時根據本發明的第一實施方式的太陽能電池模塊的形狀的示例。
如圖1所示,根據本發明的實施方式的太陽能電池模塊可以包括多個太陽能電池c1和c2、多條導線200和互連件300。
在本文中公開的實施方式中,根據需要或期望,可以省略互連件300。然而,通過如圖1中示出的示例,使用包括互連件300的太陽能電池模塊來描述本發明的實施方式。
多個太陽能電池c1和c2中的每一個可以至少包括半導體基板110以及在半導體基板110的背面上彼此間隔開并且在第一方向x上延伸的多個第一電極141和第二電極142。
多條導線200可以通過互連件300將在多個太陽能電池當中的兩個相鄰太陽能電池中的一個太陽能電池中所包括的多個第一電極141串聯電連接至另一太陽能電池中所包括的多個第二電極142。
為此,所述多條導線200可以沿與第一和第二電極141和142的縱向方向(即,第一方向x)交叉的第二方向y延伸,并且可以連接至所述多個太陽能電池中的每一個。
所述多條導線200可以包括多條第一導線210和多條第二導線220。
第一導線210可以利用導電粘合劑251連接至包括在每一個太陽能電池中的第一電極141,并且可以通過由絕緣材料形成的絕緣層252與每一個太陽能電池的第二電極142絕緣。
而且,第二導線220可以利用導電粘合劑251連接至包括在每一個太陽能電池中的第二電極142,并且可以通過由絕緣材料形成的絕緣層252與每一個太陽能電池的第一電極141絕緣。
互連件300可以被設置為在第一太陽能電池c1與第二太陽能電池c2之間沿第一方向x延伸。連接到第一太陽能電池c1的第一導線210與連接到第二太陽能電池c2的第二導線220可以共同連接到互連件300。因此,多個太陽能電池c1和c2可以在第二方向y上彼此串聯連接。
通過示例的方式,使用包括互連件300的太陽能電池模塊例示并描述了本發明的實施方式。然而,互連件300可以被省略。當互連件300被省略時,第一導線210和第二導線220可以被直接連接或者形成為一體,并由此可以使多個太陽能電池c1和c2串聯連接。
下面詳細地描述太陽能電池模塊的每個組件。
圖2是例示應用至圖1所示的太陽能電池模塊的太陽能電池的示例的局部立體圖。圖3是圖2所示的太陽能電池的沿第二方向的截面圖。
如圖2和圖3所示,根據本發明的該實施方式的太陽能電池的示例可以包括:防反射層130、半導體基板110、隧道層180、多個發射極區121、多個背面場區172、多個本征半導體層150、鈍化層190、多個第一電極141以及多個第二電極142。
在這里公開的實施方式中,若希望或需要的話,可以省略防反射層130、本征半導體層150、隧道層180以及鈍化層190。然而,當太陽能電池包括它們時,可以進一步提高太陽能電池的效率。
由此,本發明的該實施方式通過示例的方式利用包括防反射層130、本征半導體層150、隧道層180以及鈍化層190的太陽能電池來進行描述。
該半導體基板110可以由包含第一導電類型的雜質的單晶硅和多晶硅中的至少一種來形成。例如,半導體基板110可以由單晶硅晶片形成。
在這里公開的實施方式中,第一導電類型可以是n型和p型之一。
當半導體基板110是p型時,該半導體基板110可以被摻雜有iii族元素的雜質,諸如硼(b)、鎵(ga)以及銦(in)。另選的是,當半導體基板110是n型時,該半導體基板110可以被摻雜有v族元素的雜質,諸如磷(p)、砷(as)以及銻(sb)。
在下面的描述中,本發明的實施方式利用第一導電類型是n型的示例來進行描述。
半導體基板110的前表面可以是具有多個不平坦部分或者具有不平坦特征的不平坦表面。由此,定位在半導體基板110的前表面上的發射極區121可以具有不平坦表面。
因此,從半導體基板110的前表面反射的光的量可以減少,而入射在半導體基板110的內部上的光的量可以增加。
可以將防反射層130定位在半導體基板110的前表面上,以最小化從外部入射在半導體基板110的前表面上的光的反射。防反射層130可以由以下中的至少一種形成:鋁氧化物(alox)、硅氮化物(sinx)、硅氧化物(siox)以及硅氧氮化物(sioxny)。
隧道層180被設置在半導體基板110的整個背面上,同時直接接觸半導體基板110的整個背面,并且可以包括電介質材料。由此,如圖2和圖3所示,隧道層180可以通過在半導體基板110中生成的載流子。
換句話說,隧道層180可以通過在半導體基板110中生成的載流子,并且可以執行針對半導體基板110的背面的鈍化功能。
隧道層180可以由電介質材料形成,包括在等于或高于600℃的高溫下具有強耐久性的硅碳化物(sicx)或硅氧化物(siox)。可以使用其它材料。
所述多個發射極區121可以被設置在半導體基板110的背面上,且更具體地,可以直接接觸隧道層180的背面的一部分。所述多個發射極區121可以沿第一方向x延伸。
該發射極區121可以由與第一導電類型相反的第二導電類型的多晶硅材料形成。發射極區121可以與半導體基板110一起形成p-n結,并且使隧道層180插入其間。
因為每一個發射極區121均與半導體基板110一起形成p-n結,所以發射極區121可以為p型。然而,如果半導體基板110是不同于上述實施方式的p型,則發射極區121可以為n型。在這種情況下,分離的電子可以移動至所述多個發射極區121,而分離的空穴可以移動至所述多個背面場區172。
返回至本發明的該實施方式,當發射極區121是p型時,該發射極區121可以被摻雜有iii族元素的雜質,諸如b、ga以及in。與此相反,如果發射極區121是n型,則該發射極區121可以被摻雜有v族元素的雜質,諸如p、as以及sb。
所述多個背面場區172可以被設置在半導體基板110的背面上。更具體地,所述多個背面場區172可以直接接觸隧道層180的背面的一部分(與所述多個發射極區121中的每一個隔開)。所述多個背面場區172可以平行于所述多個發射極區121而沿第一方向x延伸。
該背面場區172可以由多晶硅材料形成,該多晶硅材料與半導體基板110相比,被更重地摻雜有第一導電類型的雜質。由此,當半導體基板110例如被摻雜有n型雜質時,所述多個背面場區172中的每一個都可以是n+型區。
勢壘由半導體基板110和背面場區172的雜質濃度之間的差異形成。因此,背面場區172可以防止或減少空穴移動至用作電子通過勢壘的移動路徑的背面場區172,并且可以使載流子(例如,電子)更容易地移動至背面場區172。
由此,本發明的該實施方式可以減少因背面場區172處和周圍或者第一和第二電極141和142處和周圍的電子和空穴的復合和/或消失而造成的載流子損失的量,并且可以加速電子的移動,由此增加了移動至背面場區172的電子的量。
圖2和圖3通過示例的方式例示了利用多晶硅材料將發射極區121和背面場區172形成在隧道層180的背面上。不同于圖2和圖3,如果省略隧道層180,則發射極區121和背面場區172可以通過將雜質擴散到半導體基板110的背面中而被摻雜。
在這種情況下,發射極區121和背面場區172可以由與半導體基板110相同的材料(例如,單晶硅)形成。
本征半導體層150可以被形成在發射極區121與背面場區172之間暴露的隧道層180的背面上。本征半導體層150可以被形成為本征多晶硅層,與發射極區121和背面場區172不同,其未摻雜有第一導電類型的雜質或第二導電類型的雜質。
而且,如圖2和圖3所示,本征半導體層150可以被配置成使得兩側分別直接接觸發射極區121的一側和背面場區172的一側。
鈍化層190去除由在形成在背面場區172、本征半導體層150以及發射極區121處的多晶硅層的背面中所形成的懸空鍵(danglingbond)產生的缺陷,并由此可以防止在半導體基板110中生成的載流子通過該懸空鍵復合和消失。
第一電極141可以連接至發射極區121并且可以沿第一方向x延伸。第一電極141可以收集移動至發射極區121的載流子(例如,空穴)。
第二電極142可以連接至背面場區172,并且可以與第一電極141平行地沿第一方向x延伸。第二電極142可以收集移動至背面場區172的載流子(例如,電子)。
如圖1所示,第一和第二電極141和142可以沿第一方向x延伸,并且可以另選地沿第二方向y設置。
在根據本發明的該實施方式的具有上述結構的太陽能電池中,通過第一電極141收集的空穴和通過第二電極142收集的電子可以通過外部電路裝置被用作外部裝置的電力。
應用至根據本發明的該實施方式的太陽能電池模塊的太陽能電池不限于圖2和圖3。除了包括在太陽能電池中的第一和第二電極141和142被形成在半導體基板110的背面上以外,太陽能電池的組件可以被不同地改變。
例如,根據本發明的該實施方式的太陽能電池模塊可以使用金屬穿孔卷繞(metalwrapthrough(mwt))太陽能電池,其被配置成使得第一電極141的一部分和發射極區121位于半導體基板110的前表面上,并且第一電極141的所述部分通過半導體基板110的孔連接至第一電極141的形成在半導體基板110的背面上的其余部分。
圖4例示了一種截面結構,其中,各自具有上述構造的所述多個太陽能電池如圖1所示利用導線200和互連件300串聯連接。
更具體地,圖4是沿圖1的線x1-x1截取的截面圖。
如圖4所示,包括第一太陽能電池c1和第二太陽能電池c2的多個太陽能電池可以沿第二方向y布置。
包括在第一和第二太陽能電池c1和c2中的多個第一和第二電極141和142的縱向方向可以對應于第一方向x。
如上所述沿第二方向y布置的第一和第二太陽能電池c1和c2可以利用第一和第二導線200以及互連件300沿第二方向y彼此串聯連接以形成電池串。
第一和第二導線200以及互連件300可以由導電金屬材料形成。第一和第二導線200可以連接至每一個太陽能電池的半導體基板110的背面,并且接著可以連接至互連件300以供串聯連接這些太陽能電池。
第一和第二導線200中的每一個都可以具有這樣的導線形狀:該導線形狀具有圓形截面或寬度大于厚度的帶狀。
更具體地,多條第一導線210可以與包括在第一和第二太陽能電池c1和c2的每一個中的所述多個第一電極141交疊,并且可以通過導電粘合劑251連接至所述多個第一電極141。而且,所述多條第一導線210可以通過由絕緣材料形成的絕緣層252而與包括在第一和第二太陽能電池c1和c2的每一個中的所述多個第二電極142絕緣。
在這種情況下,如圖1和圖4所示,所述多條第一導線210中的每一條可以朝著設置在第一與第二太陽能電池c1和c2之間的互連件300而突出至半導體基板110的外部。
多條第二導線220可以與包括在第一和第二太陽能電池c1和c2的每一個中的所述多個第二電極142交疊,并且可以通過導電粘合劑251連接至所述多個第二電極142。而且,所述多條第二導線220可以通過由絕緣材料形成的絕緣層252而與包括在第一和第二太陽能電池c1和c2的每一個中的所述多個第一電極141絕緣。
在這種情況下,如圖1和圖4所示,所述多條第二導線220中的每一條都可以朝著設置在第一與第二太陽能電池c1和c2之間的互連件300而突出至半導體基板110的外側。
該導電粘合劑251可以由包括錫(sn)或含sn合金的金屬材料形成。該導電粘合劑251可以被形成為包括sn或含sn合金的焊錫膏、將sn或含sn合金包括在環氧樹脂中的環氧樹脂焊錫膏以及導電膏之一。
該絕緣層252可以由任何材料制成,只要使用絕緣材料即可。例如,該絕緣層252可以使用以下的一種絕緣材料:環氧基樹脂、聚酰亞胺、聚乙烯、丙烯酸基樹脂以及硅基樹脂。
如圖1和圖4所示,在連接至每一個太陽能電池的背面的第一和第二導線210和220的每一條中的向半導體基板110外側突出的一部分可以共同連接至第一與第二太陽能電池c1與c2之間的互連件300的背面。因此,所述多個太陽能電池c1和c2可以沿第二方向y彼此串聯連接以形成電池串。
在具有上述結構的太陽能電池模塊中,當第一和第二導線210和220與第一和第二電極141和142之間的不良連接產生在所述多個太陽能電池當中時,太陽能電池的具有不良連接的第一和第二導線210和220可以與互連件300斷開。因此,可以很容易地僅更換不良的太陽能電池。
如圖4所示,在根據本發明的實施方式的太陽能電池模塊中,每條導線200的除了連接到第一電極141或第二電極142的部分以外的剩余部分可以包括不均勻部分200p。
例如,不均勻部分200p的截面可以具有通過將導線200沿半導體基板110的厚度方向z折疊而形成的鋸齒形狀。該不均勻部分200p可以具有折疊部分。
更具體地,當從太陽能電池模塊的平面觀看時,導線200的具有不均勻部分200p的剩余部分可以位于第一太陽能電池c1的半導體基板110與第二太陽能電池c2的半導體基板110之間。
例如,如圖4所示,當從太陽能電池模塊的前表面觀看時,第一導線210的暴露在第一太陽能電池c1的半導體基板110與互連件300之間的部分可以具有不均勻部分200p。另外,當從太陽能電池模塊的前表面觀看時,第二導線220的暴露在第二太陽能電池c2的半導體基板110與互連件300之間的部分可以具有不均勻部分200p。
在根據本發明的實施方式的太陽能電池模塊中,當多個太陽能電池使用包括鋸齒形狀的不均勻部分200p在內的導線200被串聯連接時,即使導線200熱膨脹,該導線200也可以由于不均勻部分200p而在第二方向y上具有柔韌性。因此,當導線200被附接到半導體基板110的背面或者后續在太陽能電池模塊中被使用時,即使由于太陽能電池模塊的內部溫度增加而導致熱被施加到導線200,也可以減小導線200的熱應力。
另外,不均勻部分200p能夠防止導線200與互連件300分離,并且防止互連件300由于導線200的熱膨脹而彎曲。
而且,在半導體基板110與互連件300之間入射的光可以被不均勻部分200p的傾斜表面再次反射。
重新反射的光可以被設置在太陽能電池的前表面上的前透明基板再次反射,并且可以入射到與該太陽能電池相鄰的另一太陽能電池上。因此,能夠進一步提高太陽能電池模塊的光學增益,并且能夠進一步提高太陽能電池模塊的效率。
參照圖5來詳細描述導線200的不均勻部分200p的結構。
圖5是對圖4的部分a1進行放大以便詳細地說明導線200的不均勻部分200p的局部立體圖。
如圖5所示,在根據本發明的實施方式的太陽能電池模塊中,當從太陽能電池模塊的前表面觀看時,每條導線200的暴露在每個太陽能電池的半導體基板110與互連件300之間的部分可以具有不均勻部分200p。
圖5作為示例例示了導線200的不均勻部分200p被形成在除了導線200與半導體基板110或互連件300之間的交疊部分以外的半導體基板110與互連件300之間。然而,本發明的實施方式不限于此。例如,不均勻部分200p的端部可以與半導體基板110或互連件300交疊。如圖5所示,不均勻部分200p可以包括峰p1和谷r1。
不均勻部分200p的峰p1和谷r1可以在互連件300的縱向方向(即,第一方向x)上延伸。
因此,即使導線200由于在制造太陽能電池模塊的工藝期間或者在使用太陽能電池模塊期間產生的熱而在第二方向y上熱膨脹,也能夠通過不均勻部分200p來減小導線200的應力。另外,不均勻部分200p能夠防止導線200與互連件300分離,并且防止互連件300由于導線200的熱膨脹而彎曲。
而且,太陽能電池模塊的光學增益能夠通過在不均勻部分200p的表面上的傾斜表面被進一步提高,并由此能夠進一步提高太陽能電池模塊的效率。
導線200的不均勻部分200p的厚度tp1和tp2可以在10%的誤差范圍內基本上等于導線200的未形成不均勻部分200p的部分的厚度t1。
例如,如圖5所示,導線210和220的在半導體基板110與互連件300之間的不均勻部分200p的厚度tp1和tp2可以在10%的誤差范圍內基本上等于導線210和220中的每一個的與半導體基板110交疊的厚度t1。
例如,當導線200的與半導體基板110交疊的厚度t1是0.05mm至0.3mm時,不均勻部分200p的厚度tp1和tp2可以是0.05mm至0.3mm,并且可以在10%的誤差范圍內基本上等于導線200的厚度t1。
另外,不均勻部分200p的厚度tp1和tp2可以在10%的誤差范圍內是一致的。
例如,如圖5所示,不均勻部分200p的在峰p1處的厚度tp1可以在10%的誤差范圍內基本上等于不均勻部分200p的在峰p1與谷r1之間的傾斜表面處的厚度tp2。
從不均勻部分200p的谷r1到峰p1測量的不均勻部分200p的高度hp可以大于不均勻部分200p的厚度tp1和tp2。
另選地,從不均勻部分200p的谷r1到峰p1測量的不均勻部分200p的高度hp可以考慮互連件300的厚度和封裝件(例如,乙烯醋酸乙烯酯(eva))的厚度來設置,所述封裝件位于太陽能電池的前表面和背面上以保護太陽能電池免受外部沖擊。
例如,當前封裝件和后封裝件各自具有約0.5mm的厚度并且互連件300具有約0.2mm的厚度時,不均勻部分200p的從谷r1到峰p1的高度hp可以是0.03mm至1mm。
當不均勻部分200p的高度hp等于或大于0.03mm時,可以確保不均勻部分200p的最小柔韌性。另一方面,當不均勻部分200p的高度hp在不均勻部分200p的柔韌性被充分保證的狀態下過度增加時,不均勻部分200p可能會朝向太陽能電池模塊的前表面或背面過度突出。因此,可能會損壞封裝件(例如,eva)。考慮到這種情況,不均勻部分200p的高度hp可以等于或小于1mm。
然而,導線200的不均勻部分200p的高度hp不限于上述范圍。不均勻部分200p的高度hp可以根據前封裝件的厚度、后封裝件的厚度以及互連件300的厚度的改變而改變。
到目前為止,本公開已通過示例的方式描述了根據本發明的第一實施方式的太陽能電池模塊,該太陽能電池模塊被配置為使得互連件300被單獨設置在多個太陽能電池之間,并且多個太陽能電池通過導線200和互連件300彼此串聯連接。
然而,本公開可以被應用到這樣的太陽能電池模塊:該太陽能電池模塊被配置為使得互連件300被省略,并且多個太陽能電池僅使用導線200彼此串聯連接。下面將對此進行詳細描述。
圖6和圖7例示了根據本發明的第二實施方式的太陽能電池模塊。更具體地,圖6例示了當從太陽能電池模塊的背面觀看時根據本發明的第二實施方式的太陽能電池模塊的形狀的示例。圖7是沿著圖6的線x2-x2截取的截面圖。
在圖6和圖7中省略了與圖1至圖5中例示的描述重復的描述,并且僅主要描述圖1至圖5與圖6和圖7之間的差異。
如圖6和圖7所示,在根據本發明的第二實施方式的太陽能電池模塊中可以省略單獨的互連件。
在本發明的第二實施方式中,用于將第一太陽能電池c1與第二太陽能電池c2串聯連接的多條導線200中的每一條可以被連接到第一太陽能電池c1的半導體基板110的背面和第二太陽能電池c2的半導體基板110的背面兩者。
即,與在第一實施方式中描述的第一導線和第二導線200不同,根據本發明的第二實施方式的每條導線200可以在第二方向y上相對足夠長,以與在第二方向y上彼此相鄰布置的第一太陽能電池c1的半導體基板110和第二太陽能電池c2的半導體基板110交疊。
如圖6和圖7所示,導線200的與第一太陽能電池c1交疊的部分可以通過導電粘合劑251被連接到第一太陽能電池c1的第一電極141,并且可以通過絕緣層252與第一太陽能電池c1的第二電極142絕緣。另外,導線200的與第二太陽能電池c2交疊的部分可以通過導電粘合劑251被連接到第二太陽能電池c2的第二電極142,并且可以通過絕緣層252與第二太陽能電池c2的第一電極141絕緣。
在根據本發明的第二實施方式的太陽能電池模塊中,連接到第一太陽能電池c1的導線200和連接到第二太陽能電池c2的導線200可以被形成為一體,例如,通過金屬條帶形成為導體。與本發明的第一實施方式不同,互連件300被省略,并且相鄰的太陽能電池可以僅使用導線200彼此串聯連接。
如圖7所示,按照與第一實施方式相同的方式,根據本發明的第二實施方式的每條導線200可以包括在第一太陽能電池c1的半導體基板110與第二太陽能電池c2的半導體基板110之間的不均勻部分200p。
按照與第一實施方式相同的方式,根據本發明的第二實施方式的包括在導線200中的不均勻部分200p的高度可以是0.03mm至1mm。
導線200的在兩個相鄰太陽能電池之間的不均勻部分200p在第二方向y上的寬度wp可以小于兩個相鄰太陽能電池的半導體基板110之間的第二方向y的距離。例如,寬度wp可以是2mm至6mm。
另外,由于導線200的不均勻部分200p,第一太陽能電池c1的半導體基板110與第二太陽能電池c2的半導體基板110之間的導線200的長度可以大于第一太陽能電池c1的半導體基板110與第二太陽能電池c2的半導體基板110之間的距離。
到目前為止,本發明的實施方式已通過示例的方式描述了被配置為使得第一電極141和第二電極142全部被設置在太陽能電池的背面上的太陽能電池模塊。然而,本發明的實施方式可以被應用到常規太陽能電池,其中,第一電極被設置在太陽能電池的前表面上,而第二電極被設置在太陽能電池的背面上。下面將對此進行詳細描述。
圖8至圖11例示了根據本發明的第三實施方式的太陽能電池模塊。更具體地,圖8例示了當從太陽能電池模塊的前表面觀看時根據本發明的第三實施方式的太陽能電池模塊的形狀的示例。
圖9是例示應用到根據本發明的第三實施方式的太陽能電池模塊的常規太陽能電池的示例的局部立體圖。圖10是沿圖8的線x3-x3截取的截面圖。圖11是對圖10的部分a2進行放大的截面圖。
在圖8至圖11中省略了與圖1至圖7中例示的描述重復的描述,并且僅主要描述圖1至圖7與圖8至圖11之間的差異。
如圖8所示,在根據本發明的第三實施方式的太陽能電池模塊中,第一太陽能電池c1和第二太陽能電池c2中的每一個可以包括在半導體基板110的前表面上的第一電極141’以及在半導體基板110的背面上的第二電極142’。
如圖8和圖10所示,多條導線200’中的每一條可以在第二方向y上延伸。每條導線200’可以通過導電粘合劑被連接到第一太陽能電池c1的前表面,并且可以通過導電粘合劑被連接到第二太陽能電池c2的背面,從而將第一太陽能電池c1與第二太陽能電池c2串聯連接。
下面詳細描述應用到本發明的第三實施方式的太陽能電池的示例。
如圖9所示,應用到本發明的第三實施方式的太陽能電池可以包括:發射極區121’,所述發射極區121’在半導體基板110的包括第一導電類型的雜質在內的前表面處摻雜有第二導電類型的雜質;以及背面場區172’,所述背面場區172’在半導體基板110的背面處比半導體基板110更重地摻雜有第一導電類型的雜質。
如圖9所示,發射極區121’可以完全被形成在半導體基板110的前表面處,并且背面場區172’可以在半導體基板110的背面中僅被選擇性地形成在第二電極142’的形成部分處。
然而,本發明的實施方式不限于此。例如,發射極區121’可以在半導體基板110的前表面中僅被選擇性地形成在第一電極141’的形成部分處;或者可以在被完全形成在半導體基板110的前表面處的同時,僅在第一電極141’的形成部分處被相對重地摻雜。
另外,與圖9不同,背面場區172’可以完全被形成在半導體基板110的背面處。
如圖9所示,第一電極141’可以位于半導體基板110的前表面上并且連接到發射極區121’。第二電極142’可以位于半導體基板110的背面上并且連接到背面場區172’。
多個第一電極141’可以在第一方向x上延伸,并且多個第二電極142’可以在第一方向x上延伸。
在圖9中示出了第一電極141’和第二電極142’的圖案的示例。因此,第一電極141’和第二電極142’的圖案可以進行各種改變。
如圖10所示,導線200’可以通過導電粘合劑被連接到太陽能電池的前表面和背面,從而將多個太陽能電池串聯連接。
更具體地,如圖10所示,在第二方向y上延伸的每條導線200’可以通過導電粘合劑被連接到在第一太陽能電池c1的半導體基板110的前表面上的第一電極141’,并且可以通過導電粘合劑被連接到在第二太陽能電池c2的半導體基板110的背面上的第二電極142’。
每條導線200’可以通過將連接到第一太陽能電池c1的部分與連接到第二太陽能電池c2的部分整合來形成。每條導線200’可以具有寬度和厚度彼此相等的線形截面。導線200’的數量可以是6至33。
如圖11所示,根據本發明的第三實施方式的太陽能電池模塊的每條導線200’可以包括在第一太陽能電池c1與第二太陽能電池c2之間的不均勻部分200p’。
本發明的第三實施方式通過示例的方式描述了多條導線200’在應用了常規太陽能電池的太陽能電池模塊中將相鄰太陽能電池串聯連接。然而,與本發明的第一實施方式中一樣,可以在應用了常規太陽能電池的太陽能電池模塊中使用互連件。下面將參照圖12和圖13對此進行詳細描述。
圖12和圖13例示了根據本發明的第四實施方式的太陽能電池模塊。更具體地,圖12例示了當從太陽能電池模塊的前表面觀看時根據本發明的第四實施方式的太陽能電池模塊的形狀的示例。圖13是對根據本發明的第四實施方式的互連件的連接部分進行放大的截面圖。
如圖12和圖13所示,按照與本發明的第一實施方式相同的方式,根據本發明的第四實施方式的太陽能電池模塊可以包括互連件300。
在第一太陽能電池c1的前表面上連接到第一電極141’的第一導線210’可以被連接到互連件300的前表面。在第二太陽能電池c2的背面上連接到第二電極142’的第二導線220’可以被連接到互連件300的背面。
如圖13所示,在根據本發明的第四實施方式的太陽能電池模塊中,每條導線200’可以包括在第一太陽能電池c1與互連件300之間或者在第二太陽能電池c2與互連件300之間的不均勻部分200p’。
盡管參照本發明的許多例示性實施方式對這些實施方式進行了描述,但應當明白,本領域技術人員可以想出將落入本公開原理的范圍內的許多其它修改例和實施方式。更具體地,在本公開、附圖以及所附權利要求書的范圍內,在主題組合布置的組件部分和/或布置中的各種變型和修改都是可行的。除了在該組件部分和/或布置中的變型例和修改例以外,本領域技術人員還將清楚替代用途。
相關申請的交叉引用
本申請要求于2015年9月15日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請no.10-2015-0130294的優先權和權益,該韓國專利申請的全部內容通過引用被合并到本文中。