高效率太陽能面板的制作方法

高效率太陽能面板的制作方法
【專利摘要】本發明的一個實施例提供太陽能面板。太陽能面板包括多個太陽能電池的子組。子組中的太陽能電池串聯耦合，以及太陽能電池的子組并聯耦合。相應子組中的太陽能電池的數量足夠地大，使得太陽能面板的輸出電壓與常規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板的所有基本上正方形形狀的太陽能電池串聯耦合。
【專利說明】
高效率太陽能面板
技術領域
[0001] 本公開通常涉及太陽能面板的制造。更具體地，本公開涉及具有提高的功率輸出 效率的太陽能面板的制造。
【背景技術】
[0002] 化石燃料的負面環境影響和它們不斷提高的成本導致對更干凈、更便宜的替代能 源的迫切需要。在不同形式的替代能源當中，太陽能由于其清潔度和廣泛的可用性而受到 喜愛。
[0003] 太陽能電池使用光伏效應將光轉換為電力。有幾個基本的太陽能電池結構，包括 單p-n結、p-i-n/n-i-p和多結。典型的單p-n結結構包括p型摻雜層和η型摻雜層。具有單p-n 結的太陽能電池可以是單質結太陽能電池或者異質結太陽能電池。如果P摻雜和η摻雜層兩 者由類似材料(具有相同帶隙的材料)組成，則太陽能電池被稱作單質結太陽能電池。相對 照地，異質結太陽能電池包括至少兩層不同帶隙的材料。p-i-n/n-i-p結構包括ρ型摻雜層、 η型摻雜層和夾在p層與η層之間的本征(未摻雜)半導體層(i層）。多結結構包括彼此上下堆 疊的不同帶隙的多個單結結構。
[0004]在太陽能電池中，在生成載流子的p-n結附近吸收光。載流子擴散到p-n結中并且 由內建電場分離，從而產生穿過設備和外部電路的電流。確定太陽能電池質量的重要度量 是它的能量轉換效率，該能量轉換效率被定義為所轉換的電力(從所吸收的光到電能)與當 太陽能電池連接至電氣電路時收集的電力之間的比率。高效率太陽能電池在降低產生太陽 能的成本中是重要的。
[0005] 在實踐中，使多個單獨的太陽能電池互連、組裝并且包裝在一起以形成可以安裝 到支撐結構上的太陽能面板。可以隨后將多個太陽能面板聯接在一起以形成生成太陽能電 力的太陽能系統。根據其規模，這種太陽能系統可以是住宅屋頂系統、商用屋頂系統或者地 面安裝公用事業規模的系統。注意，在這種系統中，除每個單獨電池的能量轉換效率以外， 電池在太陽能面板內電氣互連的方式還決定可以從每個面板提取的能量總量。由于由電池 間連接產生的串聯內部電阻，外部負載僅可以提取由太陽能面板生成的總功率的有限百分 比。

【發明內容】

[0006] 本發明的一個實施例提供太陽能面板。太陽能面板包括多個太陽能電池，太陽能 電池被布置成多個子組，每個子組包括若干太陽能電池。子組中的太陽能電池電氣地串聯 耦合，以及太陽能電池的子組電氣地并聯耦合。相應子組中的太陽能電池的數量足夠地大， 使得太陽能面板的輸出電壓與常規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面 板的所有基本上正方形形狀的太陽能電池串聯耦合。
[0007] 在關于本實施例的變型中，通過分割基本上正方形形狀的太陽能電池來獲得子組 中的相應太陽能電池。
[0008] 在另外的實施例中，通過將基本上正方形形狀太陽能電池分割成三塊來獲得太陽 能電池。
[0009] 在關于本實施例的變型中，子組中的太陽能電池的數量與常規太陽能面板中串聯 耦合的基本上正方形形狀太陽能電池的數量相同。
[0010] 在關于本實施的變型中，相應太陽能電池是矩形形狀。
[0011] 在關于本實施例的變型中，相應太陽能電池是雙面隧穿異質結太陽能電池，該雙 面隧穿異質結太陽能電池包括基極層;在基極層的兩個表面上沉積的第一和第二量子隧穿 勢皇(QTB)層;非晶硅發射極層；以及非晶硅表面場層。另外，太陽能電池可以從兩個表面吸 收光。
[0012] 在關于本實施例的變型中，相應太陽能電池包括第一側上的第一金屬柵格和第二 側上的第二金屬柵格，其中第一金屬柵格包括位于第一側上的邊緣處的第一邊緣母線，以 及其中第二金屬柵格包括位于太陽能電池的第二側上的相對邊緣處的第二邊緣母線。
[0013] 在另外的變型中，第一金屬柵格和第二金屬柵格包括電鍍Cu層。
[0014] 在另外的變型中，子組中的兩個相鄰太陽能電池被安置為使得一個太陽能電池的 第一邊緣母線與另一個太陽能電池的第二母線直接接觸，從而便于兩個相鄰太陽能電池之 間的串聯連接以及消除其間未被覆蓋的空間。
[0015] 在關于本實施例的變型中，相應子組中的太陽能電池形成U形串。
[0016] 在關于本實施例的變型中，使相應子組中的太陽能電池物理地耦合。
【附圖說明】
[0017] 圖1呈現了圖示示例性太陽能電池的示意圖（現有技術）。
[0018] 圖2呈現了圖示根據本發明實施例的示例性雙面隧穿異質結太陽能電池的示意 圖。
[0019] 圖3A呈現了圖示常規太陽能電池的電極柵格的示意圖(現有技術）。
[0020] 圖3B圖示了根據本發明實施例具有單個中心母線的示例性雙面太陽能電池的表 面。
[0021] 圖3C呈現了圖示根據本發明實施例每個表面具有單個中心母線的雙面太陽能電 池的截面視圖的示意圖。
[0022]圖3D圖示了根據本發明實施例的示例性雙面太陽能電池的前表面。
[0023] 圖3E圖示了根據本發明實施例的示例性雙面太陽能電池的后表面。
[0024] 圖3F圖示了根據本發明實施例每個表面具有單個邊緣母線的雙面太陽能電池的 截面視圖。
[0025] 圖4呈現了包括多個串聯連接的太陽能電池的常規太陽能面板的示意圖（現有技 術)。
[0026] 圖5呈現了圖示一串串聯連接的太陽能電池的側視圖的示意圖(現有技術）。
[0027] 圖6呈現了圖示具有串聯連接的太陽能電池的太陽能面板的簡化等效電路的示意 圖。
[0028] 圖7呈現了圖示根據本發明的一個實施例具有并聯連接的太陽能電池的太陽能面 板的簡化等效電路的示意圖。
[0029] 圖8呈現了圖示根據本發明實施例的示例性太陽能面板配置的示意圖。
[0030] 圖9呈現了圖示根據本發明實施例每個太陽能電池被分成多個更小的電池的太陽 能電池串的不意圖。
[0031] 圖10呈現了圖示根據本發明實施例的示例性太陽能面板的示意圖。
[0032] 圖11呈現了圖示根據本發明實施例制造太陽能面板的過程的流程圖。
[0033] 圖12A呈現了圖示根據本發明實施例太陽能電池前表面上的示例性金屬柵格圖案 的示意圖。
[0034] 圖12B呈現了圖示根據本發明實施例太陽能電池后表面上的示例性金屬柵格圖案 的示意圖。
[0035] 圖13A呈現了圖示根據本發明實施例每個表面具有單個邊緣母線的兩個相鄰更小 電池之間的串聯連接的示意圖。
[0036] 圖13B呈現了圖示根據本發明實施例一串相鄰邊緣重疊的更小電池的側視圖的示 意圖。
[0037] 圖13C呈現了圖示根據本發明實施例包括兩排更小電池的示例性太陽能電池串的 俯視圖的不意圖。
[0038]在附圖中，相同的參考數字指代相同的附圖元件。
【具體實施方式】
[0039]提供下列描述以使本領域技術人員能夠完成并且使用實施例，并且在特定應用及 其需求的上下文中提供該下列描述。對本公開實施例的各種修改將對本領域技術人員顯而 易見，并且在不背離本公開精神和范圍的情況下，此處限定的一般原理可以應用于其它實 施例和應用。因此，本發明將不限于所示實施例，而是將符合與此處公開的原理和特性一致 的最寬范圍。
[0040] 概述
[0041] 本發明的實施例提供高效太陽能面板。為了減少由太陽能面板內部電阻消耗的功 率的部分，本發明的太陽能面板包括并聯耦合的太陽能電池串。另外，為了確保本發明的太 陽能面板與常規面板之間的輸出兼容性，在制造設備結構之后，每個常規的正方形形狀的 晶片被分成若干切割電池，該若干切割電池可以是矩形形狀的條帶并且可以串聯耦合，使 得整個面板輸出與常規面板基本上相同的開路電壓。在太陽能電池制造過程期間，前金屬 柵格圖案和后金屬柵格圖案被專門地設計為便于正方形形狀的晶片分成切割電池。更具體 地說，為基于激光的刻劃和解理操作預留空間。為了減少遮蔽并且增大填充因子，在一些實 施例中，以疊瓦圖案連接電池。還可以通過按照電池或者電池組級別應用最大功率點跟蹤 (MPPT)技術和旁路保護以提高太陽能面板的性能。在一些實施例中，太陽能面板內的相應 太陽能電池或者太陽能電池組耦合至MPPT集成電路（IC)芯片和旁路二極管。
[0042]在本公開中，術語"常規太陽能電池"指的是典型地在常規晶片上制造的常規正方 形形狀或者偽正方形形狀(具有切割角或者圓角）的太陽能電池。這種常規太陽能電池還可 以稱為"基本上正方形形狀的"太陽能電池，意指太陽能電池的形狀是正方形或者偽正方 形。術語"切割電池"、"條帶"、"更小電池"指的是可以小于常規電池的太陽能電池。可以通 過將常規正方形形狀的晶片切割成若干片以制造這種電池或者可以在具有不同于常規晶 片大小的大小的晶片上直接地制造這種電池。注意，盡管這種獨特形狀的電池有時被稱為 "更小電池"，但是并不要求這種電池的大小實際上小于常規電池的大小。可以比常規電池 大小更大和/或更長的其它電池大小也是可能的。
[0043] 雙隧穿異質結太陽能電池
[0044] 圖2呈現了圖示根據本發明實施例的示例性雙面隧穿異質結太陽能電池的示意 圖。在該示例中，雙面隧穿異質結太陽能電池 200包括單晶硅基極層202、覆蓋基極層202的 兩個表面并且使表面缺陷狀態鈍化的量子隧穿勢皇(QTB)層204和206、形成表面場層的摻 雜非晶硅(a-Si)層208、形成發射極層的摻雜a-Si層210、第一透明導電氧化物(TCO)層212、 第二TCO層214、第一金屬柵格216和第二金屬柵格218。注意，太陽能電池 200可以利用入射 到結構兩側的任一側上的光工作。換句話說，太陽能電池 200可以利用其面向入射光的表面 場層208或者利用其面向入射光的發射極層210工作。太陽能電池 200還可以以雙面模式工 作，意指表面場層208和發射極層210兩者可以接收入射光。可以在由發明人Jiunn Benjamin Heng、Chentao Yu、Zheng Xu和Jianming Fu在2010年 11 月 12 日提交的名稱為 "Solar Cell with Oxide Tunneling Junctions"的美國專利申請No. 12/945,792(代理人 案號No.SSP10-1002US)中找到包括關于雙面隧穿異質結太陽電池 200的制造方法的細節， 該申請的公開的全部通過引用合并于此。
[0045] 在太陽能電池中，諸如金屬柵格216和218的金屬觸點收集由太陽能電池生成的電 流。通常，金屬柵格包括兩種類型的金屬線:指狀件和母線。指狀件是細金屬線，通常以基本 上彼此相同的距離平行布局，以收集由太陽能電池生成的電流。母線是較寬的金屬條帶，耦 合至所有指狀件以聚集所有收集的電流以及便于耦合至外部引線(諸如金屬片）。注意，指 狀件的布局圖案不限于線。可以使用環形和"蛇形"形狀的布局圖案以減少剝離金屬柵格的 機會。
[0046] 金屬柵格設計中的一個因素是與寬間隔柵格相關聯的增大電阻損耗與由表面的 金屬覆蓋量引起的增大反射和遮蔽效應之間的平衡。在常規太陽能電池中，為了減輕由于 指狀件的串聯電阻產生的功率損耗，如圖3A所示，典型地使用兩條母線。對于標準化5英寸 太陽能電池(其可以是5英寸X5英寸的正方形或者具有圓角的偽正方形），每個表面上有兩 條母線。對于更大的6英寸太陽能電池(其可以是6英寸X6英寸的正方形或者具有圓角的偽 正方形），根據電極材料的電阻率可能需要三條或者更多條母線。在圖3A中圖示的示例中， 太陽能電池300的表面(其可以是前表面或者后表面)包括多條平行的指狀線(諸如指狀線 302和304)以及垂直于指狀線放置的兩條母線306和308。以這種方式放置母線以確保從指 狀件上的任何點到母線的距離(并且由此電阻)足夠小以減輕功率損耗。然而，這兩條母線 和隨后焊接到這些母線上以用于電池間連接的金屬帶會造成大量遮蔽，這降低太陽能電池 性能。
[0047] 在本發明的一些實施例中，前金屬柵格和后金屬柵格(諸如指狀線)可以包括電鍍 Cu線。通過使用電鍍或者無電鍍技術，人們可以獲得具有等于或者小于5Χ10-6Ω · cm的電 阻率的Cu柵格線。另外，可以使用例如物理氣相沉積(PVD)工藝將金屬籽晶層(諸如Ti)直接 沉積在TCO層上。該籽晶層確保與TCO層極好的歐姆接觸以及與太陽能電池結構的強物理鍵 合。隨后，可以將Cu柵格電鍍到籽晶層上。該雙層(籽晶層和電鍍Cu層)確保極好的歐姆接觸 質量、物理強度、低成本以及便于大規模制造。可以在由發明人Jianming Fu、Zheng Xu、 Chentao Yu和Jiunn Benjamin Heng在2010年7月 13 日提交的名稱為 "Solar Cell with Metal Grid Fabricated by Electroplating"的美國專利申請No. 12/835,670(代理人案 號No.SSP10-1001US)、由發明人Bob Wen Kong和Jianming Fu在2012年 11 月16日提交的名 稱為"SOLAR CELL WITH METAL GRID FABRICATED BY ELECTROPLATING" 的美國專利申請 No. 13/679,913(代理人案號 No. SSP10-1001CIP)以及由發明人Jianming Fu、Jiunn Benjamin Heng、Zheng Xu和Chentao Yu在2011 年8月29日提交的名稱為"Solar Cell with Electroplated Metal Grid"的美國專利申請No. 13/220,532(代理人案號SSP10-1010US) 中找到關于電鍍Cu柵格（以及可選地在TCO層上直接沉積的金屬籽晶層）的細節，這些申請 的公開的全部通過引用合并于此。
[0048] Cu指狀件的減小的電阻使減少太陽能電池表面上的母線數量成為可能。在本發明 的一些實施例中，使用單個母線從指狀件收集電流。
[0049] 圖3B圖示了根據本發明實施例具有單個中心母線的示例性雙面太陽能電池的表 面。在圖3B中，太陽能電池310的前表面或者后表面包括單個母線312和若干指狀線(諸如指 狀線314和316)。圖3C圖示了根據本發明實施例每個表面具有單個中心母線的雙面太陽能 電池的截面視圖。圖3C所示半導體多層結構可以類似于圖2所示的半導體多層結構。注意， 由于切割平面在兩條指狀線之間，因此在圖3C中沒有示出指狀線。在圖3C所示的示例中，母 線312沿垂直于紙面的方向行進，以及指狀線從左向右行進。由于每個表面上僅有一個母 線，因此從指狀件的邊緣到母線的距離更長。然而，消除一個母線使遮蔽減少，這不僅補償 由增大的指狀件至母線的距離引起的功率損耗，而且提供額外的功率增益。圖3D圖示了根 據本發明實施例的示例性雙面太陽能電池的前表面。在該示例中，切割太陽能電池320的前 表面包括若干水平指狀線和鄰近太陽能電池320的邊緣321放置的垂直單母線322。母線322 與所有指狀線的最右邊緣接觸，并且從所有指狀線收集電流。圖3E圖示了太陽能電池320的 后表面。太陽能電池320的后表面包括若干水平指狀線和鄰近邊緣325放置的垂直單母線 324,該邊緣325與邊緣321相對。類似于母線322,母線324與所有指狀線的邊緣接觸。圖3F圖 示了雙面太陽能電池320的截面視圖。圖3F所示的半導體多層結構可以類似于圖2所示的半 導體多層結構。如圖3C-樣，在圖3F中，指狀線（未示出）從左向右行進，以及母線沿垂直于 紙面的方向行進。如圖3D-3F所圖示的，雙面太陽能電池320的前表面和后表面上的母線鄰 近電池的相對邊緣放置。由于現在在能量產生不太有效的位置處存在母線引起的遮蔽，因 此該配置可以進一步提高功率增益。
[0050] 單母線配置（中心母線或者邊緣母線)不僅可以提供功率增益，而且由于將需要更 少的金屬，因此可以減少制造成本。另外，金屬指狀線可以有具有彎曲輪廓的截面以使否則 將被阻擋到電池表面上的入射光偏轉，從而進一步降低遮蔽效應。對于雙面操作，太陽能面 板的前板蓋和后板蓋兩者可以是透明的。這些板蓋可以由玻璃或者聚合物制成。這種雙面 面板可以從"前"（面向陽光)和"后"（背離陽光)表面兩者吸收光，這允許電池對直接和間接 陽光二者進行轉換。間接陽光可以包括從圍繞面板的不同表面反射、偏轉以及漫射的陽光。 這種雙面太陽能面板對使面板從平坦表面升高的設置(諸如，在太陽能農場環境中）特別有 用。
[0051] 太陽能面板布局
[0052] 典型高效率太陽能電池的開路電壓(V。。)可以為大約750mV。在最大功率點(MPP) (其是太陽能電池的期望工作點）處，太陽能電池兩端的電壓通常稍微低于V。。。為了實現更 高輸出電壓，常規太陽能面板通常包括串聯連接的太陽能電池。圖4呈現了包括多個串聯連 接的太陽能電池的常規太陽能面板的示意圖（現有技術）。圖5呈現了圖示一串串聯連接的 太陽能電池的側視圖的示意圖（現有技術）。在圖5中圖示的示例中，金屬片從太陽能電池的 頂側交織到相鄰太陽能電池的底側以實現串聯連接。例如，金屬片502將太陽能電池504的 頂側連接到相鄰太陽能電池506的底側，以及金屬片508將太陽能電池506的頂側連接至相 鄰太陽能電池510的底側，形成一串串聯連接的太陽能電池。典型太陽能面板(諸如圖4所示 的太陽能面板400)可以以這種方式使其所有太陽能電池串聯連接，使得每個排中的太陽能 電池串聯連接，以及所述排還串聯連接至彼此。為了做到這個，如圖4所示，第一排的最右太 陽能電池串聯連接至第二排的最右太陽能電池。串聯連接Z字形通過整個面板直到連接最 后一個太陽能電池為止。
[0053] 圖6呈現了圖示具有串聯連接的太陽能電池的太陽能面板的簡化等效電路的示意 圖。在圖6中，每個太陽能電池由具有內部電阻的電流源表示。例如，太陽能電池602由與電 阻器606串聯耦合的電流源604表示。當太陽能面板包括串聯連接的太陽能電池時，如圖6所 示，由生成的總電流（Ifi)以及總內部電阻(Rs+tc^i)和外部電阻（即，負載電阻，U的 總和確定整個面板的輸出功率。例如，如果所有太陽能電池相同并且接收相同量的光，則對 于η個串聯連接的太陽能電池，I L_tcltal = IL以及Rs_tcltal = nRs，以及由整個電路生成的總功率 可以被計算為/L =/〗。假設由最大功率點跟蹤(MPPT)電路調節負載電阻 Riciat^得整個電路的總電阻(Rsjc^+U允許整個面板在最大功率點(其意指按照固定的 處工作，則提取到外部負載的功率量取決于總內部電阻Rs_tcltal。換句話說，所生成的 功率的一部分由太陽能電池本身中的串聯內部電阻消耗:IV= 4 X 。換句話說，整個面 板具有的總內部電阻越小，由太陽能電池本身消耗的功率越小，以及提取到外部負載的功 率越大。
[0054] 減小由太陽能電池消耗的功率的一個方式是減小總內部電阻。可以使用各種方法 以按照電池級別減小電極的串聯電阻。在面板級別上，代替串聯地連接面板內的所有電池， 減小總串聯電阻的一個有效方式是并聯連接若干電池。圖7呈現了圖示根據本發明的一個 實施例具有并聯連接的太陽能電池的太陽能面板的簡化等效電路的示意圖。在圖7圖示的 示例中，所有太陽能電池(諸如太陽能電池702和704)并聯連接。因此，太陽能面板的總內部 電阻是R s^tal = RsAi,比每個單獨太陽能電池的電阻小得多。然而，盡管輸出電流可以是由 單個太陽能電池生成的電流的η倍，但是輸出電壓V lciad現在受單個太陽能電池的開路電壓 限制，該輸出電壓Vlciad在實際環境中很難驅動負載。
[0055] 為了在減小面板的總內部電阻的同時得到高于單個電池的開路電壓的輸出電壓 的輸出電壓，在本發明的一些實施例中，太陽能電池的子組連接成串，以及多個串并聯連 接。圖8呈現了圖示根據本發明實施例的示例性太陽能面板配置的示意圖。在圖8所示的示 例中，太陽能面板800包括布置成六排(諸如頂排802和第二排804)的72個太陽能電池，每排 包括12個電池。每個太陽能電池可以是標準5英寸或者6英寸電池。為了圖示的目的，盡管在 實踐中太陽能電池的陽極和陰極在其頂側和底側上，但是每個太陽能電池用其邊緣上的其 陽極和陰極標記。在圖8所示的示例中，頂排802和第二排804中的太陽能電池串聯地連接以 形成U形串806。類似地，中間兩排中的太陽能電池也串聯連接以形成U形串808，以及底部兩 排中的太陽能電池也串聯連接以形成U形串810。三個U形串806、808和810隨后并聯連接至 彼此。更具體地，使所有三個串的正輸出耦合在一起以形成太陽能面板800的正輸出812,以 及使所有串的負輸出耦合在一起以形成太陽能面板800的負輸出814。
[0056] 通過使子組中的太陽能電池串聯連接以形成串以及隨后使串并聯連接，人們可以 將太陽能面板的串聯電阻減小至所有電池串聯連接的常規太陽能面板的串聯電阻的一小 部分。在圖8所示的示例中，面板上的電池被分成三個串（每個串中兩排）以及三個串并聯連 接，使得太陽能面板800的總內部電阻是使其所有72個電池串聯連接的常規太陽能面板的 1/9。減小的總內部電阻減少由太陽能電池消耗的功率量，以及允許更多的功率被提取到外 部負載。
[0057] 使串并聯連接意指面板的輸出電壓現在與每個串兩端的電壓相同，每個串兩端的 電壓是所有電池串聯連接的太陽能面板的輸出電壓的一小部分。在圖8所示的示例中，面板 800的輸出電壓是使其所有72個電池串聯連接的太陽能面板的1/3。
[0058] 由于每個串的輸出電壓由每個太陽能電池兩端的電壓(其通常稍微小于V。。)和串 中串聯連接的電池的數量確定，因此人們可以通過在每個串中包括更多的電池以增大串的 輸出電壓。然而，僅僅在每個排中增加更多電池將導致擴大的面板大小，該擴大的面板大小 通常由于各種機械因素而受到限制。注意，每個電池兩端的電壓主要由V。。決定，V。。與電池 大小無關。從而，可以通過將每個標準大小的（5或者6英寸)太陽能電池分成多個串聯連接 的更小電池以增大每個串的輸出電壓。因此，每個太陽能電池串的輸出電壓被數倍地增大。
[0059] 注意，由于U形串配置，電流在相鄰排的太陽能電池中沿相反方向流動。例如，如圖 8所圖示的，當太陽能面板800可工作時，在頂排太陽能電池中，電流從節點822流動到節點 824。在下一排中，電流從節點828流動到節點826,該電流流動方向與頂排中的電流方向相 反。
[0060] 圖9呈現了圖示根據本發明實施例每個太陽能電池被分成多個更小的電池的太陽 能電池串的示意圖。在圖9圖示的示例中，太陽能電池串900包括若干更小電池。常規太陽能 電池(諸如由虛線902表示的太陽能電池）由若干串聯連接的更小電池(諸如電池906、908和 910)代替。例如，如果常規太陽能電池是6英寸正方形電池，則每個更小電池可以具有2英寸 乘6英寸的尺寸，以及常規6英寸正方形電池由三個串聯連接的2英寸乘6英寸的更小電池代 替。注意，只要更小電池的層狀結構保持與常規正方形大小的太陽能電池相同，更小電池就 將具有與未分割的太陽能電池的V。。相同的V。。。另一方面，由于每個更小電池的減小的大 小，由每個更小電池生成的電流僅是原始未分割電池的電流的一小部分。此外，太陽能電池 串900的輸出電流是具有未分割電池的常規太陽能電池串的輸出電流的一小部分。太陽能 電池串的輸出電壓現在是具有未分割電池的太陽能串的輸出電壓的三倍，從而使具有并聯 連接的串而不犧牲輸出電壓成為可能。
[0061] 現在假設標準6英寸太陽能電池兩端的開路電壓(V。。)是Vcic^11,則每個串的V cic^m XnXVcic^ell,其中m是由于分割常規正方形形狀的電池而產生的更小電池的數量，以及η是 每個串中包括的常規電池的數量。另一方面，假設標準6英寸太陽能電池的短路電流(I s。)是 Isc^e3Ii，則每個串的Is。是Isc^eii/m。從而，當m個這種串在新面板配置中并聯連接時，整個面 板的V。。將與每個串的V。。相同，以及整個面板的I s。將是所有串的Is。的總和。更具體地，利用 這種布置，人們可以實現:VcjcjaneI=mXn X Voc+ceii以及IscjaneI = Isc_ceii。這意味著該新太陽 能面板的輸出電壓和電流將與類似大小但具有未分割的全部串聯連接的太陽能電池的常 規太陽能面板的輸出電壓和電流相當。類似的電壓和電流輸出使該新面板與由其所有未分 割的電池串聯連接的常規太陽能面板使用的其它設備(諸如逆變器)兼容。盡管具有類似的 電流和電壓輸出，但是由于減小的總內部電阻，新太陽能面板可以將更多輸出功率提取到 外部負載。
[0062]圖10呈現了圖示根據本發明實施例的示例性太陽能面板的示意圖。在該示例中， 太陽能面板1000包括以重復圖案(諸如，包括多個排的矩陣)布置的太陽能電池陣列。在一 些實施例中，太陽能面板1000包括六排互連的更小電池，每個排包括36個更小的電池。注 意，每個更小電池大約為6英寸標準化太陽能電池的1/3。例如，更小電池1004、1006和1008 是標準大小電池的均勻分割部分。以這種方式配置太陽能面板1000使得每兩個相鄰排的更 小電池串聯地連接，形成三個U形串。在圖10中，頂部兩排更小電池串聯地連接以形成太陽 能串1002,中間兩排更小電池串聯地連接以形成太陽能串1010,以及底部兩排更小電池串 聯地連接以形成太陽能串1012。
[0063] 在圖10所示的示例中，太陽能面板1000包括三個U形串，每個串包括72個更小電 池。串的V。。和Is。分別地是72ν%_α?ι和Isc^ii/3;以及面板的V。。和Is。分別地是72ν。。+。^和 1%_αη。這種面板電平V。。和I s。類似于其所有72個電池串聯連接的相同大小的常規太陽能面 板的V。。和Is。，使采用為常規面板開發的相同電路裝置成為可能。
[0064] 此外，面板1000的總內部電阻顯著地減小。假設常規電池的內部電阻是Rcell。更小 電池的內部電阻是R_ii_c^i=Rwi/3。在具有72個串聯連接的常規電池的常規面板中，總內 部電阻是72Raii。在如圖10所圖示的面板1000中，每個串具有總內部電阻R string = 721^11^11 = 241^11。由于面板1000具有3個并聯連接的U形串，因此面板1000的總內部電阻 是Rstring/3 = 8Rcell，其是常規面板的總內部電阻的1/9。因此，可以顯著地增大可以提取到 外部負載的功率量。
[0065] 制造過程
[0066] 圖11呈現了圖示根據本發明實施例制造太陽能面板的過程的流程圖。在制造期 間，首先使用常規晶片制造包括多層半導體結構的常規太陽能電池(操作1102)。在一些實 施例中，多層半導體結構可以包括雙面隧穿異質結太陽能電池。太陽能電池可以具有標準 大小，諸如標準5英寸或者6英寸正方形。在一些實施例中，太陽能電池是6 X 6平方英寸的正 方形形狀電池。隨后，分別地在太陽能電池的前表面和后表面上沉積前側和后側金屬柵格 以完成雙面太陽能電池制造(操作1104)。在一些實施例中，沉積前側和后側金屬柵格可以 包括電鍍Cu柵格，該Cu柵格隨后用Ag或者Sn進行涂敷。在另外的實施例中，可以使用物理氣 相沉積(PVD)技術將一個或者多個籽晶金屬層(諸如籽晶Cu或者Ni層)沉積到多層結構上以 提高電鍍Cu層的粘合和歐姆接觸質量。可以形成不同類型的金屬柵格，包括但不限于:在中 心處具有單母線的金屬柵格和在電池邊緣處具有單母線的金屬柵格。注意，對于邊緣母線 配置，分別地在相對邊緣處放置太陽能電池的前表面和后表面處的母線。
[0067] 由于標準5英寸或者6英寸太陽能電池稍后將被分成更小電池(其可以涉及基于激 光的刻劃和解理工藝），因此使用金屬柵格的特殊圖案。首先，金屬柵格布局允許常規電池 被分成多個更小電池。其次，由于Cu柵格的可鍛性，會很難沿Cu柵格線解理晶片。因此，如圖 12A和12B所圖示的，當沉積金屬柵格時，可以保留空白空間以便于后續的電池分割過程。
[0068] 圖12A呈現了圖示根據本發明實施例太陽能電池前表面上的示例性金屬柵格圖案 的示意圖。在圖12A所示的示例中，金屬柵格1202包括三個子柵格，諸如子柵格1204。注意， 每個子柵格被設計為更小電池的前側柵格。從而，三個子柵格的配置允許太陽能電池被分 成三個更小的電池。各種類型金屬柵格圖案可以用于每個子柵格，諸如具有雙母線的常規 柵格圖案、單中心母線柵格圖案、單邊緣母線柵格圖案等等。在圖12A所示的示例中，子柵格 具有單邊緣母線圖案。每個子柵格包括沿對應更小電池的較長邊緣行進的邊緣母線和沿平 行于更小電池的較短邊緣的方向行進的多個平行指狀線。例如，子柵格1204包括邊緣母線 1206和多個指狀線（諸如指狀線1208和1210)。為了便于隨后基于激光的刻劃和解理過程， 在相鄰子柵格之間放置預定義空白空間（沒有金屬沉積）。例如，空白空間1212被限定為使 子柵格1204與其相鄰子柵格分離。在一些實施例中，空白空間（諸如空白空間1212)的寬度 可以在0.5mm與2mm之間。注意，在導致更容易刻劃操作的較寬空間與導致更有效電流收集 的較窄空間之間存在折衷。在另外的實施例中，這種空白空間的寬度是Imm。
[0069] 圖12B呈現了圖示根據本發明實施例太陽能電池后表面上的示例性金屬柵格圖案 的示意圖。在圖12B所示的示例中，后金屬柵格1220包括三個子柵格，諸如子柵格1222。注 意，為了使更小電池成為雙面，背側子柵格需要與前側子柵格相對應。在該示例中，前側子 柵格具有單邊緣母線柵格圖案。從而，對應背側子柵格(諸如子柵格1222)也具有邊緣母線 圖案。除鄰近更小電池的相對邊緣設置前邊緣母線和后邊緣母線以外，前側子柵格和后側 子柵格具有相似圖案。在圖12A和12B所示的示例中，前邊緣母線位于更小電池的前表面的 一個邊緣處，以及后邊緣母線位于更小電池的后表面的相對邊緣處。另外，后金屬柵格1220 中的空白空間的位置與前金屬柵格1202中的空白空間的位置相對應，使得Cu柵格線不干擾 隨后的晶片切割過程。
[0070] 現在回到圖11，在沉積前金屬柵格和后金屬柵格之后，每個太陽能電池被分成多 個更小電池(操作1106)。可以使用各種技術分割電池。在一些實施例中，使用基于激光的刻 劃和解理技術。更具體地，使用高功率激光束在期望位置(諸如空白空間1212)處將太陽能 電池的表面刻劃至預定深度(諸如，總堆疊厚度的20%)，隨后施加適當的力以將所刻劃的 太陽能電池解理成多個更小電池。注意，為了防止對發射極結的損壞，在與表面場層相對應 的太陽能電池表面處施加激光刻劃是合乎需要的。例如，如果發射極結在太陽能電池的前 表面處，則應當對太陽能電池的后表面施加激光刻劃。
[0071] 在形成更小電池之后，使若干更小電池串聯地連接在一起以形成太陽能電池串 (操作1108)。在一些實施例中，使每排包括32個更小電池的兩排更小電池串聯地連接以形 成U形串。注意，根據母線配置，可能需要對常規串接工藝進行修改。對于如圖12A和12B所示 的單邊緣母線配置，需要將每個太陽能電池旋轉90度，以及與更小電池的長邊緣一樣長并 且寬度在3_與12mm之間的單個片可以用于連接兩個相鄰更小電池。在一些實施例中，單個 片的寬度可以在3mm與5mm之間。可以在由發明人Jiunn Benjamin Heng、Jianming Fu、 Zheng Xu和Bobby Yang在2014年 1 月 13 日提交的名稱為 "MODULE FABRICATION OF SOLAR CELLS WITH LOW RESISTIVITY ELECTRODES"的美國專利申請No. 14/153,608(代理人案號 No. SSP13-100IUS)中找到使用單個片連接兩個相鄰更小電池的詳細說明，該申請的公開的 全部通過引用合并于此。
[0072] 除使用單個片串聯地連接相鄰更小電池以外，在一些實施例中，通過使相鄰更小 電池部分地重疊以實現相鄰更小電池之間的串聯連接，從而導致對應邊緣母線的直接接 觸。圖13A呈現了圖示根據本發明實施例每個表面具有單個邊緣母線的兩個相鄰更小電池 之間的串聯連接的示意圖。在圖13A中，更小電池1302和更小電池1304通過位于更小電池 1302的頂表面的邊緣母線1306和位于更小電池1304的底表面的邊緣母線1308耦合至彼此。 更具體地，更小電池1304的底表面以如下方式在邊緣處與更小電池1302的頂表面部分地重 疊:底部邊緣母線1308放置在頂部邊緣母線1306的頂部上并且與頂部邊緣母線1306直接接 觸。
[0073] 在一些實施例中，彼此接觸的邊緣母線焊接在一起以使能相鄰更小電池之間的串 聯電氣連接。在另外的實施例中，焊接可以與層壓過程同時發生，在該層壓過程期間邊緣重 疊的更小電池連同適當的密封材料一起放置在前側板蓋與后側板蓋之間，該適當的密封材 料可以包括粘合劑聚合物，諸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。在層壓期間，施加熱量和壓力以使 密封劑固化，將太陽能電池密封在前側板蓋與后側板蓋之間。相同熱量和壓力可以使得接 觸的邊緣母線(諸如邊緣母線1306和1308)焊接在一起。注意，如果邊緣母線包括頂部Sn層， 則不需要在相鄰太陽能電池的頂部邊緣母線與底部邊緣母線(諸如，邊緣母線1306和1308) 之間插入額外的焊接或者粘合劑材料。還應當注意，由于更小電池相對較柔韌，因此層壓過 程期間使用的壓力可以相對較大而不需要擔心電池可能在這種壓力下破裂。在一些實施例 中，層壓過程期間施加的壓力可以高于1.0個大氣壓，諸如1.2個大氣壓。
[0074] 圖13B呈現了圖示根據本發明實施例一串相鄰邊緣重疊的更小電池的側視圖的示 意圖。在圖13B中，更小電池1312與相鄰更小電池1314部分地重疊，該更小電池1314還(在其 相對端部上)與更小電池1316部分地重疊。這種更小電池串形成類似于屋頂瓦片的圖案。注 意，在一些實施例中，圖13B所示的三個更小電池事實上是標準6英寸正方形太陽能電池的 部分，每個更小電池具有2英寸乘6英寸的尺寸。與未分割的6英寸太陽能電池相比較，部分 重疊的更小電池提供大致相同的光生成區域但是由于降低的電流會導致由串聯電阻消耗 更少的功率。應當將重疊保持在最小值以使由重疊引起的遮蔽最小化。在一些實施例中，將 單母線(在頂表面和底表面處兩者)放置在更小電池的最邊緣處(如圖13B所示），從而使重 疊最小化。相同瓦片圖案可以沿著所有更小電池成排延伸。為了確保兩個相鄰排中的更小 電池串聯地連接，兩個相鄰排需要具有相反的瓦片圖案，諸如一排右側在頂部上以及相鄰 排左側在頂部上。另外，加寬金屬片可以用于使兩個相鄰排處的端部更小電池串聯連接。可 以在由發明人Jiunn Benjamin Heng、Jianming Fu、Zheng Xu和Bobby Yang在2014年 10月8 日提交的名稱為 "MODULE FABRICATION OF SOLAR CELLS WITH LOW RESISTIVITY ELECTRODES"的美國專利申請No. 14/510,008(代理人案號No. SSP13-1001CIP)中找到以疊 瓦圖案串聯連接太陽能電池的詳細說明，該申請的公開的全部通過引用合并于此。
[0075] 注意，盡管上述示例圖示了相鄰太陽能電池以"疊瓦構造"直接接觸地物理耦合， 但是在本發明的一些實施例中，還可以使用導電材料使相鄰太陽能電池電氣地串聯耦合而 不需要彼此直接接觸。
[0076] 圖13C呈現了圖示根據本發明實施例包括兩排更小電池的示例性太陽能電池串的 俯視圖的示意圖。在圖13C中，串1340包括兩排更小電池，頂排1342和底排1344。每個排包括 以疊瓦圖案布置的多個更小電池。由重疊的邊緣母線形成串聯連接。因此，當從頂部觀察 時，在每個更小電池上看不到母線。因此，該配置還可以稱為"無母線"配置。在圖13C中，在 排的右端，加寬的金屬片1346使排1342的端部更小電池的頂部邊緣母線與排1344的端部更 小電池的底部邊緣母線耦合在一起。在排的左端處，可以將引線焊接到端部更小電池的頂 部邊緣母線和底部邊緣母線上，形成串1340的輸出電極以使能串1340與其它串之間的電氣 連接。
[0077]回到圖11，在形成多個更小電池串之后，將多個太陽能串彼此靠近地布置以形成 面板(操作1110)。在一些實施例中，將三個U形串彼此靠近地布置以形成包括6排更小電池 的面板。在布置串之后，施加前側板蓋(操作1112)。在一些實施例中，前側板蓋用玻璃制成。 [0078]對于實現電池級別的MPPT或者電池級別的旁路保護的太陽能組件，可以將MPPT IC芯片和旁路二極管放置在適當位置處，包括但不限于:太陽能電池之間的角落間隔，和相 鄰太陽能電池之間的位置(操作1114)。在一些實施例中，可以按照多個電池的級別或者串 級別實現MPPT IC芯片和旁路二極管。在一些實施例中，每排更小電池可以耦合至MPPT IC 和/或旁路二極管。
[0079] 隨后通過修改的接片工藝將U形串連接至彼此(操作1116)。更具體地，將串并聯連 接至彼此，其中它們的正電極耦合在一起以形成面板的正輸出以及負電極耦合在一起以形 成面板的負輸出。在MPPT IC芯片和旁路二極管與對應更小電池電極之間形成電氣連接以 實現完全互連的太陽能面板(操作1118)。隨后，施加后側板蓋(操作1120)，以及整個太陽能 面板可以經歷普通層壓過程，該普通層壓過程將把電池 、MPPT IC和旁路二極管密封在適當 的位置(操作1122)。注意，為了確保優秀的雙面性能，背側板蓋也由玻璃制成。層壓過程隨 后接著是加框和修整(操作1124 )，以及接線盒的附接(操作1126)。
[0080] 僅為了例示和描述的目的，提供了各種實施例的上述描述。它們并不旨在窮舉或 者將本發明限制于所公開的形式。相應地，許多修改和變型將對本領域技術人員顯而易見。 另外，上述公開并不旨在限制本發明。
【主權項】
1. 一種太陽能面板，包括： 多個太陽能電池，所述太陽能電池被布置成多個子組，每個子組包括若干太陽能電池； 其中相應子組中的太陽能電池電氣地串聯耦合； 其中太陽能電池的所述子組電氣地并聯耦合； 其中每個子組中的太陽能電池的數量足夠地大，使得所述太陽能面板的輸出電壓與常 規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板的所有基本上正方形形狀的太 陽能電池串聯親合。2. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中通過分割基本上正方形形狀的太陽能電池 來獲得子組中的相應太陽能電池。3. 根據權利要求2所述的太陽能面板，其中通過將基本上正方形形狀的太陽能電池分 割成三塊來獲得所述太陽能電池。4. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中子組中的太陽能電池的數量與所述常規太 陽能面板中串聯耦合的基本上正方形形狀太陽能電池的數量相同。5. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池是矩形形狀。6. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池是雙面隧穿異質結太陽能 電池，所述雙面隧穿異質結太陽能電池包括： 基極層； 在所述基極層的兩個表面上沉積的第一和第二量子隧穿勢皇(QTB)層； 非晶硅發射極層；以及 非晶娃表面場層； 其中所述太陽能電池能夠從兩個表面吸收光。7. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池包括第一側上的第一金屬 柵格和第二側上的第二金屬柵格，其中所述第一金屬柵格包括位于所述第一側上的邊緣處 的第一邊緣母線，以及其中所述第二金屬柵格包括位于所述太陽能電池的所述第二側上的 相對邊緣處的第二邊緣母線。8. 根據權利要求7所述的太陽能面板，其中所述第一金屬柵格和所述第二金屬柵格包 括電鍍Cu層。9. 根據權利要求7所述的太陽能面板，其中子組中的兩個相鄰太陽能電池被安置為使 得一個太陽能電池的第一邊緣母線與另一個太陽能電池的第二母線直接接觸，從而便于所 述兩個相鄰太陽能電池之間的串聯連接以及消除其間未被覆蓋的空間。10. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中相應子組中的所述太陽能電池形成U形串。11. 根據權利要求1所述的太陽能面板，其中所述相應子組中的所述太陽能電池物理地 耦合。12. -種太陽能電池，包括： Si基極層； 分別地在所述基極層的第一和第二表面上沉積的第一和第二量子隧穿勢皇(QTB)層； 非晶硅發射極層； 非晶娃表面場層； 第一金屬柵格；以及 第二金屬柵格； 其中所述太陽能電池是基本上正方形形狀的；以及 其中所述第一金屬柵格和所述第二金屬柵格各自包括由沒被金屬覆蓋的空間彼此分 離的多個柵格圖案，所述空間便于所述太陽能電池的后續分割。13. 根據權利要求12所述的太陽能電池，其中所述太陽能電池的第一側上的相應柵格 圖案包括一組平行指狀線和垂直于所述指狀線的單母線，其中所述單母線位于所述指狀線 的一個端部處。14. 根據權利要求13所述的太陽能電池，還包括與所述第一側上的所述相應柵格圖案 相對應的所述太陽能電池的第二側上的第二柵格圖案，其中所述第二柵格圖案包括第二組 指狀線和位于所述第二組指狀線的相對端部處的第二單母線，從而便于所述太陽能電池的 雙面操作。15. 根據權利要求12所述的太陽能電池，其中沒有被金屬覆蓋的所述空間的寬度在 0.5mm與2mm之間。16. 根據權利要求12所述的太陽能電池，其中相應金屬柵格包括電鍍Cu層。17. -種太陽能面板，包括： 多個太陽能電池，所述太陽能電池被布置成多個子組，每個子組包括布置成多個排的 若干太陽能電池； 其中相應子組中的太陽能電池電氣地串聯耦合； 其中電流方向在兩個相鄰排的太陽能電池中是相反的； 其中太陽能電池的所述子組電氣地并聯耦合； 其中每個子組中的太陽能電池的數量足夠地大，使得所述太陽能面板的輸出電壓與常 規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板的所有基本上正方形形狀的太 陽能電池串聯親合。18. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中通過分割基本上正方形形狀的太陽能電 池來獲得子組中的相應太陽能電池。19. 根據權利要求18所述的太陽能面板，其中通過將基本上正方形形狀的太陽能電池 分割成三塊來獲得所述太陽能電池。20. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中子組中的太陽能電池的數量與所述常規 太陽能面板中串聯耦合的基本上正方形形狀太陽能電池的數量相同。21. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池是矩形形狀。22. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池是雙面隧穿異質結太陽 能電池，所述雙面隧穿異質結太陽能電池包括： 基極層； 在所述基極層的兩個表面上沉積的第一和第二量子隧穿勢皇(QTB)層； 非晶硅發射極層；以及 非晶娃表面場層； 其中所述太陽能電池能夠從兩個表面吸收光。23. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池包括第一側上的第一金 屬柵格和第二側上的第二金屬柵格，其中所述第一金屬柵格包括位于所述第一側上的邊緣 處的第一邊緣母線，以及其中所述第二金屬柵格包括位于所述太陽能電池的所述第二側上 的相對邊緣處的第二邊緣母線。24. 根據權利要求23所述的太陽能面板，其中所述第一金屬柵格和所述第二金屬柵格 包括電鏈Cu層。25. 根據權利要求7所述的太陽能面板，其中子組中的兩個相鄰太陽能電池被安置為使 得一個太陽能電池的第一邊緣母線與另一個太陽能電池的第二母線直接接觸，從而便于所 述兩個相鄰太陽能電池之間的串聯連接以及消除其間未被覆蓋的空間。26. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中相應子組中的所述太陽能電池形成U形 串。27. 根據權利要求17所述的太陽能面板，其中所述相應子組中的所述太陽能電池物理 地親合。28. -種太陽能面板，包括： 多個太陽能電池，所述太陽能電池被布置成多個子組，每個子組包括布置成多個排的 若干太陽能電池； 其中相應子組中的太陽能電池電氣地串聯耦合； 其中太陽能電池的所述子組電氣地并聯耦合； 其中每個子組中的太陽能電池的數量足夠地大，使得所述太陽能面板的輸出電壓與常 規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板的所有基本上正方形形狀的太 陽能電池串聯親合； 其中相應太陽能電池包括第一側上的第一金屬柵格和第二側上的第二金屬柵格； 其中所述第一金屬柵格包括位于所述第一側上的邊緣處的第一邊緣母線；以及 其中所述第二金屬柵格包括位于所述太陽能電池的所述第二側上的相對邊緣處的第 二邊緣母線，所述第一金屬柵格和所述第二金屬柵格包括電鍍Cu層，其中所述第一金屬柵 格和所述第二金屬柵格包括電鍍Cu層。29. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中通過分割基本上正方形形狀的太陽能電 池來獲得子組中的相應太陽能電池。30. 根據權利要求29所述的太陽能面板，其中通過將基本上正方形形狀的太陽能電池 分割成三塊來獲得所述太陽能電池。31. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中子組中的太陽能電池的數量與所述常規 太陽能面板中串聯耦合的基本上正方形形狀太陽能電池的數量相同。32. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池是矩形形狀。33. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中相應太陽能電池是雙面隧穿異質結太陽 能電池，所述雙面隧穿異質結太陽能電池包括： 基極層； 在所述基極層的兩個表面上沉積的第一和第二量子隧穿勢皇(QTB)層； 非晶硅發射極層；以及 非晶娃表面場層； 其中所述太陽能電池能夠從兩個表面吸收光。34. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中子組中的所述太陽能電池被布置成多個 排；以及 其中電流方向在兩個相鄰排中是相反的。35. 根據權利要求34所述的太陽能面板，其中子組中的兩個相鄰太陽能電池被安置為 使得一個太陽能電池的第一邊緣母線與另一個太陽能電池的第二母線直接接觸，從而便于 所述兩個相鄰太陽能電池之間的串聯連接以及消除其間未被覆蓋的空間。36. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中相應子組中的所述太陽能電池形成U形 串。37. 根據權利要求28所述的太陽能面板，其中所述相應子組中的所述太陽能電池物理 地親合。38. -種太陽能面板裝置，包括： 多個太陽能電池裝置被布置成多個子組，每個子組包括若干太陽能電池； 其中相應子組中的太陽能電池裝置用于電氣地串聯耦合； 其中太陽能電池的所述子組用于電氣地并聯耦合； 其中每個子組中的太陽能電池裝置的數量足夠地大，使得太陽能面板產品的輸出電壓 與常規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板的所有基本上正方形形狀 的太陽能電池串聯耦合。39. -種太陽能電池裝置，包括： Si基極層裝置，用于生成載流子； 分別地在所述基極層裝置的第一和第二表面上沉積的第一和第二量子隧穿勢皇(QTB) 層裝置； 非晶硅發射極層裝置，用于收集載流子； 非晶硅表面場層裝置，用于減少少數載流子復合； 第一金屬柵格裝置，用于收集電流；以及 第二金屬柵格裝置，用于收集電流； 其中所述太陽能電池裝置是基本上正方形形狀的；以及 其中所述第一金屬柵格裝置和所述第二金屬柵格裝置各自包括由沒被金屬覆蓋的空 間彼此分離的多個柵格圖案，所述空間便于所述太陽能電池的后續分割。40. -種太陽能面板裝置，包括： 多個太陽能電池裝置，所述太陽能電池裝置被布置成多個子組，每個子組包括布置成 多個排的若干太陽能電池； 其中相應子組中的所述太陽能電池裝置電氣地串聯耦合； 其中電流方向在兩個相鄰排的太陽能電池裝置中是相反的； 其中太陽能電池裝置的所述子組電氣地并聯耦合； 其中每個子組中的太陽能電池裝置的數量足夠地大，使得所述太陽能面板裝置的輸出 電壓與常規太陽能面板裝置的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板裝置的所有基本 上正方形形狀的太陽能電池串聯耦合。41. 一種太陽能面板裝置，包括： 多個太陽能電池裝置，所述太陽能電池裝置被布置成多個子組，每個子組包括布置成 多個排的若干太陽能電池裝置； 其中相應子組中的所述太陽能電池裝置電氣地串聯耦合； 其中太陽能電池裝置的所述子組電氣地并聯耦合； 其中每個子組中的太陽能電池裝置的數量足夠地大，使得所述太陽能面板的輸出電壓 與常規太陽能面板的輸出電壓基本上相同，所述常規太陽能面板的所有基本上正方形形狀 的太陽能電池串聯耦合； 其中相應太陽能電池裝置包括第一側上的第一金屬柵格裝置和第二側上的第二金屬 柵格裝置； 其中所述第一金屬柵格裝置包括位于所述第一側上的邊緣處的第一邊緣母線裝置；以 及 其中所述第二金屬柵格裝置包括位于所述太陽能電池裝置的所述第二側上的相對邊 緣處的第二邊緣母線裝置，所述第一金屬柵格裝置和所述第二金屬柵格裝置包括電鍍Cu 層。42. -種用于制造太陽能面板的方法，包括： 獲得多個基本上正方形形狀的太陽能電池； 將每個基本上正方形形狀的太陽能電池分割成多個更小太陽能電池； 使多個更小電池電氣地串聯耦合以形成串； 使多個串電氣地并聯耦合；以及 在所述串上施加前側板蓋和后側板蓋。43. 根據權利要求42所述的方法，其中所述前側板蓋和所述后側板蓋都是透明的，從而 允許所述更小太陽能電池吸收來自所述太陽能面板的兩側的光。44. 根據權利要求42所述的方法，其中相應的基本上正方形形狀的太陽能電池包括第 一側上的第一金屬柵格和第二側上的第二金屬柵格，其中所述第一金屬柵格和所述第二金 屬柵格各自包括由沒有被金屬覆蓋的空間彼此分離的多個柵格圖案，從而便于所述基本上 正方形形狀的太陽能電池的后續分割。45. 根據權利要求42所述的方法，其中相應的更小太陽能電池包括第一側上的第一金 屬柵格和第二側上的第二金屬柵格，其中所述第一金屬柵格包括位于所述第一側上的邊緣 處的第一邊緣母線，以及其中所述第二金屬柵格包括位于所述更小太陽能電池的所述第二 側上的相對邊緣處的第二邊緣母線。46. 根據權利要求42所述的方法，其中使更小太陽能電池電氣地串聯耦合以形成串包 括以如下方式布置兩個相鄰的更小太陽能電池:一個更小太陽能電池的第一側上的第一邊 緣母線與另一個更小太陽能電池的第二側上的第二邊緣母線直接接觸，從而便于所述兩個 相鄰太陽能電池之間的串聯連接以及消除其間未被覆蓋的空間。47. 根據權利要求42所述的方法，其中將每個基本上正方形形狀的太陽能電池分割包 括:將所述基本上正方形形狀的太陽能電池分成m個更小的太陽能電池;并且 其中所述方法還包括:將所述面板中的所有更小太陽能電池布置成m個串，所述m個串 并聯耦合在一起。
【文檔編號】H01L31/05GK105917472SQ201580003511
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年1月9日
【發明人】楊振凱, P·P·阮, 王君俊, A·J·雷迪, 徐征
【申請人】光城公司