太陽能電池組的製作方法
2024-01-28 15:49:15
專利名稱：太陽能電池組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能電池組。
背景技術：
太陽能電池是利用半導體材料的光生伏特原理製成的。根據半導體光電轉換材料種類不同，太陽能電池可以分為矽基太陽能電池(請參見太陽能電池及多晶矽的生產，材料與冶金學報，張明傑等，vol6，p33-38 (2007))、砷化鎵太陽能電池、有機薄膜太陽能電池等。目前，太陽能電池以矽基太陽能電池為主。現有技術中的矽基太陽能電池包括:一背電極、一 P型娃層、一 N型娃層和一上電極。所述P型娃層米用多晶娃或單晶娃製成。所述背電極設置於所述P型矽層的一表面。所述N型矽層形成於所述P型矽層的另一表面。所述上電極設置於所述N型矽層的表面。所述太陽能電池中P型矽層和N型矽層形成P-N結區。當該太陽能電池在工作時，光從上電極一側直接入射至所述上電極，並經過所述上電極和所述N型矽層到達所述P-N結區，所述P-N結區在光子激發下產生多個電子-空穴對(載流子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離並分別向所述背電極和上電極移動。在所述太陽能電池的背電極與上電極兩端接上外電路中的負載。然而，上述結構中所述光子需要通過所述上電極和所述N型矽層之後才到達所述P-N結區，使得一部分入射光線被所述上電極和N型矽層吸收，使所述P-N結區對光的吸收率較低，進而減少了 P-N結區激發出的載流子的量，降低了太陽能電池的光電轉換效率。
發明內容
有鑑於此，確有必要提供一種具有較高光電轉換效率的太陽能電池組。一種太陽能電池組，包括至少兩個電池單元，該每個電池單元包括:並排且接觸設置的一第一電極層、一 P型半導體層、一 N型半導體層及一第二電極層，該P型半導體層與該N型半導體層接觸並形成一 P-N結區，所述第一電極層和第二電極層分開設置於所述P-N結區外側，其中，所述至少兩個電池單元的上述各層沿一直線連續堆疊設置成一排，設定所述直線的延伸方向為第一方向，垂直於所述第一方向為第二方向，所述太陽能電池組中每個電池單元具有一受光端面，且每個電池單元的受光端面均平行於所述第一方向，任意兩個相鄰的電池單元中相對設置的半導體層的類型相同。一種太陽能電池組，包括至少兩個電池單元，該每個電池單元包括:並排且接觸設置的一第一半導體層及一第二半導體層，該第一半導體層與該第二半導體層接觸並形成一P-N結區，其中，所述至少兩個電池單元沿一直線連續堆疊設置成一排，任意兩個相鄰的電池單元中相對設置的半導體層的類型相同，相鄰的電池單元之間均設置有一電極層。一種太陽能電池組，包括多個電池單元，每個電池單元包括:並排且接觸設置的一P型導體層及一 N型半導體層，該P型半導體層與該第二半導體層接觸並形成一 P-N結區，其中，所述多個電池單元沿一直線連續堆疊設置成一排，所述多個P-N結區並聯連接，相鄰的電池單元之間均設置有一電極層。相較於現有技術，所述太陽能電池組工作時，外界光可直接入射至所述受光端面，由於該受光端面沒有被電極覆蓋，使得光子不必先經過電極、N型矽層後才到達P-N結區，從而減少了電極和N型矽層對光的吸收，提高了 P-N結區的光吸收率，相應地，使得P-N結區可激發出更多的電子-空穴對，提高了整個太陽能電池的光電轉換效率。此外，所述太陽能電池組中多個電池單元相互並聯設置，由於總內阻變小，即向外界能提供的電流變大，從而進一步提聞整個太陽能電池組的光電轉換效率。
圖1為本發明第一實施例提供的太陽能電池組的俯視圖。圖2為圖1所示太陽能電池組的沿I1-1I的剖視圖。圖3為本發明第二實施例提供的太陽能電池組的俯視圖。圖4為圖3所示太陽能電池組的沿IV-1V的剖視圖。圖5為本發明第三實施例提供的太陽能電池組的俯視圖。主要元件符號說明
權利要求
1.一種太陽能電池組，包括至少兩個電池單元，該每個電池單元包括:並排且接觸設置的一第一電極層、一 P型半導體層、一 N型半導體層及一第二電極層，該P型半導體層與該N型半導體層接觸並形成一 P-N結區，所述第一電極層和第二電極層分開設置於所述P-N結區外側，其特徵在於，所述至少兩個電池單元的上述各層沿一直線連續堆疊設置成一排，設定所述直線的延伸方向為第一方向，垂直於所述第一方向為第二方向，所述太陽能電池組中每個電池單元具有一受光端面，且每個電池單元的受光端面均平行於所述第一方向，任意兩個相鄰的電池單元中相對設置的半導體層的類型相同。
2.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述至少兩個電池單元的相鄰兩個電池單元之間並聯連接。
3.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述第二方向垂直於光的入射方向，所述至少兩個電池單元在所述第二方向上相互錯開設置。
4.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述第二方向平行於光的入射方向，所述至少兩個電池單元在所述第二方向上相互錯開設置。
5.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述P型半導體層具有相對的一第一側面和一第二側面，所述N型半導體層具有相對的一第三側面和一第四側面，所述P型半導體層的第二側面與所述N型半導體層的第三側面接觸設置，該第一電極層設置在該P型半導體層的第一側面，並與該P型半導體層電接觸，該第二電極層設置在該N型半導體層的第四側面，並與該N型半導體層電接觸，該P型半導體層進一步具有一與所述第一側面和第二側面相連的第一表面，該N型半導體層進一步具有一與所述第三側面和第四側面相連的第二表面，所述第一表面及第二表面共同構成所述受光端面。
6.如權利要求5所述的太陽能電池組，其特徵在於，該第一電極層或第二電極層的材料為金屬、合金、碳納米管、導電聚`合物、石墨或氧化銦錫。
7.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述受光端面進一步覆蓋有一厚度小於150納米的減反射層，所述減反射層的材料為氮化矽或二氧化矽。
8.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述P-N結區通過所述受光端面暴露出所述P型半導體層和所述N型半導體層。
9.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述每個電池單元從受光端面到與該受光端面相對的另一端面之間的距離為50微米 300微米。
10.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述太陽能電池組包括多個電池單元連續設置。
11.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述至少兩個電池單元的第η個電池單元的第二電極層與相鄰的第η-1電池單元的第二電極層相互接觸，且在所述第二方向上所述第η個電池單元與所述第η-1電池單元相互錯開設置，該第η個電池單元的第一電極層與相鄰的第η+1電池單元的第一電極層相互接觸且在所述第二方向上所述第η個電池單元與所述第η+1電池單元相互錯開設置，所述η為大於I的自然數。
12.如權利要求1所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述多個電池單元中第偶數個電池單元以第一直線為對稱軸對稱，所述第奇數個電池單元以第二直線為對稱軸對稱，所述第一直線與第二直線均平行於所述第一方向且相互間隔。
13.一種太陽能電池組，包括至少兩個電池單元，該每個電池單元包括:並排且接觸設置的一第一半導體層及一第二半導體層，該第一半導體層與該第二半導體層接觸並形成一 P-N結區，其特徵在於，所述至少兩個電池單元沿一直線連續堆疊設置成一排，任意兩個相鄰的電池單元中相對設置的半導體層的類型相同，相鄰的電池單元之間均設置有一電極層。
14.如權利要求13所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述相鄰的電池單元在垂直於所述直線的方向上交錯設置。
15.如權利要求13所述的太陽能電池組，其特徵在於，所述太陽能電池組中相同類型的半導體層通過外接導體實現電連接。
16.一種太陽能電池組，包括多個電池單元，每個電池單元包括:並排且層疊設置的一P型導體層及一 N型半導體層，該P型半導體層與N型半導體層接觸並形成一 P-N結區，其特徵在於，所述多個電池單元沿一直線連續堆疊設置成一排，所述多個P-N結區並聯連接，相鄰的電池單元之間均 設置有一電極層。
全文摘要
本發明涉及一種太陽能電池組，其包括至少兩個電池單元，該每個電池單元包括並排且接觸設置的一第一電極層、一P型矽層、一N型矽層及一第二電極層，該P型矽層與該N型矽層接觸並形成一P-N結區，所述第一電極層和第二電極層分開設置於所述P-N結區外側，其中，所述至少兩個電池單元的上述各層沿一直線連續設置成一排構成一整體結構，設定所述直線的延伸方向為第一方向，垂直於所述第一方向為第二方向，每個電池單元具有一受光端面且每個電池單元的受光端面均平行於所述第一方向，所述至少兩個電池單元的相鄰兩個電池單元的相同的電極層在所述第一方向上並排接觸設置。
文檔編號H01L31/0687GK103165718SQ20111040859
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者金元浩, 李群慶, 範守善 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(深圳)有限公司