[发明专利]一种具有透明电极晶体硅光伏电池的组串连接结构

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种具有透明电极晶体硅光伏电池的组串连接 结构。

背景技术

自1954年第一块太阳能电池在贝尔实验室诞生以来，晶体硅太阳能电池得到了广泛的应 用，转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场 总额的80％以上，组件的产线转换效率目前已突破20％，全球年新增装机容量约50GW且增 速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为 一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。

晶硅组件是光伏发电的核心终端单元，其转换效率与成本将极大影响光伏电站的经济收 益。在电池片的转换效率逐渐逼近理论极限的情况下，想进一步通过提高电池片的转换效率来 提高组件的转换效率显得愈发困难。主要原因包括：第一，电池片的金属电极及电池片之间串 联的焊带会造成光遮挡，使这部分面积无法产生功率输出；第二，金属电极及组串焊带会产生 电阻，这些都会以内阻的形式消耗一部分功率；第三，电池片在加工处理及后期的运行过程中 会由于各种原因产生微裂纹，这些微裂纹影响电流的正常传输。

为了解决上述问题，无主栅电池及其连接技术应运而生，并得到愈来愈广泛的应用，如 Day4Energy公司的DNA(后更名为SmartWire)技术、Schmid公司的MultiBusbar技术等。 这些技术由于栅线可以做的更细，银栅线与铜线的接触点多达几千个，所以组件的遮光面积与 内阻相比于传统组件大幅减小。但该技术进一步提升组件性能的空间愈来愈小，需要协同新的 电池技术才有可能实现。

发明内容

本发明的目的是提供了一种具有透明电极晶体硅光伏电池的组串连接结构，构成光伏组件 的电池片正面和/或背面电极采用透明导电膜-金属复合电极，该电池组串能够在叠片的基础上 增加了组件的可发电面积，从而提高组件的功率输出。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有透明电极晶体硅光伏电池的组串连接结构，包括至少两个电池片，电池片的正面 电极为透明导电膜-金属复合电极，背面电极为透明导电膜-金属复合电极或背面金属电极；相 邻的电池片以正、背面电极通过Z型的细金属导线连接，实现相邻电池片的正、背面串联。

所述的透明导电膜-金属复合电极包括：透明导电膜和局部接触金属电极；局部接触金属 电极以规则图案方式排布在晶体硅片表面的减反射膜/钝化膜上，且局部接触金属电极穿透减 反射膜/钝化膜与晶体硅片形成局部欧姆接触；所述的透明导电膜设置在减反射膜/钝化膜及局 部接触金属电极之上，并将局部接触金属电极连接成为复合电极的导电组合体。

所述的透明导电膜-金属复合电极包括：设置在晶体硅片上的局部重掺杂区和设置在减反 射膜/钝化膜上的透明导电膜，减反射膜/钝化膜设置在晶体硅片和局部重掺杂区上；所述的局 部重掺杂区按照规则图案布置在晶体硅片的正面或背面，所述的局部重掺杂区与对应位置的透 明导电膜直接接触，透明导电膜将局部重掺杂区连接成为复合电极的导电组合体。

所述的规则图案为一维、二维几何图形或一维与二维几何图形的组合；其中，一维几何图 案的线宽为20～500um，数量为5～100根，线长为2～156mm；二维几何图案的尺寸为20～ 2000um，相邻两个图形中心距为0.5～10mm；其中，一维几何图形选自：线段、虚线段或弧 线；二维几何图形选自：圆形、椭圆形、纺锤形、环形、多边形、多角形或扇形。

所述的透明导电膜-金属复合电极包括：透明导电膜和掺杂晶硅层，透明导电膜设置在掺 杂晶硅层之上，掺杂晶硅层设置在隧穿层之上，隧穿层设置在硅基体之上。

所述的隧穿层为氧化硅、二氧化铪、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅的一种或多种薄膜的叠层， 隧穿层的厚度为1～10nm。

所述的透明导电膜上还设置有金属电极，细金属导线与金属电极或背面金属电极进行连 接。