CN105405909B - Mwt太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MWT太阳能电池，涉及太阳能电池技术领域。本发明包括硅基体，硅基体的背面为铝背场，硅基体的正面为发射区和氮硅减反层，电池上贯穿有呈阵列排布的导电穿孔，过孔电极通过导电穿孔导引到铝背场上，铝背场上还设有与铝背场极性相同的呈阵列排布的电极，过孔电极的截面为工字型，过孔电极的下圆盘位于铝背场的下面，过孔电极的中轴与铝背场之间设有绝缘环，过孔电极的下圆盘与铝背场之间设有绝缘层。本发明通过减少过孔电极与硅基材的接触面积，增大铝背场钝化层的覆盖面积，从而增加了光线反射效果，从而提高电池的开压和电流以及电池的转化效率，并方便测试和组件的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体是一种MWT太阳能电池。
背景技术
金属穿导电池简称MWT（ Metallization Wrap Through）电池，是一种发射极接触电极和基极接触电极都位于电池背面的电池。在MWT电池结构中，位于电池受光面的发射极的接触电极由硅基体体内引导到电池背面，使表面发射极所收集的电流由电池的背面流出，发射极和基区的电极以圆点形式（Pad点)组成。MWT太阳电池与传统结构的太阳电池相比，具有以下优点：因为减少了主栅线的遮挡损失，增加了太阳电池的短路电流，具有更高的转换效率；MWT太阳电池的导出电极都在背面，所以组件制作时只在背面实现电池片间的连接，降低了电池到组件的电阻损耗，从而降低功率损耗。
MWT电池由于正负电极都位于电池的背面，所以电极的设计图案和传统太阳电池不一样，发射极和基区的电极非对称且以圆点形式交替分布。由于MWT电池的发射极接触电极在电池背面以银浆料的形式直接与硅基材接触，如图2所示，负电极圆点pad的半径一般为3mm，为保证与背面铝背场（正电极）的绝缘，一般需要保留宽度为2mm的环形区域，在这些接触电极下面和圆环内无法覆盖铝背场，破坏了铝背场在相应区域的钝化作用，从而影响电池效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种MWT太阳能电池，通过减少过孔电极与硅基材的接触面积，增大铝背场钝化层的覆盖面积，从而增加了光线反射效果，提高电池的开压和电流以及电池的转化效率，并方便测试和组件的焊接。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种MWT太阳能电池，包括硅基体，硅基体的背面为铝背场，硅基体的正面为发射区和氮硅减反层，电池上贯穿有呈阵列排布的导电穿孔，过孔电极通过导电穿孔导引到铝背场上，铝背场上还设有与铝背场极性相同的呈阵列排布的电极，过孔电极的截面为工字型，过孔电极的下圆盘位于铝背场的下面，过孔电极的中轴与铝背场之间设有绝缘环，过孔电极的下圆盘与铝背场之间设有绝缘层。
进一步的技术方案，过孔电极的中轴与铝背场之间的绝缘环宽度为2mm。
进一步的技术方案，绝缘层的边缘向四周延伸并超出过孔电极下圆盘的边缘，或与之平齐。
进一步的技术方案，过孔电极的中轴穿过铝背场的一段设有圆环凸台，绝缘环设于圆环凸台的外周，中轴与该圆环凸台为一体式。
进一步的技术方案，圆环凸台的直径为0.3-0.5mm。
进一步的技术方案，过孔电极的中轴穿过硅基体部分的直径为150-200μm。
进一步的技术方案，绝缘层的厚度为15-25μm，绝缘层超出过孔电极的边缘的宽度为1.5-2mm。
进一步的技术方案，绝缘层的材质为陶瓷材料。
进一步的技术方案，电池为P型MWT电池。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过减少过孔电极与硅基材的接触面积，增大铝背场钝化层的覆盖面积，增加了光线反射效果，从而提高电池的开压和电流，进而提高了电池的转化效率。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是现有技术中太阳能电池的结构示意图；
图中：1、氮硅减反层；2、发射区；3、硅基体；4、铝背场；5、绝缘层；6、中轴；7、过孔电极；8、圆环凸台；9、绝缘环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
MWT电池由于正负电极都位于电池的背面，其发射极的接触电极在电池背面以银浆料的形式直接与硅基材接触，这些接触电极下面无法覆盖铝背场破坏了铝背场在相应区域的钝化作用；同时由于需要将正负电极绝缘，目前正面电极导通到背面都以圆形pad组成，pad半径为3mm且与硅基体直接接触。为保证与背面铝浆料的绝缘一般需要保留宽度为2mm的环形裸硅区域，造成部分入射光线投射出去。
而且在P型MWT电池结构中，一般负极接触电极由呈N×N阵列排布的圆形接触点组成，而正极有呈（N+1）×（N-1）阵列排布的圆形接触点组成。本发明中采用的负电极为4×4共16个接触点，正电极为5×3共15个接触点为例进行详细说明。
具体技术方案如下：制备MWT电池结构硅片，使用P型晶硅片、制绒、磷扩、利用激光在硅片基体上制作导电穿孔用于将负极接触引导到背面，激光孔选用用4×4阵列排布，与硅基体直接接触的电极的半径由3mm改为0.5mm，铝背场与pad之间圆环宽度仍为2mm，在铝背场和环形区域的表面印刷绝缘浆料，半径为5mm。为不影响测试和组件的焊接，绝缘浆料表面的接触电极pad半径仍为3mm。该技术方案使用的绝缘浆料是液态的，可以通过丝网印刷工艺印刷在电池片上，在烧结后会牢固的附着在基材和铝背场的表面。
详细的技术方案如下：参见图1所示， MWT太阳能电池包括硅基体3，硅基体3的背面为铝背场4，硅基体3的正面为发射区和氮硅减反层1，电池上贯穿有呈阵列排布的导电穿孔，过孔电极7通过导电穿孔导引到铝背场4上，铝背场4上还设有与铝背场4极性相同的呈阵列排布的电极，其特征在于，过孔电极7的截面为工字型，过孔电极7的下圆盘位于铝背场4的下面，过孔电极的中轴6与铝背场4之间设有绝缘环9，过孔电极7的下圆盘与铝背场4之间设有绝缘层。
过孔电极7的中轴6与铝背场4之间的绝缘环9宽度为2mm。
绝缘层5的边缘向四周延伸并超出过孔电极7下圆盘的边缘，或与之平齐。
过孔电极7的中轴6穿过铝背场4的一段设有圆环凸台8，绝缘环9设于圆环凸台的外周，中轴6与该圆环凸台8为一体式。
圆环凸台8的直径为0.3-0.5mm。圆环凸台的作用是丝网印刷时保证有足够的银浆料在真空吸力的条件下能贯穿导电孔与正面栅线连接。
过孔电极7的中轴6穿过硅基体3部分的直径为150-200μm。
绝缘层5的厚度为15-25μm，绝缘层5超出过孔电极7的边缘的宽度为1.5-2mm。
绝缘层5的材质为材质为：绝缘材料采用丝网印刷的方式与MWT金属化工序同步完成，在700-800°高温烧结过程中会形成一种绝缘的陶瓷材料。
其中，电池为P型MWT电池。
以目前接触电极pad半径为3mm，铝背场和pad的圆环宽度为2mm为例：与硅基材直接接触的每个电极pad面积28.26mm2 ；采用本发明后，以与基材直接接触的pad半径为0.5mm，铝背场和pad的圆环宽度为2mm为例：与硅基材直接接触的每个电极pad面积0.785mm2。通过上面计算，改进后与硅基材直接接触的每个pad电极面积将减少5/6，这些区域都可以被铝背场覆盖增加电池的钝化性能，同时环形的裸硅区域被绝缘浆料覆盖增加了光线反射效果，从而提升电池的开压和电流，并方便测试和组件的焊接。
本发明是通过减少过孔电极与硅基材的接触面积，增大铝背场钝化层的覆盖面积，从而增加了光线反射效果，提高电池的开压和电流，进而提高了电池的转化效率。
Claims (8)
1.一种MWT太阳能电池，包括硅基体（3），硅基体（3）的背面为铝背场（4），硅基体（3）的正面为发射区（2）和氮硅减反层（1），电池上贯穿有呈阵列排布的导电穿孔，过孔电极（7）通过导电穿孔导引到铝背场（4）上，铝背场（4）上还设有与铝背场（4）极性相同的呈阵列排布的电极，其特征在于，过孔电极（7）的截面为工字型，过孔电极（7）的下圆盘位于铝背场（4）的下面，过孔电极的中轴（6）与铝背场（4）之间设有绝缘环（9），过孔电极（7）的下圆盘与铝背场（4）之间设有绝缘层；
过孔电极（7）的中轴（6）穿过铝背场（4）的一段设有圆环凸台（8），绝缘环（9）设于圆环凸台（8）的外周，中轴（6）与该圆环凸台（8）为一体式。
2.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，过孔电极（7）的中轴（6）与铝背场（4）之间的绝缘环（9）的宽度为2mm。
3.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，绝缘层（5）的边缘向四周延伸并超出过孔电极（7）下圆盘的边缘，或与之平齐。
4.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，圆环凸台（8）的直径为0.3-0.5mm。
5.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，过孔电极（7）的中轴（6）穿过硅基体（3）部分的直径为150-200μm。
6.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，绝缘层（5）的厚度为15-25μm，绝缘层（5）超出过孔电极（7）的边缘的宽度为1.5-2mm。
7.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，绝缘层（5）的材质为陶瓷材料。
8.根据权利要求1所述的MWT太阳能电池，其特征在于，电池为P型MWT电池。
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