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CN102292824B - 太阳能电池 - Google Patents

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CN102292824B CN2009801552143A CN200980155214A CN102292824B CN 102292824 B CN102292824 B CN 102292824B CN 2009801552143 A CN2009801552143 A CN 2009801552143A CN 200980155214 A CN200980155214 A CN 200980155214A CN 102292824 B CN102292824 B CN 102292824B
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Abstract

一种太阳能电池包括：被构造为具有多个通孔和第一导电类型的基板；位于所述基板中并被构造为具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的射极层；电连接到所述射极层的多个第一电极；通过所述多个通孔电连接到所述第一电极的多个集流器；以及电连接到所述基板的多个第二电极。所述多个通孔包括具有不同角度的至少两个通孔。

Description

太阳能电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池。
背景技术
近年来，由于认为现有能源(如石油和煤)会被耗尽，因此对于代替现有能源的另选能源越来越感兴趣。在这些另选能源中，构造了太阳能电池以从太阳能产生电能，并且太阳能电池受到广泛关注，因为太阳能很容易获取并且不会引起环境污染。
典型的太阳能电池包括：由具有诸如p型或n型的不同导电类型的半导体形成的基板和射极层、以及连接到基板和射极层的电极。这里，在基板和射极层之间的界面处形成PN结。
当光入射在太阳能电池上时，从半导体产生多个电子-空穴对。通过光伏效应将产生的电子-空穴对分离成电子和空穴(即，电荷)。电子和空穴朝向n型半导体和p型半导体(例如，射极层和基板)移动，并且由电连接到基板和射极层的电极来收集。利用电线将电极相互连接，由此获得电力。
这里，一个或多个集流器，例如连接到与射极层和基板相连接的电极的汇流条，设置在射极层和基板上。集流器用于将由相应电极收集到的电荷通过相邻的集流器移动到外部负载。
在这种情况下，集流器不仅设置在光照射不到的基板上，而且设置在形成在光照射的表面(即，光接收表面)上的射极层上。因此，由于集流器减少了光在基板上的入射区域，故而太阳能电池的效率降低。
为了减少由于在基板的光接收表面上设置集流器而导致的太阳能电池效率的降低，开发了金属卷绕贯穿(MWT)太阳能电池等，其中，穿过通孔而连接到射极层的集流器设置在基板的背面，设置在光接收表面的相反侧。
发明内容
技术问题
实施方式提供一种太阳能电池，其能够减少太阳能电池的故障。
实施方式提供一种太阳能电池，其能够提高太阳能电池的运行效率。
解决问题的方案
根据本发明一方面，一种太阳能电池可以包括：被构造为具有多个通孔和第一导电类型的基板；位于所述基板中并被构造为具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的射极层；电连接到所述射极层的多个第一电极；通过所述多个通孔电连接到所述第一电极的多个集流器；以及电连接到所述基板的多个第二电极，其中，所述多个通孔包括具有不同角度的至少两个通孔。
所述至少两个角度可以根据通孔的形成位置而不同。
所述至少两个通孔可以具有不同的水平截面形状。
随着角度增加，所述通孔的水平截面形状可以接近于圆形。
所述至少两个通孔可以具有不同的截面积。
随着所述通孔的角度减小，截面积的尺寸可以增大。
所述多个通孔可以包括具有相同角度的至少两个通孔。
所述至少两个通孔可以位于同一行中。
所述至少两个通孔可以位于同一列中。
所述至少两个通孔与具有最大角度的通孔的距离可以相同。
所述不同角度中的每一个可以与所述基板成大约45°到90°。
根据本发明的一个方面，一种形成太阳能电池的方法包括以下步骤：在第一导电类型的基板中形成多个通孔；在所述基板中形成射极层，该射极层是与所述第一导电类型相反的第二导电类型；形成电连接到所述射极层的多个第一电极；形成通过所述多个通孔电连接到所述第一电极的多个集流器；并且形成电连接到所述基板的多个第二电极，其中，将所述多个通孔形成为至少两个通孔具有不同的角度。
本发明的有利效果
根据上述方面，减少了太阳能电池的故障，并且提高了太阳能电池的运行效率。
附图说明
从结合附图所给出的对优选实施方式的以下描述，本发明的上述和其他目的和特征将显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的太阳能电池的局部立体图；
图2是沿图1中的线II-II截取的太阳能电池的截面图；
图3是示出根据本发明的实施方式的基板中形成的通孔的图；
图4包括的多个图示出了根据本发明实施方式的激光束的照射位置的示例、以及通孔的角度和水平截面形状与基板移动方向的关系的示例；
图5包括的多个图示出了根据本发明实施方式的通孔的角度和水平截面形状与通孔形成装置的初始位置的关系的示例；
图6的图示出了根据本发明实施方式在采用两个通孔形成装置形成多个通孔的情况下通孔的角度和水平截面形状与基板位置的关系；和
图7包括的多个图示出了根据本发明实施方式的通孔中存在的正面电极的集流器的量值根据通孔角度的变化。
具体实施方式
此后，为了使得本领域的技术人员能够实施本发明，将参考附图详细地描述本发明的实施方式。本领域的技术人员应该意识到，下列实施方式可以通过不同的方式加以修改，并且本发明不应仅限于这些实施方式。贯穿整个附图尽可能地采用相同的附图标记表示相同或类似的组件。
在附图中，为清楚表示多个层和区域，放大了层的厚度。在整个说明书中，用相同的附图标记表示相同的组件。当将诸如层、膜、区域或板的任何组件称为位于另一组件之上时，这表示该组件直接位于所述另一组件上，或者也可以存在至少一个中间组件地位于所述另一组件上方。另外，如果将任何组件称为直接位于另一组件之上时，这表示在这两个组件之间不存在中间组件。在说明书中，当将任何组件称为“完全”形成在另一组件上时，这表示该组件并不是不仅形成在所述另一组件的整个表面上，而在该表面的边缘部分上。
下面将参考附图描述根据本发明的实施方式的太阳能电池。首先，将参考附图1至7详细描述根据本发明的实施方式的太阳能电池。
图1是根据本发明的实施方式的太阳能电池的局部立体图。图2是沿图1中的线II-II截取的太阳能电池的截面图。图3是示出根据本发明的实施方式的基板中形成的通孔的图。图4包括的多个图示出了根据本发明实施方式的激光束的照射位置的示例、以及通孔的角度和水平截面形状与基板移动方向的关系的示例。图5的a到e的图示出了根据本发明实施方式的通孔的角度和水平截面形状与通孔形成装置的初始位置的关系的示例。图6的图示出了根据本发明实施方式在采用两个通孔形成装置形成多个通孔的情况下通孔的角度和水平截面形状与基板位置的关系。图7包括的多个图示出了根据本发明实施方式的通孔中存在的正面电极的集流器的量值根据通孔角度的变化。
参照图1，根据本发明的实施方式的太阳能电池包括：其中形成有多个通孔181的基板110；位于基板110中的射极层120；位于基板110的有光入射的表面(此后称为“正面”)上的射极层120上的防反射层130；位于基板110正面上的射极层120上的没有设置防反射层130的位置的多个第一电极140(此后称为“正面电极”)；位于基板110的没有光线入射的且与正面相对的表面(此后称为“背面”)上的第二电极(此后称为“背面电极”)150；用于正面电极140的多个集流器161(此后称为“正面电极集流器”)；用于背面电极150并与背面电极150电连接的多个集流器162(此后称为“背面电极集流器”)；以及位于背面电极150与基板110之间的背面场(BSF)单元(或层)170。这里，正面电极集流器161与背面电极150隔开，各个正面电极集流器161设置在通孔181以及邻近通孔181的射极层120中，并且连接到正面电极140。
基板110是由具有第一导电类型(例如，p导电型)的硅形成的半导体基板。这里，硅可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅。如果基板110具有p导电型，则基板110可以包括诸如硼(B)、镓(Ga)或铟(In)的III族元素的杂质。但是，基板110可以是n导电型的且可以由其他半导体材料而不是硅制成。如果基板110具有n导电型，则基板110可以包括诸如磷(P)、砷(As)或锑(Sb)的V族元素的杂质。
基板110具有穿透其中的多个通孔181并且具有进行了粗糙化的表面，因此具有粗糙表面(即，不均匀的表面)。多个通孔181形成在基板110中，更具体来说，形成在多个正面电极140和正面电极集流器161相互交叉的各个部分。
在本实施方式中，当沿着与通孔181的中心轴垂直的方向切开通孔181时各个通孔181的纵向截面形状是圆形的，但是不局限于此。例如，通孔181的纵向截面形状可以具有各种形状，例如椭圆形或多边形。
根据通孔181形成的位置，通孔181可以与基板110的表面具有不同的角度。也就是说，多个通孔181包括在与基板110表面基本垂直的方向上形成的至少一个通孔181、以及相对于基板110表面有所倾斜的多个通孔181。因此，存在具有不同角度的至少两个通孔181，但是也存在根据其位置具有相同角度的通孔181。这里，通孔181相对基板110表面的倾斜角度和倾斜方向根据通孔181在基板110中的形成位置而变化。
进一步地，当平行于基板110的表面切开通孔181时的通孔181的水平截面形状根据该通孔181的角度而不同。因此，通孔181截面积也根据通孔181的角度而不同。因此，具有相同角度的通孔181具有大致相似的水平截面形状。在本实施方式中，由于通孔181的水平截面形状为圆形，所以通孔181的角度越大，该通孔181的水平截面形状越接近于圆形。因此，该通孔181的截面积减小。相反地，通孔181的角度越小，该通孔181的水平截面形状为宽度逐渐变宽的椭圆形。因此，该通孔181的截面积增加。
在本实施方式中，通孔181的角度范围为大约45°至90°。具有最大角度的通孔181与具有最小角度的通孔181之间的角度差异在大约45°的范围以内。在本实施方式中，如上面所描述的，角度指的是由通孔181与基板110表面所形成的角度。倾斜角度指的是通孔181相对于基板110表面倾斜形成的锐角。
在本实施方式中，通孔181相对于基板110的倾斜角度可以是相对于基板110的没有进行粗糙化的表面的倾斜角度，但是不局限于此。
射极层120是具有与基板110的导电类型相反的第二导电类型(例如，n导电类型)的杂质区，并且用于与半导体基板110一起形成PN结。
由于PN结而产生的内置电位差将由于光入射在基板110上而产生的电子-空穴对(即，电荷)分离成电子和空穴。由此，电子向n型半导体移动，而空穴向p型半导体移动。相应地，当基板110是p导电类型而射极层120是n导电类型时，分离出的空穴向基板110移动，而分离出的电子向射极层120移动。因此，在基板110中空穴成为主要载流子，而在射极层120中电子成为主要载流子。
射极层120与基板110一起形成PN结。由此，不同于本实施方式，在基板110是n导电类型的情况下，射极层120是p导电类型。在这种情况下，分离出的电子向基板110移动，而分离出的空穴向射极层120移动。
在射极层120是n导电类型的情况下，可以通过对基板110掺杂诸如磷(P)、砷(As)或锑(Sb)的V族元素的杂质来形成射极层120。相反地，在射极层120是p导电类型的情况下，可以通过对基板110掺杂诸如硼(B)、镓(Ga)或铟(In)的III族元素的杂质来形成射极层120。
由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等制成的防反射层130形成在基板110正面上的射极层120上。防反射层130作用在于减少入射在太阳能电池1上的光的反射率并增加对入射光的特定波长范围(或波长带)的选择性，从而提高太阳能电池1的效率。防反射层130的厚度可以在从大约70nm至大约80nm的范围。在某些实施方式中，防反射层130也可以位于通孔181的侧壁上。如有需要，可以省略防射极层130。
虽然图1未示出，但是，为了实现基板110的边缘隔离，防反射层130和位于其下的射极层120具有暴露区(未示出)，该暴露区暴露基板110的正面的角部的多个部分。
多个正面电极140位于形成在基板110正面上的射极层120上，并电连接到射极层120。所述多个正面电极140彼此间隔开地在预定的方向上延伸，并且覆盖位于其下的通孔181。
正面电极140收集向射极层120移动的电荷(例如，电子)，并将这些电荷传输到通过通孔181与其电连接的正面电极集流器161。正面电极140由至少一种导电材料制成。导电材料例如可以包括从包括镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)及其组合的组中选择的至少一种，但是也可以使用其他导电材料制成。
正面电极集流器161位于基板110背面上。如图1和2所示，正面电极集流器(也称为汇流条)在与位于基板110正面上的正面电极140交叉的方向上延伸。
正面电极集流器161也由至少一种导电金属材料制成。正面电极集流器161被构造为与正面电极140交叉，并通过通孔181电连接到正面电极140。由于正面电极集流器161电连接到正面电极140，所以正面电极集流器161将从正面电极140接收到的电荷输出到外部设备。
正面电极集流器161的导电材料例如可以包括从包括镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)及其组合的组中选择的至少一种，但是也可以使用其他导电材料制成。在本实施方式中，虽然将正面电极集流器161例示为包括与正面电极140相同的金属材料，但是正面电极集流器161可以包括与正面电极140不同的金属材料。
背面电极150位于基板110的背面上，并电连接到基板110。背面电极150与相邻的正面电极集流器161隔离。背面电极150用于收集向基板110移动的电荷(例如，空穴)。
背面电极150由至少一种导电材料制成。导电材料例如可以包括从包括镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)及其组合的组中选择的至少一种，但是也可以使用其他导电材料制成。
在背面电极150和各个正面电极集流器161之间形成有多个暴露部分182。因此，背面电极150、正面电极集流器161和下方的射极层120包括暴露基板110背面的多个部分的多个暴露部分182。所述多个暴露部分182主要形成在正面电极集流器161附近。因此，各个暴露部分182断开了用于移动并收集电子或空穴的正面电极集流器161与用于收集空穴或电子的背面电极150之间的电连接，因此使得电子和空穴能够顺利移动。
背面电极集流器162以电连接到背面电极150的方式设置。背面电极集流器162由导电材料制成。导电材料例如可以包括从包括镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)及其组合的组中选择的至少一种，但是也可以使用其他导电材料制成。
多个背面电极集流器162以均匀的间隔设置。各个背面电极集流器162包括多个圆形焊盘(pad)，但是可以包括诸如椭圆形或正方形的不同形状的焊盘。另选地，背面电极集流器162可以具有在与正面电极集流器161平行的方向上延伸的条纹形状。
背面电极集流器162将从其电连接到的背面电极150处接收到的电荷(例如，空穴)输出到外部设备。
在本实施方式中，正面电极集流器161与背面电极集流器162各自的数量可以是2或更多，但是如有需要，这是可以变化的。
BSF单元170位于背面电极150和基板110之间。BSF单元170是按比基板110的浓度高的浓度掺杂了与基板110相同导电类型的杂质的区域(例如，n+区域)。
由基板110和BSF单元170之间的杂质浓度的差异而形成势垒，因此阻碍电子向基板110背面迁移。因此，可以减少或者防止电子和空穴由于在基板110表面附近的电子和空穴的重组而被重组。
在如上所建构的太阳能电池1中，如上所描述的，形成于基板110中的多个通孔181形成在基板110中的正面电极140与正面电极集流器161交叉的部分。
如上所描述的，根据通孔181形成的位置，通孔181与基板110表面形成不同的角度。这里，角度θ的大小和倾斜方向根据通孔181形成的位置而变化。
如图3所示，假设将基板纵向宽度和横向宽度等分地划分为总共9个虚拟区域，形成在位于基板中央的虚拟区域A1中的各个通孔181相对于基板110表面的角度θ为大约90°。但是，随着与虚拟区域A1的距离的增加(也就是说，越靠近基板110的边缘)，通孔181的角度θ逐渐减小。在本实施方式中，通孔181的角度θ可以在大约45°至90°的范围。
如上所描述的，由于通孔181的角度θ最小为大约45°并且最大为大约90°，所以虚拟区域A1到A9各自的平均角度在大约45°至90°的范围内。在本实施方式中，虚拟区域A1到A9各自的平均角度在大约50°至85°的范围内。
进一步地，通孔181相对于基板110的倾斜方向朝向位于基板110中央的虚拟区域A1。也就是说，通孔181的倾斜方向朝向形成在基板110中央的虚拟区域A1中的通孔181中的具有最大角度θ的通孔181(即，具有大约90°的角度θ的通孔181)、或者当不存在具有大约90°的角度θ的通孔181时具有最接近大约90°的角度θ的通孔181。
当如图4的a至d所示地在基板110中形成有多个通孔181时，形成在基板110中的通孔181的角度、水平截面形状、截面积等根据基板110与激光束照射装置20的位置关系、基板110或激光束照射装置的照射(操作)方向等而变化。在本实施方式中，例示了通孔形成装置的示例是激光束照射装置20，但是不局限于此。
例如，如图4的a至d所示，可以在移动基板110和激光束照射装置20二者的同时形成多个通孔181。
在图4中，正面电极集流器161的数量为3，并且如上所述，所述多个通孔181主要形成在正面电极140与正面电极集流器161相交的点上。因此，如图4所示，通孔181沿着各个正面电极集流器161形成。通孔181的数量和正面电极集流器161的数量可以改变。在某些实施方式中，正面电极集流器161的数量可以是2个或4个或更多个。
图4的a和b示出了在基板在箭头“A”或“B”方向(近似于X轴方向)上移动并且激光束照射装置20在上下移动的同时照射激光束的情况下形成在基板110中的通孔181。如图4的a和b所示，形成在同一行中的通孔181具有大致相同的角度，而形成在不同行中的通孔181具有不同的角度。往基板110下侧[图4的a]或基板110上侧[图4的b]，通孔181的角度减小，因此各个通孔181的水平截面积增加。也就是说，往基板110的上侧[图4的a]或下侧[图4的b]，通孔181的水平截面形状变得接近于圆形(此时，角度为大约90°)。
图4的c和d示出了在基板在箭头“C”或“D”方向(近似于Y轴方向)上移动并且激光束照射装置20在左右移动的同时照射激光束的情况下形成在基板110中的通孔181。如图4的c和d所示，形成在同一列中的通孔181具有大致相同的角度，而形成在不同列中的通孔181具有不同的角度。因此，往基板110左侧，通孔181的角度减小，并且因此，往基板110的右侧，各个通孔181的水平截面形状变得接近于圆形。
在如上所描述的在基板110和激光束照射装置20二者都在预定的方向上移动的同时形成多个通孔181的情况下，通孔181根据其位置而具有变化的角度，并且因此，各个通孔181的水平截面形状和截面积也会发生变化。而且，根据基板移动的方向和激光束照射装置20照射激光束的方向，会形成两个或更多个具有相同角度的通孔181。特别地，根据通孔181的设置形状(例如，在基板110的行方向和列方向上按矩阵形式设置预定数量的通孔181的情况下)，存在由具有相同角度的通孔181构成的行或列。
因此，各个通孔181的角度(以及水平截面形状和截面积)根据激光束照射装置20与基板110之间的照射距离而发生变化，根据基板110的位置而变化。随着照射距离变长，通孔181的角度减小，由具有不同照射距离的激光束形成的通孔181具有不同的角度(以及不同的水平截面形状和截面积)。由具有相同照射距离的激光束形成的通孔181具有大致相同的角度(以及相同的水平截面形状和截面积)。
而且，除了如图4的a至d所示的激光束照射装置20照射激光束的方向以及基板110移动的方向以外，激光束照射装置20可以在其他多种方向上照射激光束，并且基板110可以在其他多种方向上移动。即使在这种情况下，各个通孔181的角度、水平截面形状与截面积也会根据激光束的照射距离而发生变化。
在某些实施方式中，不同于图4所示的示例，如图5所示，可以在固定基板110以后，在仅仅改变激光束照射装置20照射激光束的位置的同时，在基板110中形成多个通孔181。
图5的a至e是示出根据本发明实施方式的通孔的角度和水平截面形状与通孔形成装置的初始位置的关系的示例的图。
为了形成通孔181，将基板110置于对应于激光束照射装置20的初始位置，并且在改变激光束照射装置20照射激光束的方向的同时在相应位置形成通孔181。在本实施方式中，激光束照射装置20的与基板110移动到初始位置时的基板110相对应的位置称为激光束照射装置20的初始位置。因此，激光束照射装置20在改变初始位置的激光束的照射方向的同时形成通孔181。
图5中的a示出了激光束照射装置20的初始位置刚好在(或接近于)基板中央的示例。图5中的b示出了激光束照射装置20的初始位置在基板左上角的示例。图5中的c示出了激光束照射装置20的初始位置在基板右上角的示例。图5中的d示出了激光束照射装置20的初始位置在基板左下角的示例。图5中的e示出了激光束照射装置20的初始位置在基板右下角的示例。
如图5中a至e所示，随着激光束照射装置20与基板110的角度(即，激光束的照射角)变得远离具有大约90°角度的初始位置(即，随着激光束照射装置20的照射距离变长)，激光束的照射角将变小。因此，如图5中a至e所示，通孔181具有越小的角度和越大的截面积。也就是说，当通孔181的纵向截面形状是圆形时，随着激光束照射装置20从初始位置的照射距离越短，通孔181的水平截面形状变得越接近于圆形，并且因此通孔181的截面积减小。
这里，如图5中a至e所示，通孔181的倾斜方向在激光束的照射方向上呈放射状。因此，多个倾斜通孔181朝向具有最大角度的通孔181。也就是说，多个倾斜通孔181朝向激光束照射装置20的初始位置。
如上面参考图4所描述的，在图5中，形成在基板110中的各个通孔181的水平截面形状、截面积和角度根据激光束的照射距离而变化，根据基板110的位置而变化。因此，在距离初始位置相同的照射距离处形成的通孔181具有相同的角度，而在距离初始位置不同的照射距离处形成的通孔181具有不同的角度。因此，与具有最大角度的通孔181距离相同的位置处形成的各个通孔181的角度(以及水平截面形状和截面积)是相同的。
图4和图5示出采用单个通孔形成装置20在基板110的相应位置形成通孔181的示例。但是，在一些实施方式中，可以采用两个或更多个通孔形成装置来形成多个通孔181。
例如，如图6所示，可以采用两个通孔形成装置21和22形成多个通孔181。在这种情况下，由不同的通孔形成装置21和22形成通孔181可以具有相同的角度，并且因此可以具有相同的水平截面形状和截面积。也就是说，各自具有角度的通孔181的数量可以至少等于通孔形成装置的数量。
而且，从图4到6可以看出，倾斜的通孔181朝向具有最大角度的通孔181，这是因为通孔181的倾斜方向与激光束的照射方向相关。
下面，参考图7来描述通孔181的角度θ、位于通孔181中的正面电极集流器161的量、和取决于正面电极集流器161的量的正面电极集流器161与正面电极140之间的连接关系。
图7中的a是示出在通孔角度为大约90°时位于通孔中的正面电极集流器的量的图。图7中的b是示出在通孔角度为大约45°时位于通孔中的正面电极集流器的量的图。图7中的c是在通孔角度为大约30°时位于通孔中的正面电极集流器的量的示意图。
如图7中a所示，当通孔181的角度θ为大约90°时，那么正面电极集流器161完全填充在通孔181中。也就是说，从导电材料引入通孔181(例如，图7中基板110的底面)的方向到基板的顶面，完全填充用于形成正面电极集流器161的导电材料，并且因此正面电极集流器161完全填充在通孔181中。因此，很容易实现存在于通孔181中的正面电极集流器161与存在于通孔181上的正面电极之间的接触。
如图7中b所示，当通孔181的角度θ为大约45°时，正面电极集流器161仅仅填充通孔181的大约一半。也就是说，从基板110的底面向基板的顶面填充用于形成正面电极集流器161的导电材料，但是，由于通孔181的倾斜，导电材料不能到达通孔181的整个顶面，并且仅仅填充通孔181的部分顶面。因此，存在于通孔181的部分顶面上的正面电极集流器161与存在于通孔181上的正面电极140相接触。
进一步地，如图7中c所示，当通孔181的角度θ是小于45°的大约30°时，正面电极集流器161填充到通孔181的中部。也就是说，从基板110的底面向其顶面填充用于形成正面电极集流器161的导电材料，但是，由于通孔181的倾斜表面阻碍了导电材料的引入，故而导电材料不能到达通孔181的顶面。因此，由于存在于部分通孔181中的正面电极集流器161不能与存在于通孔181上的正面电极140相接触，所以正面电极140和正面电极集流器161不能通过通孔181而相互电连接。
如上面所描述的，随着正面电极集流器161(即，存在于通孔181内的连接部件)的量的增加，穿过通孔181的层间连接更容易实现。
在本实施方式中，通孔181的角度范围为大约45°到90°。因此，便于实现正面电极140(即，上层)与正面电极集流器161(即，下层)之间的电连接。因此，能够减少由于正面电极140与正面电极集流器161之间的不完全连接而导致的太阳能电池1的故障率。
根据本实施方式的如上所建构的太阳能电池1是金属卷绕贯穿(MWT)太阳能电池，其中，正面电极集流器161位于基板110的没有光入射的背面上，并且正面电极集流器161与位于基板110正面上的正面电极140使用多个通孔181而相互连接。以下描述太阳能电池1的操作。
当光照射在太阳能电池1上并且穿过防反射层130和射极层120入射在半导体基板110上时，由于光能而在半导体基板110中产生电子-空穴对。这里，由于基板110的表面经历过粗糙化处理，因此光从基板110正面的反射率减少，并且通过在粗糙表面上的入射和反射操作而将光局限在太阳能电池1中。因此，增加了光吸收率，从而提高了太阳能电池1的效率。此外，由于防反射层130减少了入射在基板110上的光的反射损失，因此进一步增加了入射在基板110上的光的量。
基板110与射极层120的PN结使得电子-空穴对相互分离。所分离出的电子向n导电型的射极层120移动，所分离出的空穴向p导电型的基板110移动。如上所述的向射极层120移动的电子被正面电极140收集，然后向通过通孔181电连接到正面电极140的正面电极集流器161移动。向基板110移动的空穴穿过相邻的BSF单元170由相应的背面电极150收集，然后向背面电极集流器162移动。
如上所述，由于各个通孔181的角度范围是大约45°到90°，因此正面电极140与位于通孔181中的正面电极集流器161之间的连接是可靠的。因此，减少了太阳能电池1的故障率，提高了太阳能电池1的运行效率。
当通过电线将正面电极集流器161和背面电极集流器162互连时，使得电流流动，并且在外部使用该电流作为电力。
根据相关的形成太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：在第一导电类型的基板中形成多个通孔；在基板中形成射极层，该射极层是与第一导电类型相反的第二导电类型；形成电连接到射极层的多个第一电极；形成通过所述多个通孔电连接到第一电极的多个集流器；以及形成电连接到基板的多个第二电极，其中，将所述多个通孔形成为使得至少两个通孔具有不同的角度。
根据本发明的实施方式，很安全地实现第一电极和正面电极集流器之间通过通孔的连接。因此能够减少了太阳能电池的故障率并提高太阳能电池的运行效率。
虽然已经结合本发明的示例性实施方式示出并且描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以按各种方式对本发明进行变化和修改，而不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种太阳能电池，该太阳能电池包括：
被构造为具有多个通孔和第一导电类型的基板；
位于所述基板中并被构造为具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的射极层；
电连接到所述射极层的多个第一电极；
通过所述多个通孔电连接到所述第一电极的多个集流器；以及
电连接到所述基板的多个第二电极，
其中，所述多个通孔包括具有不同角度的至少两个通孔。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述至少两个角度根据所述基板的形成了所述通孔的位置而不同。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述至少两个通孔具有不同的水平截面形状。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其中，随着通孔的角度增加，该通孔的水平截面形状更接近于圆形。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述至少两个通孔具有不同的截面积。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中，随着通孔的角度减小，所述截面积的尺寸增大。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述多个通孔包括具有相同角度的至少两个通孔。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述至少两个通孔位于同一行中。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述至少两个通孔位于同一列中。
10.根据权利要求7所述的太阳能电池，其中，所述至少两个通孔在所述基板中的位置到具有最大角度的通孔的距离是相同的。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其中，所述最大角度为与所述基板成90°。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述不同角度中的每一个为与所述基板成45°到90°。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中：
所述多个第一电极与所述多个集流器位于所述基板的相反表面上。
14.一种形成太阳能电池的方法，该方法包括以下步骤：
在第一导电类型的基板中形成多个通孔；
在所述基板中形成射极层，该射极层是与所述第一导电类型相反的第二导电类型；
形成电连接到所述射极层的多个第一电极；
形成通过所述多个通孔电连接到所述第一电极的多个集流器；以及
形成电连接到所述基板的多个第二电极，
其中，将所述多个通孔形成为使得至少两个通孔具有不同的角度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少两个角度根据所述基板的形成了所述通孔的位置而不同。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述多个通孔形成为使得至少两个通孔具有相同的角度。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，使用至少一个激光器来形成所述多个通孔。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述多个通孔形成为使得所述不同角度中的每一个为与所述基板成45°到90°。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述多个第一电极与所述多个集流器形成在所述基板的相反表面上。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009022318A1 (de) * 2009-05-22 2010-12-23 Schott Solar Ag Verfahren zur Herstellung eines photovoltaischen Moduls
EP2485263A1 (en) * 2009-09-28 2012-08-08 Kyocera Corporation Solar cell element and method of manufacture thereof
TWI405344B (zh) * 2010-04-01 2013-08-11 Motech Ind Inc 太陽能電池結構
WO2012085943A2 (en) * 2010-12-21 2012-06-28 Indian Institute Of Technology, Bombay A solar cell having three dimensional junctions and a method of forming the same
KR20120091629A (ko) * 2011-02-09 2012-08-20 엘지전자 주식회사 태양전지
US9153713B2 (en) 2011-04-02 2015-10-06 Csi Cells Co., Ltd Solar cell modules and methods of manufacturing the same
US8916410B2 (en) 2011-05-27 2014-12-23 Csi Cells Co., Ltd Methods of manufacturing light to current converter devices
CN102646728B (zh) * 2012-05-02 2015-11-11 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种背接触硅太阳能电池片的背面电极结构及其制备方法
CN102683496B (zh) * 2012-05-27 2014-10-15 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种n型双面背接触太阳能电池的制备方法
CN103618029A (zh) * 2013-11-25 2014-03-05 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种背钝化mwt光伏电池的制造方法
JP6414550B2 (ja) * 2014-02-06 2018-10-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法
US10090420B2 (en) * 2016-01-22 2018-10-02 Solar Junction Corporation Via etch method for back contact multijunction solar cells
US9680035B1 (en) 2016-05-27 2017-06-13 Solar Junction Corporation Surface mount solar cell with integrated coverglass
CN113921622B (zh) * 2021-09-30 2024-04-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 电池片基板、光伏电池、光伏电池组件及其组装方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384317B1 (en) * 1997-05-30 2002-05-07 Imec Vzw Solar cell and process of manufacturing the same
CN1860618A (zh) * 2003-06-30 2006-11-08 日出能源公司 薄硅晶片上的发射体绕通背面接触太阳能电池
CN1938819A (zh) * 2004-02-05 2007-03-28 日出能源公司 背－触点太阳能电池及制备方法
CN101051656A (zh) * 2006-04-06 2007-10-10 三星Sdi株式会社 太阳能电池

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63211773A (ja) 1987-02-27 1988-09-02 Mitsubishi Electric Corp 化合物半導体太陽電池
JPH06246470A (ja) * 1993-03-02 1994-09-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd 高速レーザ加工装置
JP3789803B2 (ja) 2001-01-30 2006-06-28 日本特殊陶業株式会社 配線基板およびその製造方法
JP2003060219A (ja) * 2001-06-04 2003-02-28 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜太陽電池とその製造方法
KR20030060219A (ko) 2002-01-07 2003-07-16 삼성전자주식회사 식별 기호가 후면에 형성된 웨이퍼 및 이를 이용한 반도체장치
JP2004095669A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Toyota Motor Corp 光電変換素子
US7649141B2 (en) * 2003-06-30 2010-01-19 Advent Solar, Inc. Emitter wrap-through back contact solar cells on thin silicon wafers
DE102005040871A1 (de) * 2005-04-16 2006-10-19 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Rückkontaktierte Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
KR101135496B1 (ko) * 2006-01-03 2012-04-13 삼성에스디아이 주식회사 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법
US7804175B2 (en) * 2007-01-31 2010-09-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Semiconductor structures including conductive vias continuously extending therethrough and methods of making the same
US20080185038A1 (en) 2007-02-02 2008-08-07 Emcore Corporation Inverted metamorphic solar cell with via for backside contacts
JP5285880B2 (ja) 2007-08-31 2013-09-11 シャープ株式会社 光電変換素子、光電変換素子接続体および光電変換モジュール
JP4902472B2 (ja) * 2007-09-18 2012-03-21 三洋電機株式会社 太陽電池及び太陽電池モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384317B1 (en) * 1997-05-30 2002-05-07 Imec Vzw Solar cell and process of manufacturing the same
CN1860618A (zh) * 2003-06-30 2006-11-08 日出能源公司 薄硅晶片上的发射体绕通背面接触太阳能电池
CN1938819A (zh) * 2004-02-05 2007-03-28 日出能源公司 背－触点太阳能电池及制备方法
CN101051656A (zh) * 2006-04-06 2007-10-10 三星Sdi株式会社 太阳能电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2003-60219A 2003.02.28

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012527115A (ja) 2012-11-01
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JP5833542B2 (ja) 2015-12-16
KR101108474B1 (ko) 2012-01-31
US8999740B2 (en) 2015-04-07

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