晶体硅系太阳能电池及其制造方法、以及太阳能电池模块技术

太阳能电池(100)具备：本征硅系薄膜(21)、导电型硅系薄膜(31)、受光面透明电极层(41)及受光面金属电极(71)，它们依次设置于晶体硅基板(1)的第一主表面上；本征硅系薄膜(22)、导电型硅系薄膜(32)、背面透明电极层(42)、及背面金属电极(72)，它们依次设置于晶体硅基板(1)的第二主表面上。晶体硅基板(1)在第一主表面及第二主表面具有纹理。受光面金属电极(71)及背面金属电极(72)均被设置成图案状。背面透明电极层(42)未设置于第二主表面的周缘。在第二主表面的周缘，与背面透明电极层(42)分离地设置有端部平坦化金属层(75)。

Crystalline Silicon Solar Cells and Their Manufacturing Methods, and Solar Cell Modules

Solar cells (100) have: intrinsic silicon thin films (21), conductive silicon thin films (31), transparent electrodes (41) and metal electrodes (71), which are arranged on the first main surface of crystal silicon substrate (1) in turn; intrinsic silicon thin films (22), conductive silicon thin films (32), transparent electrodes on the back (42), and gold on the back. The metal electrodes (72) are arranged on the second main surface of the crystal silicon substrate (1) in turn. The crystal silicon substrate (1) has textures on the first main surface and the second main surface. The light receiving metal electrode (71) and the back metal electrode (72) are arranged in a pattern. The back transparent electrode layer (42) is not arranged at the periphery of the second main surface. At the periphery of the second main surface, an end flattened metal layer (75) is separated from the back transparent electrode layer (42).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶体硅系太阳能电池及其制造方法、以及太阳能电池模块
本专利技术涉及在晶体硅基板表面具有异质结的晶体硅系太阳能电池及其制造方法。并且，本专利技术涉及太阳能电池模块。
技术介绍
作为转换效率最高的晶体硅系太阳能电池之一，实际应用了在单晶硅基板上具备导电型硅系薄膜的异质结太阳能电池。在异质结太阳能电池中，在受光面及背面设置有透明电极层，通过设置于透明电极层之上的金属电极，将光载流子引出到外部。金属电极通过导电膏等的印刷、电镀等而形成。电镀能够容易较厚地形成金属电极，因此能够期待基于金属电极的低电阻化的特性提高、生产性提高、及低成本化。在专利文献1中公开了一种通过电镀在受光面侧设置有图案状的金属电极的异质结太阳能电池。在专利文献2中公开了一种通过电镀在背面侧的整个面设置有金属电极的异质结太阳能电池。专利文献1：WO2015/064634号国际公开小册子专利文献2：WO2015/166780号国际公开小册子在专利文献2中记载了如下内容：在太阳能电池的背面的整个面设置金属电极，由此能够使射入到单元的光中、未被硅基板吸收而透射的光被背面侧的金属电极反射而再次利用。另一方面，在将多个太阳能电池(单元)通过布线部件电连接的太阳能电池模块中，从背面向单元射入的光的引入也有助于发电量的提高。在太阳能电池模块中，使射入到邻接配置的单元间的间隙(一般为2～4mm左右)的光被设置于单元的背面侧的背板等反射，并从单元的受光面或者背面射入，由此能够提高模块的发电量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在进行了模块化后，射入到单元间的光的引入效率优异的晶体硅系太阳能电池。本专利技术的太阳能电池是在晶体硅基板的第一主表面上依次具备第一本征硅系薄膜、第一导电型硅系薄膜、受光面透明电极层、及受光面金属电极，在晶体硅基板的第二主表面上依次具备第二本征硅系薄膜、第二导电型硅系薄膜、背面透明电极层、及背面金属电极的晶体硅系太阳能电池。第一导电型硅系薄膜与第二导电型硅系薄膜具有不同的导电型，一个为p型，另一个为n型。在晶体硅基板的第一主表面及第二主表面设置有纹理。受光面金属电极及上述背面金属电极均被设置成图案状。也可以在背面透明电极层与背面金属电极之间设置背面金属晶种。也可以在受光面透明电极层与受光面金属电极之间设置受光面金属晶种。背面透明电极层未设置于第二主表面的周缘。为了不在第二主表面的周缘设置背面电极层，例如，在通过掩模覆盖了第二主表面的周缘的状态下，对背面透明电极层进行成膜即可。优选受光面透明电极层设置于第一主表面的整个面、且以也环绕至侧面及第二主表面的周缘的方式形成。在受光面透明电极层以环绕至第二主表面的周缘的方式形成的情况下，优选在受光面透明电极向背面侧的环绕部上设置有端部平坦化金属层。图案状的受光面金属电极及背面金属电极例如能够使用抗蚀剂来形成。以在抗蚀剂图案的开口下侧露出的导电层(透明电极层或金属晶种层)为起点通过电镀使金属析出，由此能够形成图案状的金属电极层。也可以通过电镀，将受光面透明电极与背面电极同时形成。本专利技术的太阳能电池在背面侧的周缘具备端部平坦化金属层。端部平坦化金属层与背面透明电极分离设置。利用端部平坦化金属，能够使射入到单元间的间隙之后，被背板等反射并到达太阳能电池的背面的光向规定方向反射而高效地引入到太阳能电池内。端部平坦化金属层例如通过电镀形成。在受光面金属电极通过电镀形成的情况下，优选端部平坦化金属层与受光面金属电极同时通过电镀形成，两者由同一材料构成。进一步，本专利技术涉及具备上述晶体硅系太阳能电池的太阳能电池模块。本专利技术的太阳能电池模块在受光面保护材料与背面保护材料之间具备多个太阳能电池电连接而成的太阳能电池串。背面保护材料优选使用具有光反射性的材料。通过在太阳能电池的背面侧的周缘设置端部平坦化金属层，从而照射到太阳能电池间的间隙的光的反射光被从背面有效地引入到太阳能电池内。因此，能够提高模块发电量。附图说明图1是一个实施方式的晶体硅系太阳能电池的示意性剖视图。图2是一个实施方式的晶体硅系太阳能电池的俯视图。图3是一个实施方式所涉及的太阳能电池模块的俯视图。图4A是图3的A-A线的剖视图。图4B是图3的B-B线的剖视图。图5A是表示被背面保护材料反射并到达太阳能电池的背面的周缘区域的光的反射的状况的示意图。图5B是表示被背面保护材料反射并到达太阳能电池的背面的周缘区域的光的反射的状况的示意图。图6A是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6B是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6C是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6D是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6E是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6F是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6G是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6H是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6I是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图6J是表示太阳能电池的制造过程的示意性剖视图。图7是一个实施方式的晶体硅系太阳能电池的示意性剖视图。图8是一个实施方式的晶体硅系太阳能电池的示意性剖视图。图9是一个实施方式的晶体硅系太阳能电池的示意性剖视图。具体实施方式图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的晶体硅系太阳能电池100的示意性剖视图。图2是晶体硅系太阳能电池100的背面侧的俯视图。晶体硅系太阳能电池100是所谓的异质结太阳能电池，在晶体硅基板10的第一主表面上具备第一本征硅系薄膜21、第一导电型硅系薄膜31、受光面透明电极层41、及受光面金属电极71，在晶体硅基板10的第二主表面上具备第二本征硅系薄膜22、第二导电型硅系薄膜32、背面透明电极层42、及背面金属电极72。该晶体硅系太阳能电池100的第一主表面侧(图1的上侧)为受光面，第二主表面侧(图1的下侧)为背面。晶体硅基板10具有n型或p型的导电型。在将空穴与电子进行比较的情况下，有效质量及散射截面较小的电子的移动程度通常更大，因此优选使用n型单晶硅基板作为晶体硅基板10。晶体硅基板10在第一主表面及第二主表面的表面具有纹理结构。通过在硅基板的表面设置纹理，能够降低在表面的光反射，从而能够增大引入到硅基板内的光量。纹理的凹凸高度优选为0.5～10μm左右。作为受光面的第一本征硅系薄膜21、及背面的第二本征硅系薄膜22，优选使用由硅和氢构成的i型氢化非晶硅。通过在晶体硅基板10的表面设置本征硅系薄膜，能够抑制杂质向晶体硅基板扩散且能够有效地进行表面钝化。在第一本征硅系薄膜21上设置第一导电型硅系薄膜31，在第二本征硅系薄膜22上设置第二导电型硅系薄膜32。第一导电型硅系薄膜31与第二导电型硅系薄膜32具有不同的导电型，一个为p型，另一个为n型。在受光面侧的异质结为反向结的情况下，提高了光生载流子的回收效率。因此，在晶体硅基板10为n型的情况下，优选受光面侧的第一导电型硅系薄膜31为p型，背面侧的第二导电型硅系薄膜32为n型。在第一导电型硅系薄膜31上设置受光面透明电极层41，在第二导电型硅系薄膜32上设置背面透明电极层42。受光面透明电极层41既可以设置于第一主表面的整个面，也可以不设置于第一主表面的周缘。如图1所示，受光面透明电极层41可以形成为设置于第一主表面的整个面，且也环绕至侧面及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体硅系太阳能电池，其具备：晶体硅基板，其具有第一主表面、第二主表面及侧面；第一本征硅系薄膜、第一导电型硅系薄膜、受光面透明电极层、及受光面金属电极，它们依次设置于所述晶体硅基板的第一主表面上；以及第二本征硅系薄膜、第二导电型硅系薄膜、背面透明电极层、及背面金属电极，它们依次设置于所述晶体硅基板的第二主表面上，所述第二导电型硅系薄膜具有与所述第一导电型硅系薄膜不同的导电型，其中，所述晶体硅基板在第一主表面及第二主表面具有纹理，所述受光面金属电极及所述背面金属电极均被设置成图案状，所述背面透明电极层未设置于第二主表面的周缘，在第二主表面的周缘，与所述背面透明电极层分离地设置有端部平坦化金属层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.13 JP 2016-0801951.一种晶体硅系太阳能电池，其具备：晶体硅基板，其具有第一主表面、第二主表面及侧面；第一本征硅系薄膜、第一导电型硅系薄膜、受光面透明电极层、及受光面金属电极，它们依次设置于所述晶体硅基板的第一主表面上；以及第二本征硅系薄膜、第二导电型硅系薄膜、背面透明电极层、及背面金属电极，它们依次设置于所述晶体硅基板的第二主表面上，所述第二导电型硅系薄膜具有与所述第一导电型硅系薄膜不同的导电型，其中，所述晶体硅基板在第一主表面及第二主表面具有纹理，所述受光面金属电极及所述背面金属电极均被设置成图案状，所述背面透明电极层未设置于第二主表面的周缘，在第二主表面的周缘，与所述背面透明电极层分离地设置有端部平坦化金属层。2.根据权利要求1所述的晶体硅系太阳能电池，其中，在所述背面透明电极层与所述背面金属电极之间设置有背面金属晶种。3.根据权利要求1或2所述的晶体硅系太阳能电池，其中，所述端部平坦化金属层由与所述受光面金属电极相同的材料构成。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的晶体硅系太阳能电池，其中，在所述受光面透明电极层与所述受光面金属电极之间设置有受光面金属晶种。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的晶体硅系太阳能电池，其中，所述受光面透明电极层设置于第一主表面的整个面、且以也环绕至侧面及第二主表面的周缘的方式形成，所述背面透明电极层与以环绕至第二主表面的周缘的方式形成的受光面透明电极层分离。6.根据权利要求5所述的晶体硅系太阳能电池，其中，在以环绕至第二主表面的周缘的方式形成的所述受光面透明电极层上设置有所述端部平坦化金属层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立大辅，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：日本,JP