防止有害的太阳能电池极化制造技术

在一个实施例中，通过提供从太阳能电池（200B）的正面向晶片（203）的本体泄放电荷的导电通路来防止有害的太阳能电池极化或者使之最小。例如，导电通路可以包括介质钝化层（202B）中图案化的孔、导电抗反射涂层或在抗反射涂层的顶部或底部表面上所形成的导电材料层。也可以通过偏置太阳能电池组件在太阳能电池的正面上的区来防止有害的太阳能电池极化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及太阳能电池，更具体地但不排他地涉及太阳能电池结构、组件、制造和现场安装。
技术介绍
太阳能电池是众所周知的用于将太阳辐射转换成电能的设备。所述太阳能电池可以利用半导体处理工艺在半导体晶片上制造。一般来说，太阳能电池可以通过在硅衬底上形成P型区和η型区来制造。每一相邻的P型区和η型区都形成ρ-η结。照射在太阳能电池上的太阳辐射生成迁移到P型和η型区的电子和空穴。由此产生跨ρ-η结的电压差。在背面接触太阳能电池中，P型和η型区耦合到在太阳能电池背面上的金属接触，以便允许外部电路或设备耦合到太阳能电池和由太阳能电池供电。背面接触太阳能电池也在美国专利No. 5，053, 083和No. 4，927，770中予以公开，两者全文在此通过引用被纳入。若干太阳能电池可以连接在一起以形成太阳能电池阵列。太阳能电池阵列可以封装成太阳能电池组件。该组件包括允许太阳能电池阵列经受环境条件和用于现场的保护层。如果没采取预防措施，太阳能电池在现场可能被高度极化，造成减小的输出功率。在这里公开了用于防止有害的太阳能电池极化的技术。
技术实现思路
在一个实施例中，通过提供从太阳能电池的正面到晶片的本体(bulk)泄放电荷的导电通路来防止有害的太阳能电池极化或者使之最小。例如，导电通路可以包括介质钝化层中的图案化的孔、导电抗反射涂层或在抗反射涂层的顶部或底部表面上所形成的导电材料层。也可以通过偏置太阳能电池组件在太阳能电池的正面上的区来防止有害的太阳能电池极化。基于阅读本公开的整体，对具有本领域普通技术的人员来说，本专利技术的这些和其他特征将是显而易见的，本公开的整体包括附图和权利要求书。附图说明图I表示可利用本专利技术实施例的实例太阳能电池组件的分解图。图2示意地表示图I的太阳能电池组件的截面。图3A和图3B表示专利技术人认为造成太阳能电池极化的机制的模型。图4A、图4B、图5A、图5B、图5C、图和图6示意地表示出按照本专利技术的实施例的太阳能电池的截面。图7A示意地表示按照本专利技术的实施例的太阳能电池组件。图7B和7C示意地表示按照本专利技术的实施例的太阳能系统。在不同的附图中相同参考标号的使用表明相同或相似的部件。除非另加注解，否则附图不必按比例绘制。具体实施例方式在本公开中，为提供对本专利技术实施例的彻底了解，提供了许多具体细节，诸如装 置、部件和方法。然而，本领域普通技术人员会认识到，本专利技术在没有一个或多个这些具体细节的情况下也能得以实施。在其他情形下，为避免使本专利技术的各方面晦涩，未示出或者描述众所周知的细节。现在参照图1，示出了可利用本专利技术实施例的实例太阳能电池组件100的分解图。这样的太阳能电池组件也在共同转让的于2003年8月I日所提交的美国申请No. 10/633，188中被公开。然而要注意到，本专利技术的实施例对其他太阳能电池组件也是适用的。在图I的例子中，该太阳能电池组件100包括透明罩104、封装物103 (即103_1、103-2)、包含互连的太阳能电池200的太阳能电池阵列110以及背板102。由于该太阳能电池组件100典型地在固定应用中得以使用，例如在屋顶上或者为发电站所使用，所以它是所谓的“陆上太阳能电池组件”。因此，该太阳能电池组件100装有面向太阳的透明罩104。在一个实施例中，透明罩104包括玻璃。太阳能电池200的正面通过透明罩104朝向太阳。封装物103横向连接并结合太阳能电池200、罩104以及背板102以形成保护封装。在一个实施例中，封装物103包含乙烯-醋酸乙烯共聚物(poly-ethyl-vinyl acetate, “EVA”)。太阳能电池200的背面面向附到封装物103-1上的背板102。在一个实施例中，背板 102 包含出自 Madico 公司的 Tedlar/聚酯(Polyester)/EVA (“TPE”)。在 TPE 中，Tedlar是保护免遭环境影响的最外层，聚酯提供额外的电绝缘，EVA是促进对封装物103-1的附着力的非横向连接薄层。用作背板102的TPE的替代物包括例如Tedlar/聚酯/Tedlar(TPT)0图2示意地表示出太阳能电池组件100的截面。为理解容易，图2已用范例材料注释。然而要注意到，在无损本专利技术的优点的情况下也可以采用其他材料。为了本公开的目的，太阳能电池的正面包含在晶片203的正面上(即从钝化层202向罩104)的材料、部件以及特征，而太阳能电池的背面包含在晶片203的背面上(即从掺杂区204向背板102)的材料、部件以及特征。太阳能电池200的正面上的材料被配置用以在正常工作期间面向太阳。太阳能电池200的正面上的材料就本性或厚度而言是透明的，以便允许太阳辐射射过。在图2的例子中，晶片203包括带有η型正面扩散区207的η型硅晶片。正面扩散区207已示意地用虚线分开以表明它处于晶片203的娃之中。介质钝化层(dielectricpassivation layer) 202在图2的例子中包含二氧化娃,该介质钝化层202在晶片203的正面上形成。抗反射涂层(anti-reflective coating, “ARC”)201在介质钝化层202的顶部形成。在一个实施例中，抗反射涂层201包含通过等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)所形成的厚度约为400埃的氮化硅。在一个实施例中，钝化层202包含所形成的厚度约为200埃的二氧化硅。钝化层202可以通过高温氧化直接在晶片203的顶部表面上生长。在图2的例子中，用作太阳能电池200的电荷收集结的P型掺杂(“P+”)和η型掺杂(“Ν+”)区204在晶片203中形成。在无损本专利技术的优点的情况下，P型和η型掺杂区204也可以在晶片203外部形成，例如在晶片203背面上所形成的层之中。金属接触206在太阳能电池200的背面上形成，其中每个金属接触206都耦合到相应的P型或η型掺杂的收集区。氧化物层205被图案化(pattern)以允许金属接触206连接到掺杂区204。典型地，金属接触206连接到太阳能电池阵列110中的其他太阳能电池200的金属接触。金属接触206允许外部电路或设备从太阳能电池组件100接收电流。太阳能电池200是背面接触太阳能电池，因为所有到其收集区的电连接都在其背面形成。如在图2中所示，太阳能电池200通过背板102、封装物103以及罩104保护。构架(frame)211包围太阳能电池200和其保护层。在某些状况下，基本上可以降低太阳能电池组件100的输出功率产生能力。由于太阳能电池组件100可以例如通过在有利的电流流通方向上用高电压偏置太阳能电池组件100而恢复回到其原始状况，所以输出功率的所述减少是可逆的。专利技术人认为，这种输出功率减少是由于在电荷如箭头212所示从太阳能电池200的正面向构架211泄漏时，太阳能电池200被极化。在一个例子中，正电荷载流子从太阳能电池200的正面泄漏，由此让抗反射涂层201的表面带负电。在抗反射涂层201的表面上的负电荷吸引带正电的光生空穴(positively chargedlight generated hole),所述带正电的光生空穴中的一些同η型硅晶片203中的电子重组合，而不是在掺杂收集区处被收集。因为太阳能电池200具有η型正面扩散区，所以当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池能量系统，包括：太阳能电池组件阵列，包括多个太阳能电池，所述多个太阳能电池串联连接，使得串联的第一节点处在正电位，而串联的相对的第二节点处在相对于第一节点的负电位，所述多个太阳能电池中的每一个太阳能电池具有掺杂的n型正面扩散区和掺杂的n型正面扩散区上的电介质；太阳能电池组件阵列中的太阳能电池组件的构架；逆变器，其配置为将太阳能电池组件阵列产生的直流转换成要被提供到电网的交流；其中串联的第一节点和构架接地以降低太阳能电池和构架之间的正电位。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·M·斯万森，D·德瑟斯特，V·德塞，D·H·罗斯，D·D·史密斯，N·卡米纳，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：