電極結(jié)構(gòu)與使用電極結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種背接觸電極式太陽(yáng)能電池，特別是具有可降低電性屏蔽效應(yīng)的電極結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]在結(jié)合N型基板的背接觸電極式太陽(yáng)能電池操作中，藉由P極擴(kuò)散區(qū)收集少數(shù)載子(電洞)，再透過(guò)P極導(dǎo)電電極將所收集到的少數(shù)載子傳導(dǎo)至正端子，藉由N極擴(kuò)散區(qū)域收集多數(shù)載子(電子)，再透過(guò)N極導(dǎo)電電極將所收集到的多數(shù)載子傳導(dǎo)至負(fù)端子。然而，在N型基板的N極擴(kuò)散區(qū)域收集多數(shù)載子時(shí)，此區(qū)域的高參雜以及多數(shù)載子(電子)的聚集使得少數(shù)載子(電洞)在N極擴(kuò)散區(qū)域更容易發(fā)生復(fù)合而無(wú)法轉(zhuǎn)換為電流，此效應(yīng)稱(chēng)為電性屏蔽效應(yīng)(electrical shading effect) 0電性屏蔽效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率的降低，因此如何降低電性遮蔽效應(yīng)是目前需要解決的問(wèn)題之一。一般的做法為盡量降低N極擴(kuò)散區(qū)域的面積比例，然而降低N極擴(kuò)散區(qū)域的面積比例又會(huì)影響多數(shù)載子(電子)的傳導(dǎo)阻值，僅能在兩者效應(yīng)間盡量做到優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0003]圖1顯示傳統(tǒng)的背接觸電極式太陽(yáng)能電池的平面圖。如圖1所示，傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池10主要包含N極擴(kuò)散區(qū)101、P極擴(kuò)散區(qū)102、N極接觸點(diǎn)103、P極接觸點(diǎn)104、N極導(dǎo)電電極105與P極導(dǎo)電電極106。N極擴(kuò)散區(qū)域101為梳狀排列，而P極擴(kuò)散區(qū)域102則環(huán)繞于N極擴(kuò)散區(qū)域101。N極導(dǎo)電電極105僅迭設(shè)于N極擴(kuò)散區(qū)域101上，P極導(dǎo)電電極106僅迭設(shè)于P極擴(kuò)散區(qū)域102上。另外，N極導(dǎo)電電極105進(jìn)一步包含復(fù)數(shù)個(gè)N極指狀電極1052與N極匯流電極1054迭設(shè)于N極擴(kuò)散區(qū)域101上，P極導(dǎo)電電極106進(jìn)一步包含復(fù)數(shù)P極指狀電極1062與P極匯流電極1064迭設(shè)于P極擴(kuò)散區(qū)域102上。透過(guò)N極接觸點(diǎn)103讓N極擴(kuò)散區(qū)域101可以與N極導(dǎo)電電極105電性接觸，透過(guò)P極接觸點(diǎn)104讓P極擴(kuò)散區(qū)域102可以與P極導(dǎo)電電極106電性接觸。
[0004]由圖1可以看出N極擴(kuò)散區(qū)域101為電性遮蔽效應(yīng)的發(fā)生區(qū)域，特別是N極匯流電極1054下方的N極擴(kuò)散區(qū)域相對(duì)較大的面積產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換效率的影響更為顯著。另外P極匯流電極1064下方的大面積P極擴(kuò)散區(qū)域也不利于多數(shù)載子(電子)在這個(gè)區(qū)域的傳導(dǎo)，導(dǎo)致串聯(lián)電阻的增加也進(jìn)一步損傷了電池片的轉(zhuǎn)換效率。可見(jiàn)如何改善N極與P極匯流電極下方擴(kuò)散區(qū)域的不利影響，有其價(jià)值與必要性。
[0005]圖2A、圖2B與圖2C分別顯示傳統(tǒng)廠商為解決電性遮蔽效應(yīng)所設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2A所示，在此太陽(yáng)能電池20A中，匯流電極202A為三角弧形條狀圖案設(shè)置在太陽(yáng)能電池20A的邊緣區(qū)域，另外包含數(shù)個(gè)加大面積的方形焊接點(diǎn)作為電池片串接時(shí)的焊帶接觸位置。而指狀電極204A的中間區(qū)域并沒(méi)有任何匯流電極202A的存在。這樣的設(shè)計(jì)雖然初步減少了匯流電極202A的面積(也就是減少了匯流電極下方的擴(kuò)散區(qū)域面積)，改善了電性遮蔽效應(yīng)，但是由于指狀電極204A到匯流電極202A的距離變長(zhǎng)，會(huì)增加電子電洞對(duì)所產(chǎn)生的電流的傳遞電阻。圖2B為另一個(gè)背接觸電極式太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2B所示，SUNP0WER公司揭露一種太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)(美國(guó)專(zhuān)利7，804，022公告號(hào))，在此太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)20B中，將匯流電極202B縮小為方形圖案且設(shè)置在太陽(yáng)能電池20B的邊緣區(qū)域，而在指狀電極204B的中間區(qū)域并沒(méi)有任何匯流電極202B的存在。同時(shí)又修改指狀電極204B的安排，讓其直接連接至方形匯流電極202B —邊。這樣的設(shè)計(jì)雖然盡量縮小了匯流電極202B的面積，也就是縮小了匯流電極202B下方擴(kuò)散區(qū)域的面積，能夠降低電性屏蔽效應(yīng)的影響。然而由于指狀電極204B到匯流電極202B的距離變長(zhǎng)，會(huì)增加電子電洞對(duì)所產(chǎn)生的電流的傳遞電阻。而且其縮小的匯流電極設(shè)置在太陽(yáng)能電池20B的邊緣區(qū)域，這樣的安排除了增加效率量測(cè)的困難(匯流電極202B同時(shí)也是效率量測(cè)的探針點(diǎn)測(cè)位置)，也產(chǎn)生電池片串接組件時(shí)的技術(shù)限制。如圖2C所示(美國(guó)專(zhuān)利7，390, 961公告號(hào))的太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)20C，這樣設(shè)計(jì)的電池片匯流電極202C無(wú)法采用傳統(tǒng)的串焊技術(shù)而必須搭配特別的焊帶204C設(shè)計(jì)與焊接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電池片的串接。僅焊接在電池片匯流電極202C邊緣的焊帶設(shè)計(jì)無(wú)法如傳統(tǒng)的串焊技術(shù)延伸焊帶進(jìn)入電池片以?xún)?nèi)，因此也無(wú)法利用焊帶204C的延伸來(lái)進(jìn)一步降低串接電阻。
[0006]因此存在一種需求設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池的電極結(jié)構(gòu)，可以在不縮小匯流電極面積的情況下，改善背接觸電極式太陽(yáng)能電池的電性屏蔽效應(yīng)，提升太陽(yáng)能電池的性能。而且可以沿用傳統(tǒng)的焊帶串焊技術(shù)近一步降低串接電阻提升太陽(yáng)能電池組件效能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在提出一種電極結(jié)構(gòu)，可改善太陽(yáng)能電池的電性屏蔽效應(yīng)，提升太陽(yáng)能電池的性能。
[0008]根據(jù)上述的目的，在此揭露一種電極結(jié)構(gòu)，所述電極結(jié)構(gòu)用于一背接觸電極式太陽(yáng)能電池上，而所述太陽(yáng)能電池包含至少一第一擴(kuò)散區(qū)域、第二擴(kuò)散區(qū)域、復(fù)數(shù)個(gè)第一接觸點(diǎn)與復(fù)數(shù)個(gè)第二接觸點(diǎn)，所述電極結(jié)構(gòu)包含一第一導(dǎo)電電極與一第二導(dǎo)電電極。所述第一導(dǎo)電電極包含一第一匯流電極，所述第一匯流電極設(shè)置于所述第一擴(kuò)散區(qū)域與所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方，在所述第一擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第一匯流電極透過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)第一接觸點(diǎn)與所述第一擴(kuò)散區(qū)域電性接觸，在所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第一匯流電極與所述第二擴(kuò)散區(qū)域電性絕緣；以及復(fù)數(shù)個(gè)第一指狀電極，所述第一指狀電極設(shè)置于所述第一擴(kuò)散區(qū)域上方，并與所述第一匯流電極電性連接，透過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)第一接觸點(diǎn)使所述第一指狀電極與所述第一擴(kuò)散區(qū)域電性接觸。所述第二導(dǎo)電電極包含一第二匯流電極，所述第二匯流電極設(shè)置于所述第一擴(kuò)散區(qū)域與所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方，在所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第二匯流電極透過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)第二接觸點(diǎn)與所述第二擴(kuò)散區(qū)域電性接觸，在所述第一擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第二匯流電極與所述第一擴(kuò)散區(qū)域電性絕緣；以及復(fù)數(shù)個(gè)第二指狀電極，所述第二指狀電極設(shè)置于所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方，并與所述第二匯流電極電性連接，透過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)第二接觸點(diǎn)使所述第二指狀電極與所述第二擴(kuò)散區(qū)域電性接觸。
[0009]本發(fā)明的另一目的在提出一種使用此電極結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池，透過(guò)此電極結(jié)構(gòu)，在不改變太陽(yáng)能電池的制程步驟下，可以達(dá)到改善太陽(yáng)能電池的電性屏蔽效應(yīng)，并進(jìn)一步降低傳導(dǎo)電阻以提升太陽(yáng)能電池的性能
[0010]根據(jù)上述的目的，在此揭露一種背接觸電極式太陽(yáng)能電池包含至少一第一擴(kuò)散區(qū)域、第二擴(kuò)散區(qū)域、一絕緣層、復(fù)數(shù)個(gè)第一接觸點(diǎn)、復(fù)數(shù)個(gè)第二接觸點(diǎn)、一第一導(dǎo)電電極與一第二導(dǎo)電電極。第二擴(kuò)散區(qū)域環(huán)繞所述至少一第一擴(kuò)散區(qū)域。絕緣層設(shè)置于所述第一擴(kuò)散區(qū)域與所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方，且包含復(fù)數(shù)個(gè)第一穿孔與復(fù)數(shù)個(gè)第二穿孔，所述復(fù)數(shù)個(gè)第一穿孔暴露所述第一擴(kuò)散區(qū)域，所述復(fù)數(shù)個(gè)第二穿孔暴露第二擴(kuò)散區(qū)域。復(fù)數(shù)個(gè)第一接觸點(diǎn)設(shè)置于所述復(fù)數(shù)個(gè)第一穿孔中，復(fù)數(shù)個(gè)第二接觸點(diǎn)設(shè)置于所述復(fù)數(shù)個(gè)第二穿孔中。第一導(dǎo)電電極設(shè)置于所述第一擴(kuò)散區(qū)域與所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方，在所述第一擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第一導(dǎo)電電極透過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)第一接觸點(diǎn)與所述第一擴(kuò)散區(qū)域電性接觸，在所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第一導(dǎo)電電極藉由所述絕緣層與所述第二擴(kuò)散區(qū)域電性絕緣。第二導(dǎo)電電極設(shè)置于所述第一擴(kuò)散區(qū)域與所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方，在所述第二擴(kuò)散區(qū)域上方的所述第二導(dǎo)電電極透過(guò)所述復(fù)數(shù)個(gè)第二接觸點(diǎn)與所述第二擴(kuò)散區(qū)域電性接