被仔細(xì)設(shè)計(jì)以減少或最小化面板的后面上的遮蔽效應(yīng)(shading effect)。例如，作為使用附接于面板的后面處的接合盒(junct1n box)的替代，親合太陽能電池的線串和通常包括在接合盒中的部件的電氣布線被放置在面板的邊緣上，或者接線盒在不遮蔽任何太陽能電池的情況下被附接到面板的后面。為了增加由太陽能電池吸收的光量，光捕獲膜被施加到面板上的不被電池覆蓋的位置上以及母線/片帶(tabbing ribbon)的頂表面上。進(jìn)行其它的努力以進(jìn)一步減少串聯(lián)電阻，諸如使用具有單個(gè)母線配置的太陽能電池以及以疊瓦狀(shingled)圖案布置這種太陽能電池。
[0039]在本公開中，術(shù)語“面向太陽面”和“前面”指的是太陽能電池接收太陽光直射的面。術(shù)語“背離太陽光直射的面”和“后面”指的是太陽能電池的與面向太陽面相反的面。但是，這些術(shù)語不應(yīng)解釋為意味著太陽光在后面上不被吸收。這里描述的太陽能電池和太陽能面板可在前面和后面上接收光。太陽能電池可從其后面吸收散射太陽光，特別是當(dāng)太陽能面板從平坦表面升起時(shí)，諸如在太陽能發(fā)電場(chǎng)環(huán)境中。在某些情況下，諸如被放置在沙漠環(huán)境中，雙面太陽能面板可被垂直安裝，以不僅吸收兩面的光，而且防止灰塵顆粒的積聚。在又一種情況下，諸如被放置在大雪環(huán)境中，雙面太陽能面板可以平坦傾斜配置被安裝并且能夠顯著防止面向太陽面上的雪積聚，原因是，后面仍吸收散射光，從而使得面板充分加熱以熔化面向太陽面上的雪。
[0040]雙面異質(zhì)結(jié)太陽能電池
[0041]已經(jīng)表明，雙面異質(zhì)結(jié)太陽能電池可提供優(yōu)異的性能，原因是，太陽能電池基極層的兩個(gè)表面上的內(nèi)置的異質(zhì)結(jié)場(chǎng)使表面鈍化，由此防止前結(jié)和后結(jié)上的再組合。并且，某些異質(zhì)結(jié)太陽能電池還包括可在不損害載流子收集效率的情況下有效地鈍化基極層的表面的量子隧穿勢(shì)皇(QTB)層，由此進(jìn)一步提高太陽能電池性能。
[0042]圖2給出示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的示例性雙面隧穿結(jié)太陽能電池的示圖。雙面隧穿結(jié)太陽能電池200包含基極層202、覆蓋基極層202的兩個(gè)表面并且鈍化表面缺陷狀態(tài)的量子隧穿勢(shì)皇(QTB)層204和206、形成前發(fā)射極208的前面摻雜a_Si層、形成BSF層210的后面摻雜a-Si層、前透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層212、后TCO層214、前金屬柵格216和后金屬柵格218。注意，還能夠在太陽能電池的后面上具有發(fā)射極層且在前面上具有前表面場(chǎng)(FSF)層。并且，基極層202可包含外延生長(zhǎng)結(jié)晶Si(C-Si)薄膜或者可以為c-Si晶片?？稍诎l(fā)明人 Jiunn Benjamin Heng、Chentao Yu、Zheng Xu 和 Jianming Fu 在 2010年11月12日提交的名稱為“Solar Cell with Oxide Tunneling Junct1ns”的美國(guó)專利N0.8686283(律師案件N0.SSP10-1002US)中找到關(guān)于雙面隧穿結(jié)太陽能電池200的細(xì)節(jié)(包括制造方法)，在這里通過引用并入該申請(qǐng)所公開的全部?jī)?nèi)容。
[0043]一般地，在太陽能電池的表面上使用金屬接觸件，諸如金屬柵格216和218，以收集由太陽能電池產(chǎn)生的電流。金屬柵格一般包含兩種類型的金屬線:指線(finger)和母線(busbar) ο指線是通常以基本上彼此相等的間距平行鋪設(shè)以收集由太陽能電池產(chǎn)生的電流的細(xì)金屬線。母線是與所有指線耦合以聚集所有收集電流并且有利于與外部引線(諸如金屬片)耦合的較粗金屬條帶。注意，指線的布局圖案不限于平行線?？梢允褂铆h(huán)、“蛇形”布局圖案和其它的圖案以減少金屬柵格的剝離的機(jī)會(huì)。
[0044]在一些實(shí)施例中，金屬柵格216和218可以以各種柵格圖案被布置，包括但是不限于:具有雙母線的常規(guī)柵格圖案、單個(gè)中心母線柵格圖案和單個(gè)邊緣母線柵格圖案。圖3A給出示出具有雙母線的示例性常規(guī)金屬柵格圖案的示圖。圖3B給出示出具有單個(gè)中心母線的示例性金屬柵格圖案的示圖。圖3C給出示出具有單個(gè)邊緣母線的示例性金屬柵格圖案的示圖。注意，在圖3A?3C中，指線在任一端以環(huán)狀圖案形成，并在兩者之間具有“蛇形”圖案，以減少開放端或斷點(diǎn)的數(shù)量。其它柵格圖案也是可能的。在一個(gè)實(shí)施例中，在圖3C所示的單個(gè)邊緣母線配置中，太陽能電池的前表面和后表面上的母線位于相對(duì)的邊緣上。
[0045]設(shè)計(jì)金屬柵格的一個(gè)關(guān)鍵考慮是與較寬間隔柵格有關(guān)的增加的電阻損失與由表面的金屬覆蓋所導(dǎo)致的增加的反射和遮蔽效應(yīng)之間的平衡。在大多數(shù)太陽能電池中，太陽能電池的面向太陽面上的金屬柵格以優(yōu)化光吸收的方式被設(shè)計(jì)。另一方面，背離太陽面上的金屬柵格可出于最小化串聯(lián)電阻的目的被優(yōu)化。這些不同的優(yōu)化考慮可導(dǎo)致前面和后面金屬柵格具有不同的指線間距。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，在太陽能電池的后面上的指線間距比在太陽能電池的前面上的指線間距要更小。雙面隧穿結(jié)太陽能電池的前結(jié)和后結(jié)的存在意味著這些太陽能電池是固有雙面的。使用金屬柵格(諸如圖2所示的金屬柵格218)作為后面電極能夠有效地使更多的光被從這種太陽能電池的后面收集。具體而言，柵格線之間的間距使得光能夠從其后面進(jìn)入太陽能電池。當(dāng)后面電極是金屬柵格而不是常規(guī)的金屬板電極時(shí)，即使太陽能電池被放在具有不透明后面蓋子的太陽能面板中，也可以觀察到光產(chǎn)生電流的增加。這是由于，穿過太陽能電池的光通過后面金屬柵格被不透明(常常是白色的)后面蓋子(也稱為后板)反射回太陽能電池中。
[0046]除了設(shè)計(jì)前后金屬柵格以優(yōu)化雙面太陽能電池的性能以外，還可調(diào)整前后TCO層的厚度以使光吸收最大化。例如，太陽能電池的前面一般接收直射太陽光(可被視為白光)；由此，希望設(shè)計(jì)前面TCO層以優(yōu)化白光的吸收。前面TCO層具有約100?1200nm的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，前面TCO層為約700nm厚。太陽能電池的后面可主要接收具有更多的短波長(zhǎng)成分的散射或擴(kuò)散光。因此，希望設(shè)置后面TCO層以優(yōu)化對(duì)于具有較短波長(zhǎng)的光的吸收(即，對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)光具有較高透明度的TC0)。在一些實(shí)施例中，與前面TCO層相比，后面TCO層的厚度被降低，以優(yōu)化短波長(zhǎng)吸收。例如，后面TCO層可為400nm厚。注意，較薄的后面TCO層可導(dǎo)致電阻增加，這可以通過使用較窄的柵格線(gridline)間距來補(bǔ)償。
[0047]雙面太陽能面板
[0048]雙面隧穿結(jié)太陽能電池由于其能夠從后面吸收光而提供優(yōu)異的性能。如果這些電池被放在雙面面板(即具有透明或半透明后蓋子的面板中)以允許散射光通過后蓋子進(jìn)入太陽能電池的后面，那么這種后面光吸收可產(chǎn)生更多的能量。與常規(guī)的單面面板相比，這種雙面面板可導(dǎo)致性能增加2?12%。在多云或低照度的日子里，性能提高會(huì)更明顯，原因是雙面面板可更有效地收集擴(kuò)散光。雖然簡(jiǎn)單地將常規(guī)的單面面板的不透明后板變?yōu)橥该骱蟀蹇商岣呙姘宓男阅?，但可以做更多以進(jìn)一步提高雙面面板的總體效率。
[0049]—種優(yōu)化雙面面板的性能的方式是盡可能地降低后面遮蔽(backside shading)。由于雙面面板被設(shè)計(jì)為從兩個(gè)面吸收光，因此，對(duì)于后面的一個(gè)或更多個(gè)電池的遮蔽或部分遮蔽可導(dǎo)致整個(gè)面板的電流輸出減少。并且，由于后遮蔽電池會(huì)被非遮蔽電池施加反向偏壓，因此串聯(lián)連接的電池之間的不匹配的電流也會(huì)在面板上產(chǎn)生熱斑。
[0050]為了使后面遮蔽最小化，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，常規(guī)上位于面板的后面上的接線盒被去除。圖4給出示出常規(guī)的太陽能面板的后面的示圖。在圖4中，太陽能面板400包括一對(duì)端框架402和404、一對(duì)側(cè)框架406和408、接線盒410和不透明后板420?？蚣?02?408包圍封裝于前后蓋子內(nèi)的太陽能電池并且向其提供支撐。接線盒410提供太陽能面板400與其它太陽能面板之間的連接。另外，接線盒410可以包含有利于太陽能面板400的操作的其它電路部件(諸如旁路二極管)。但是，由于接線盒阻擋從面板的后面進(jìn)入的光，因此該布置將導(dǎo)致雙面面板的后面遮蔽。并且，連接不同面板的接線盒的布線也可導(dǎo)致后面遮蔽。
[0051]為了使后面遮蔽最小化，在一些實(shí)施例中，雙面太陽能面板可具有安裝于面板的邊緣上或面板的后面上的較小輪廓的接線盒，該接線盒不對(duì)太陽能電池產(chǎn)生任何遮蔽，并且沿面板的邊緣框架且在面板的邊緣框架內(nèi)部鋪設(shè)用于面板間連接的布線。并且，常規(guī)的鋁(Al)基框架常在太陽能面板的邊緣處部分地覆蓋電池的后面