一種太陽能電池及太陽能電池組件制造技術

本發明專利技術實施例公開了一種太陽能電池及太陽能電池組件，所述太陽能電池包括：電池片，與偏置電路通過所述電池片的電極相連，用于將光能轉化為電能，并為偏置電路提供電源電壓；所述偏置電路，用于周期性調節所述電池片的內建電場，其中，所述偏置電路與所述電池片電連接。本發明專利技術實施例通過在現有的電池片的基礎上，不改變原有電池片結構和生產工藝，通過增加偏置電路的方式，改善了現有電池片效率提高困難的問題，大幅度提高了太陽能電池的轉換效率，而且制造成本低，技術難度低、易實現大批量生產。

Solar battery and solar battery component

The embodiment of the invention discloses a solar battery and solar cell components, the solar battery comprises a battery, and the bias circuit through the battery electrode sheet is used to convert solar energy to electricity, and power supply voltage to the bias circuit; the bias circuit for periodic adjustment of the battery the built-in electric field, wherein, the bias circuit and the battery is electrically connected. The embodiment of the invention is based on the existing battery piece, without changing the original cell structure and production process, by increasing the bias circuit, improving the existing battery efficiency problems, greatly improve the conversion efficiency of solar cells, and low manufacturing cost, low technical difficulty, easy to realize mass production.

【技術實現步驟摘要】
一種太陽能電池及太陽能電池組件
本專利技術實施例涉及光伏
，尤其涉及一種太陽能電池及太陽能電池組件。
技術介紹
目前大規模量產的太陽能電池基本上為晶硅(單晶硅或多晶硅)單結太陽能電池，占據了光伏市場約95％的份額。成本相對較低的晶硅太陽能電池具有BSF(BackSurfaceField，鋁背場)結構或者PERC(PassivatedEmitterRearCell，局部背鈍化電池)結構，這一類太陽能電池的光電轉換效率大約在18-21.5％之間。行業內正在進行大規模量產轉換的新技術有多種，包括HIT(HeterojunctionIntrinsicThinFilmSolarCell，異質結電池)、IBC(InterdigitatedBackContact，交指背接觸電池)、MWT(MetallizationWrap-Through，金屬穿孔卷繞硅電池)、或者上述這些結構的組合HBC(Hetero-junctionBack-Contacted，異質結背接觸)結構以及多結太陽能電池等。目前，這一類太陽能電池的效率大多為22-23％左右，到2020年有望達到23-24％左右，個別技術(n型HIT技術)有望在2025年達到25％。再進一步的效率提升上述這些技術就無能為力了。目前還有一些處于實驗室基礎研究階段的新技術，包括多重激發太陽能電池利用材料改性，使得高能量的光子入射到太陽能電池材料之后可能激發出多個“電子-空穴“對，從而提高太陽能電池的光電流。熱載流子太陽能電池利用納米技術對太陽能電池材料進行改性，在電池內部形成量子阱或者量子點，利用所謂的“聲子瓶頸效應”大幅延長熱載流子的冷卻時間，使得熱載流子在冷卻之前就可以被金屬電極收集從而形成電流。但是，以上兩類電池仍在研發階段，尚未成型。近幾年，也有人提出通過給太陽能電池施加一個外加直流或者直流脈沖電壓來提高太陽能電池的光電轉換效率。這一技術方案的要點是：在太陽能電池的前表面增加一層透明導電膜，在該透明導電膜和背電極之間施加一個直流或直流脈沖電壓，這一與太陽能電池并聯連接的電壓增強了太陽能電池內部的內建電場，從而提高太陽能電池的光電轉換效率。這一技術路線實施起來也存在著諸多困難。首先，要對太陽能電池結構進行改變，增加了透明導電膜和其下面的絕緣層，透明導電膜本身影響入射光的透過率，而且電池片制造工藝復雜度提高，成本增加；其二，電池片正面主柵線被覆蓋在透明導電膜之下，影響組件封裝時的焊帶連接，增加了光伏組件封裝的難度和成本；其三，由于外加電壓被太陽能電池本體(半導體)和其上面的絕緣層串聯分壓，而絕緣層等效電阻遠大于太陽能電池本體中半導體的等效電阻，所以絕大部分電壓被絕緣層分壓，實際施加于太陽能電池內部的電壓很小，根本起不到增加內部電場強度的作用。綜上所述，比較貼近生產實際的技術路線對于光電轉換效率的提升效果有限，進一步提升的難度加大、成本較高；而正在實驗室研發的新概念太陽能電池距離實際應用還有相當長的路，而且即使實現生產其成本也會非常高。所以，這些技術路線均不能滿足光伏行業“低成本大幅快速提升太陽能電池光電轉換效率”的實際需求。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種太陽能電池及太陽能電池組件，能夠在不改變現有電池片結構的前提下，大幅度提高了太陽能電池的轉換效率。第一方面，本專利技術實施例提供了一種太陽能電池，包括：電池片，與偏置電路通過所述電池片的電極相連，用于將光能轉化為電能，并為偏置電路提供電源電壓；所述偏置電路，用于調節所述電池片的內建電場，其中，所述偏置電路與所述電池片電連接。第二方面，本專利技術實施例還提供了一種太陽能電池組件，包括：所述太陽能電池以及接線盒；所述接線盒，包含所述太陽能電池中電池片的電極匯總的匯流條，用于引出所述太陽能電池的總輸出電壓和總輸出電流。進一步的，所述太陽能電池中的偏置電路鑲嵌在多個電池片之間，直接與所述電池片電連接；或者，所述偏置電路內嵌于所述接線盒內部，與所述接線盒的匯流條電連接；或者，所述偏置電路粘結在所述太陽能電池組件的外表面，與所述接線盒的引線電連接。本專利技術實施例提供了一種太陽能電池及太陽能電池組件，在現有的電池片的基礎上，不改變原有電池片結構和生產工藝，通過增加偏置電路的方式，改善了現有電池片效率提高困難的問題，大幅度提高了太陽能電池的轉換效率，而且使得在太陽能電池制造過程中，制造成本低，技術難度低、易實現大批量生產。附圖說明圖1A是太陽能電池中存在的各種能量損失機理示意圖；圖1B是不同禁帶寬度的材料制成的太陽能電池的各類能量損失的占比示意圖；圖1C是各類晶硅電池的產業化技術路線圖；圖1D是太陽能電池片的等效電路圖；圖1E是太陽能電池片工作時載流子的運動示意圖；圖1F是暗態和光照條件下的太陽能電池片I-V特性曲線圖；圖2是本專利技術實施例一中的一種太陽能電池結構的示意圖；圖3A是本專利技術實施例二中的一種電池片的輸出電壓的波形圖；圖3B是本專利技術實施例二中的一種偏置電路輸出反向脈沖電壓的示意圖；圖3C是本專利技術實施例二中的一種太陽能電池的輸出電壓示意圖；圖3D是本專利技術實施例二中的一種太陽能電池的輸出電流示意圖；圖4A是本專利技術實施例三中的一種太陽能電池結構的示意圖；圖4B是本專利技術實施例三中的一種太陽能電池的電路圖；圖4C是本專利技術實施例三中的又一種太陽能電池的電路圖；圖4D是本專利技術實施例三中的又一種太陽能電池的電路圖；圖4E是本專利技術實施例三中的又一種太陽能電池的電路圖；圖5A是本專利技術實施例四中的一種太陽能電池結構的示意圖；圖5B是本專利技術實施例四中的又一種太陽能電池結構的示意圖；圖5C是本專利技術實施例四中的一種太陽能電池的電路圖；圖5D是本專利技術實施例四中的又一種太陽能電池的電路圖；圖6A是本專利技術實施例五中的一種太陽能電池組件的結構圖；圖6B是本專利技術實施例五中的又一種太陽能電池組件的結構圖；圖6C是本專利技術實施例五中的一種太陽能電池組件與偏置電路的連接圖；圖6D是本專利技術實施例五中的又一種太陽能電池組件與偏置電路的連接圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部結構。本專利技術的理論基礎與原理目前，全球光伏累計安裝量達到300GW，中國的光伏累計安裝量達到77GW。隨著光伏應用的快速增長，各主要光伏應用國家對于光伏發電的補貼也在逐漸降低，預計到2020年左右各國政府將取消對于光伏發電的補貼。因此，如何快速降低光伏發電的成本成為光伏應用能否持續發展的重要因素。太陽能電池的制造成本是光伏發電成本最主要的部分，因此如何快速降低太陽能電池的成本是一個亟待解決的問題。太陽能電池的成本降低主要依靠其效率的提升來實現。然而，由于太陽能電池的光電轉換效率已經接近太陽能電池光電轉換效率的理論極限，受到材料和工藝技術的限制，太陽能電池光電轉換效率進一步提升的難度越來越大，成本越來越高。研究人員利用熱力學的細致平衡理論，考慮輻射復合損失對太陽能電池光電轉換效率的影響，預測了單結太陽能電池的光電轉換效率的理論上限為32％左右。近些年，很多學者在SQ(ShockleyandQueisser，肖克利-奎伊瑟)模型本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能電池，其特征在于，包括：電池片，與偏置電路通過所述電池片的電極相連，用于將光能轉化為電能，并為偏置電路提供電源電壓；所述偏置電路，用于周期性調節所述電池片的內建電場，其中，所述偏置電路與所述電池片電連接。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能電池，其特征在于，包括：電池片，與偏置電路通過所述電池片的電極相連，用于將光能轉化為電能，并為偏置電路提供電源電壓；所述偏置電路，用于周期性調節所述電池片的內建電場，其中，所述偏置電路與所述電池片電連接。2.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述偏置電路通過向所述電池片輸入特征電壓信號調節所述電池片的內建電場，其中，所述特征電壓信號為周期性交變信號，且所述周期性交變信號的周期小于所述電池片中的載流子壽命，所述周期性交變信號的占空比的取值與所述載流子的運動速度和所述電池片的輸出電壓有關。3.根據權利要求2所述的太陽能電池，其特征在于，所述特征電壓信號為反向脈沖電壓信號和/或正向脈沖電壓信號。4.根據權利要求2或3所述的太陽能電池，其特征在于，所述偏置電路包括振蕩模塊與第一整形模塊，且所述振蕩模塊與所述第一整形模塊相連；其中，所述振蕩模塊，用于向所述第一整形模塊輸入振蕩信號；所述第一整形模塊，用于對所述振蕩模塊輸出的振蕩信號進行整形處理，形成所述周期性交變信號。5.根據權利要求4所述的太陽能電池，其特征在于，所述振蕩模塊包括第一振蕩器、第一電容和第一電阻，所述第一整形模塊包括第二電阻、第二電容和第一二極管，其中：所述第一振蕩器的第一端，與所述第一電容的第一端相連；所述第一振蕩器的第二端，與所述第一電阻的第二端相連，與所述第一二極管的輸入端相連，與所述太陽能電池的第一輸出端相連；所述第一電容的第二端，與所述第一電阻的第一端相連，與第二電阻的第一端相連，與所述第二電容的第一端相連，與所述電池片的第一端相連；所述第一電阻的第一端，與所述第二電阻的第一端相連，與所述第二電容的第一端相連，與所述電池片的第一端相連；所述第一電阻的第二端，與所述第一二極管的輸入端相連，與所述太陽能電池的第二輸出端相連；所述第二電阻的第一端，與所述第二電容的第一端相連，與所述電池片的第一端相連；所述第二電阻的第二端，與所述第一二極管的輸出端相連，與所述第二電容的第二端相連；所述第二電容的第一端，與所述電池片的第一端相連；所述第二電容的第二端，與所述第一二極管的輸出端相連；所述第一二極管的輸入端，與所述太陽能電池的第二輸出端相連；所述電池片的第二端，與所述太陽能電池的第一輸出端相連。6.根據權利要求4所述的太陽能電池，其特征在于，所述振蕩模塊包括第二振蕩器、第三電容和第三電阻，所述第一整形模塊包括第一放大器、第四電阻、第五電阻和第四電容，其中：所述第二振蕩器的第一端，與所述第三電容的第一端相連；所述第二振蕩器的第二端，與所述第三電阻的第二端相連，與所述電池片的第二端相連，與所述太陽能電池的第二輸出端相連；所述第三電容的第二端，與所述第三電阻的第一端相連，與所述第一放大器的正極輸入端相連；所述第三電阻的第一端，與所述第一放大器的正極輸入端相連；所述第三電阻的第二端，與所述電池片的第二端相連，與所述太陽能電池的第二輸出端相連；所述第一放大器的負極輸入端，與所述第四電阻的第一端相連；所述第一放大器的輸出端，與所述第四電阻的第二端相連，與所述第五電阻的第一端相連；所述第四電阻的第二端，與所述第五電阻的第一端相連；所述第五電阻的第二端，與所述第四電容的第一端相連；所述第四電容的第二端，與所述電池片的第一端相連，與所述太...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于振瑞，賈健，
申請(專利權)人：新疆中興能源有限公司，
類型：發明
國別省市：新疆,65