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项目名称 技术分类 单位信息 第一发明人 专利情况 项目简介 发明创新点 产业化及市场应用

项目名称:一种双面透光的局部铝背场太阳能电池及其组件制备

  • 晶澳太阳能科技股份有限公司
  • 北京市丰台区汽车博物馆东路诺德中心8号楼
  • 100160
  • 李辰宇
  • 15810050598

第一发明人

姓名 蒋秀林 电话 电子邮件 jiangxl@jasolar.com
区号 邮编 通信地址 江苏省扬州市经济开发区建华路1号

专利情况

专利类型 专利状态
申请号 授权日期 授权专利号
201310440765.2 2016-03-02 ZL201310440765.2
参展目的

项目简介

本项目提供了一种兼顾成本与性能的双面透光的局部铝背场晶体硅太阳能电池及其制备方法,是对钝化发射极和背面太阳能电池的改进。 具体来说,本项目发明的太阳能电池包括硅基体,设于硅基体正面的发射极、正面减反射膜和正面电极,以及设于硅基体背面的背面钝化膜、背电场和背电极,背电场为局部铝背场,其通过在背面钝化膜上开孔或者开槽,在开孔或者开槽区域采用线型铝浆覆盖开孔或者开槽区域,并保留部分背面钝化膜不被铝浆所覆盖,烧结后在开孔或者开槽区域形成局部铝背场,局部铝背场与背电极相连通;线型铝浆的宽度W2为20~2000μm,相邻两线型铝浆的间距P2为200~2000μm;开孔为多个且间隔设置,开孔的孔径D为10~200μm,相邻两孔的间距P0为100~1000μm;或开槽的宽度W1为10~200μm,相邻两开槽之间的间距P1为200~2000μm。

发明创新点

本项目提供的太阳能电池,由于背面的铝浆没有完全覆盖硅基体背面,因此,该太阳能电池的背面也可以接收入射光线,实现双面发电。并且由于合理设置了线形铝浆的宽度、间距,兼顾了电池背面透光面积和电流传输性能、钝化效果,既使得电池背面具有较大的透光面积,又使得线型铝浆具有良好的电流传输,同时还保证了背面钝化膜的钝化效果。 本项目产出的专利属于重大改进型专利,是对传统单面透光的钝化接触太阳能电池的改进,硅基体可以采用P型硅基体或n型硅基体,克服了本领域传统观念中只有N型电池适合做双面发电组件以及必须做整面铝浆才能保证背面导电性的技术偏见,为国内外首创。 本专利首次采用线型铝浆设计,线型铝浆仅覆盖背面钝化膜的开口区域,使得背面钝化膜有部分区域未被铝浆覆盖。未被铝浆覆盖的区域可以使光线入射进入硅基体,从而实现太阳能电池正面、背面都可以有光线入射,实现双面透光、双面发电。 铝元素本身就是P型掺杂元素,一部分线形铝浆经由背面钝化膜的开口(或者开槽)与硅基体接触并在硅基体内部扩散形成P型掺杂区域,线型铝浆扩散形成的掺杂区域作为背场,起到钝化硅片的作用,而剩余的线型铝浆则起到电流导出的作用。硅基体吸收光能产生的电流传输至线型铝浆,再传输至与线形铝浆相连通的背电极。因此,本专利可以实现晶体硅太阳能电池双面发电。 本专利还对线型铝浆的宽度、相邻两线型铝浆的间距、开孔的孔径、相邻两开孔的间距、开槽的宽度以及相邻两开槽的间距进行了优化。一方面,如果线形铝浆过宽,将减少电池背面的透光面积,影响电池的效率;另一方面,本专利的线型铝浆不仅仅作为铝背场,其还起到收集电流的作用,其还要与背面电极相连通,将电流传输给背面电极,如果线形铝浆的宽度过窄,电阻将会增加,将会影响钝化效果以及电流传输,最终影响电池效率。因此,采用本专利经过优化的各项参数,可以兼顾太阳能电池背面透光面积和电流传输性能、钝化效果。 本专利解决了晶硅太阳能领域关键性、共性的技术难题。该专利提供的太阳能电池通过将铝浆设置为线型铝浆,并且优化了线型铝浆的宽度、相邻两线型铝浆的间距、开孔的孔径、相邻两开孔的间距、开槽的宽度以及相邻两开槽的间距等参数,提供了适用于晶体硅的双面发电太阳能电池。与传统的N型双面发电电池相比,本专利提供的双面电池工艺流程简单,成本低;与传统的单面发电电池相比,本专利具有更高的光电转换率,以及更少的铝浆用量,兼顾了电池的性能与成本。

产业化及市场应用效益情况

以本专利作为核心技术的太阳能电池自2017年4月正式投产以来,相继应用于众多光伏电站中,有效提升光伏电站的发电效率,光伏电站系统发电量提升5%~30%。作为专利权人的主营业务,以本专利作为核心技术的太阳能电池和光伏组件自2017年4月起,在全球多个国家和地区有广泛应用,其中2022年全年累计出货39.75GW,实现销售收入729.89亿元。本专利产品已经在多个大型光伏电站中使用,电站运行状况良好。 1)北京大兴国际机场的光伏建设项目,本专利产品用在东方航空以及南方航空屋顶。 2)2022年北京冬季奥运会太阳能绿色节能生态房屋项目,本专利产品用于SolarArk 3.0赛队、XJTU+赛队设计的太阳能绿色节能生态房屋。 3)山西省大同市采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地项目,该项目为中国首个光伏“领跑者”示范项目,本专利产品供货量占比高达 44%。 4)淮南窑河渔场“渔光互补”项目,占地约 6800 亩,规划建设容量 200 兆瓦,其中本专利产品达 100 兆瓦。该项目年平均发电量可达 19200万千瓦 时,相当于 34.7 万人一年的生活用电。 5)任县 20MW 光伏发电项目,是农光互补项目,在光伏电站下种植大蒜采取光伏与农业结合的方式,提高了土地利用效率和综合收益。 6)连云港开山岛光伏发电项目,帮助开山岛上“情系国防的好家庭”用上了电饭煲、电视机等家用电器。 通过本项目以及本专利技术,尤其是在近三年期间,公司的主营业务光伏组件的销售额及净利润都有明显上升,充分说明经过时间的检验本专利技术实施效果得到了市场认可。

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