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【科普】双面光伏电池工作原理

来源:索比光伏网发布时间:2017-12-20 10:34:53

双面光伏电池是一种正面和反面都可以接受光照而产生电流、电压的器件。采用双面电池制作的双面组件,由于背面也可以发电,相比单面电池组件,其总发电量可以得到大幅度的增益。那么,双面光伏电池工作原理是怎样的呢?相比单面电池,为何能有较高的发电效率?

如图1(a)所示,n-PERT双面电池的结构为:金属电极、前表面减反膜、硼掺杂发射极、n型硅、磷掺杂背场(BSF)、背面减反射膜和背面电极。n-PERT双面电池和单面电池相比,主要在于背面结构的不同,双面电池的背面采用高透过的SiNx做钝化/减反射膜,背面金属电极和前面金属电极一样,占电池的面积~3%;而单面电池的背面电极采用全金属覆盖,如图1(b)所示。

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图2为双面电池和单面电池的发电原理示意图。如图所示,当太阳光照到n-PERT双面电池的时候,会有部分光线被周围的环境反射照射到n-PERT双面电池的背面,这部分光可以透过SiNx材料,被硅吸收,激发的电子-空穴对被n+-n高低结分离,从而对电池的光电流和效率产生贡献(图a)。然而,单面电池的背面被金属电极完全覆盖,金属电极的厚度~10μm,光无法穿透背面金属电极被硅吸收,因此,单面电池几乎无法利用由背面射入电池的光线,在电池背面反射率不为零的情况下,双面电池比单面电池具有更高的发电效率。

n-PERT双面电池相对于单面电池的效率增益难以通过单片电池来衡量,一般将多片太阳能电池采用串联或并联的方式将电极连接起来,采用EVA、玻璃、背板等材料进行封装,成为组件来衡量效率的增益。双面电池组件的正面采用玻璃+EVA进行封装,背面可以采用EVA+玻璃封装或者EVA+透明的背板进行封装,保证太阳光可以透过封装材料照射到电池的背面。

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