【科普】双面光伏电池工作原理

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。

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。