一种副栅线渐变的太阳能电池正面电极的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池
技术领域：
，尤其涉及一种副栅线渐变的太阳能电池正面电极。
背景技术：
：太阳能电池正面栅线是用来收集光照下电池表面溢出的电流，并把它输运到终端电路的金属结构，目前多使用电阻率低的银浆，通过丝网印刷的方式形成正面电极。较佳的电极设计应满足遮光小、浆料消耗少、电阻损耗低等特点。目前商业上使用较多的是H型梳状电极，该电极有3～5根较粗的主栅线和约100根极细的副栅线。在晶硅太阳能电池的商业生产中，经常需要采用扩散工艺形成电池pn结，在扩散炉中，由于受硅片放置位置和气流分布不均的影响，磷源(n型)在硅片表面分布不均，例如中间磷源少，四周磷源多。这就造成了扩散面方阻差异，例如中间方阻高，向四周递减，如图1所示，同心圆内区域I、II、III的方阻大小为：I>II>III。但扩散的均匀性直接影响电池的效率，因而在生产中，常常需要采用四探针法测量扩散面不同位置的方阻，以此来检测扩散均匀性。然而，副栅线间距的选取与方阻有关，方阻大时，为减少发射区的横向电阻，一般副栅线较密集，副栅线间距较小；方阻小时，横向电阻减小，可以增大副栅线间距，减小遮光率以增加光照面积，提高短路电流。当前工业生产的常规电极结构，如图2所示，由于其副栅间距固定不变，因而未考虑到电池不同位置的方阻分布不均情况。现有中国专利文献CN203983301U公开了一种太阳能电池片的正面电极结构，其副栅线包括矩形区域a、回型区域b、两个相同的矩形区域c和回型区域d，各个区域内栅线间距相等，不同区域由a至d栅线间距依次增大，回型区域b和矩形区域c外围设有连接副栅线；其目的在于提供一种副栅线与扩散方阻相匹配的太阳能电池片的正面结构，但其仅适应于四主栅线电极，不利于未来多主栅电池的升级；且其电极外观与常规电极有肉眼可辨的差别，无法与常规电池搭配成组件。技术实现要素：本实用新型的目的在于提出一种副栅线渐变的太阳能电池正面电极，其通过不同扩散方阻下不同副栅线间距的搭配，合理降低遮光率，减少银浆用量，提高电池转化效率。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种副栅线渐变的太阳能电池正面电极，包括边框、纵向间隔设置于所述边框内的多条主栅线、横向间隔设置于所述边框内并垂直于所述主栅线的若干条副栅线，所述边框在纵向的中心线设为A线，所述A线平行于所述副栅线和所述边框的边缘副栅线，位于所述A线两侧的所述副栅线对称设置，在所述A线的任一侧，沿着所述A线向所述边缘副栅线的方向，将所述A线至所述边缘副栅线之间的区域划分为至少两个区域，且靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距小于远离所述A线的另一个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距。作为一种优选，每个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距保持不变。作为一种优选，沿着所述A线向所述边缘副栅线的方向，靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距保持不变，远离所述A线的其他所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距逐渐增大。进一步地，间距保持不变的区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距小于与该区域相邻的另一区域中的相邻两条所述副栅线之间的最小间距。作为一种优选，沿着所述A线向所述边缘副栅线的方向，靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距逐渐增大，远离所述A线的其他所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距保持不变。进一步地，间距逐渐增大的区域中的相邻两条所述副栅线之间的最大间距小于与该区域相邻的另一区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距。作为一种优选，沿着所述A线向所述边缘副栅线的方向，每个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距均逐渐增大。进一步地，任意两个相邻所述区域中，靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的最大间距小于远离所述A线的其他所述区域中的相邻两条所述副栅线之间的最小间距。优选的，靠近所述A线的区域设为第一区域，所述第一区域为所述A线至距离所述A线20～50mm处的区域，所述第一区域以外并远离所述A线的其他区域设为第二区域。优选的，所述第一区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距为1.3mm～1.8mm，所述第二区域中的相邻两条所述副栅线之间的间距为1.4mm～2.0mm；当所述副栅线为奇数条时，所述A线与位于中间的一条所述副栅线重合，所述A线与所述第一区域中的邻近所述A线的所述副栅线之间的间距不大于所述第一区域中的相邻两条所述副栅线之间的最小间距；当所述副栅线为偶数条时，所述A线为位于中间的两条所述副栅线之间的中线，且所述A线与任一该副栅线之间的间距不大于所述第一区域中的相邻两条所述副栅线之间的最小间距的一半。本实用新型的有益效果为：本实用新型的副栅线渐变的太阳能电池正面电极，在A线的任一侧，沿着A线向边缘副栅线的方向，将A线至边缘副栅线之间的区域划分为至少两个区域，且靠近A线的一个区域中的相邻两条副栅线之间的间距小于远离A线的另一个区域中的相邻两条副栅线之间的间距；通过不同扩散方阻下不同副栅线间距的搭配，合理降低遮光率，减少银浆用量，提高电池转化效率。附图说明图1是现有技术中的晶硅太阳能电池的方阻变化示意图；图2是现有技术中的常规电极结构示意图；图3是本实用新型的太阳能电池正面电极的实施例一的结构示意图；图4是图3中的太阳能电池正面电极的局部结构示意图；图5是本实用新型的太阳能电池正面电极的实施例二的结构示意图；图6是图5中的太阳能电池正面电极的局部结构示意图；图7是本实用新型的太阳能电池正面电极的实施例三的结构示意图；图8是图7中的太阳能电池正面电极的局部结构示意图。图9是本实用新型的太阳能电池正面电极的实施例四的结构示意图；图10是图9中的太阳能电池正面电极的局部结构示意图；图11是本实用新型的太阳能电池正面电极的实施例五的结构示意图；图12是图11中的太阳能电池正面电极的局部结构示意图。图中：1-主栅线；2-副栅线；3-边缘副栅线；21-第一区域；22-第二区域；23-第三区域。具体实施方式下面结合附图3至12并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。实施例一如图3、图4所示，本实施例提供的一种副栅线渐变的太阳能电池正面电极，包括边框、纵向间隔设置于所述边框内的多条主栅线1、横向间隔设置于所述边框内并垂直于所述主栅线1的若干条副栅线2，所述边框在纵向的中心线设为A线，所述A线平行于所述副栅线2和所述边框的边缘副栅线3，位于所述A线两侧的所述副栅线2对称设置。在所述A线的任一侧，沿着所述A线向所述边缘副栅线3的方向，将所述A线至所述边缘副栅线3之间的区域划分为至少两个区域，且靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距小于远离所述A线的另一个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距。在本实施例中，沿着所述A线向所述边缘副栅线3的方向，每个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距均逐渐增大。此时，任意两个相邻所述区域中，靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的最大间距小于远离所述A线的其他所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距。优选的，将所述A线至所述边缘副栅线3之间的区域划分为两个区域，两个区域分别为第一区域21、第二区域22，其中，靠近所述A线的区域设为第一区域21，所述第一区域21以外并远离所述A线的其他区域设为第二区域22。第一区域21和第二区域22的分界线可以位于相邻两条副栅线之间，也可以与某一条副栅线重合。当其分界线与一条副栅线重合时，这条副栅线为第一区域21和第二区域22公共的一条副栅线。当其分界线位于相邻两条副栅线之间时，第一区域21的最外侧的一条副栅线与第二区域22中的靠近第一区域的一条副栅线之间的间距为中间间距，该中间间距可以为：1)第一区域21中的相邻两条副栅线之间的间距的最大值；或2)第二区域22中的相邻两条副栅线之间的间距的最小值；或3)大于第一区域21中的相邻两条副栅线之间的间距的最大值，但小于第二区域22中的相邻两条副栅线之间的间距的最小值。因此，可以保证从A线至边缘副栅线3的方向上的相邻两根副栅线之间的间距不会中途骤然缩小，进一步保证其增大的变化趋势，最终满足扩散方阻的变化。在第一区域21中，有多条副栅线2，在第二区域22中，同样有多条副栅线2，且靠近边缘副栅线3的区域中，边缘副栅线3为该区域中的最外侧的一条副栅线。需要注意的是，该电极的副栅线总条数(根数)为两条边缘副栅线3加上两条边缘副栅线3之内的其他副栅线2的数量的总和。因此，在后续描述第二区域22的副栅线间距时，是包括了边缘副栅线3和与其相邻的副栅线2之间的间距的。在本实施例中，沿着所述A线向所述边缘副栅线3的方向，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距逐渐增大，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距也逐渐增大，且第一区域21的相邻两条所述副栅线2之间的最大间距小于第二区域22的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距，因而中心栅线密，边缘栅线疏。为了更加清楚描述上述方案，以5主栅线、规格为156mm×156mm的单晶电池为例，电极尺寸为154mm×154mm，边缘空出1mm，目的是防止丝网印刷时，正面电极和背面电极接触发生短路，主栅线1的宽度为0.8mm。此时，所述第一区域21为所述A线至距离所述A线20～50mm处的区域，例如，该距离可以为20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、30.1mm、32mm、33mm、34mm、35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm、46mm、47mm、47.35mm、48mm、49mm、50mm。优选的，在本实施例中，将A线所处位置设为0位，则A线至边缘副栅线3的距离a为77mm，而第一区域21在纵向的宽度范围a1为0～30.1mm，第二区域22在纵向的宽度范围a2为30.1mm～77mm。对于第二区域22可以作为一个整体来考虑，或者，也可以再次分割成多个更小的区域。进一步优选的，在本实施例中，第二区域22为一个整体的区域，不再分割。此时，在A线的任意一侧，从所述A线到边缘副栅线3的方向，所述第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距为1.3mm～1.8mm，所述第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距为1.4mm～2.0mm；优选的，第一区域21的相邻两条所述副栅线2之间的间距、第二区域21的相邻两条所述副栅线2之间的间距，均由1.4mm～1.8mm变化，而A线两侧的副栅线都为对称设置。例如，间距可以为1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm。具体地，当所述副栅线2为奇数条时，所述A线与位于中间的一条所述副栅线2重合，所述A线与所述第一区域21中的邻近所述A线的所述副栅线2之间的间距不大于所述第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距。将所述A线与第一区域21中的邻近所述A线的所述副栅线2之间的间距设为a0，则a0不大于第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距。进一步地，沿着所述A线至边缘副栅线3的方向，将相邻两条所述副栅线2之间的间距依次定义为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7，……，b(n-1)，邻近边缘副栅线3的副栅线2与该边缘副栅线3之间的间距定义为bn。此时，n为位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数加一的一半得来，a0即为b1，a0与b1重合，如，位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数为5时，n为(5+1)/2＝3，位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数为9时，n为(9+1)/2＝＝5，位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数为75条，n为(75+1)/2＝＝38，以此类推，根据实际副栅线的条数，即可推断出有多少个间距。当所述副栅线2为偶数条时，所述A线为位于中间的两条所述副栅线2之间的中线，且所述A线与任一该副栅线2之间的间距不大于所述第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距的一半。将所述A线与第一区域21中的邻近所述A线的所述副栅线2之间的间距设为a0，则a0不大于第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距的一半。进一步地，沿着所述A线至边缘副栅线3的方向，将相邻两条所述副栅线2之间的间距依次定义为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7，……，b(n-1)，邻近边缘副栅线3的副栅线2与该边缘副栅线3之间的间距定义为bn。此时，n为位于边缘副栅线3之间的副栅线的条数的一半得来，而a0不大于b1/2，如，位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数为4时，n为4/2＝2，位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数为6时，n为6/2＝3，位于边缘副栅线3之间的副栅线2的条数为50条，n为50/2＝25，以此类推，根据实际的副栅线条数，即可推断出有多少个间距。优选的，在本实施例中，所述副栅线2为偶数条；而靠近所述A线的部分间距位于第一区域21，远离所述A线的其余部分间距位于第二区域22。假设b1至b15处于第一区域21，而b16至bn处于第二区域，可以理解为，b1＜b2，b2＜b3，……，b15＜b16，……，b(n-1)＜bn。此时，A线至第一区域中的邻近A线的副栅线2之间的间距为a0＝0.7mm，第一区域21中相邻两条所述副栅线2之间的间距的变化为b1＝1.41mm、b2＝1.42mm、b3＝1.43mm、b4＝1.44mm，……，b15＝1.58mm，第二区域22中相邻两条所述副栅线2之间的间距的变化为b16＝1.59mm，b17＝1.61mm、b18＝1.62mm，……，bn＝1.8mm。其中，b15作为第一区域21中的最大间距，其小于第二区域22中的最小间距b16。由此可以看出，在本实施例中，从所述A线至边缘副栅线3的方向，相邻两条所述副栅线2之间的间距逐渐增大，从而形成渐变式的电极结构。实施例二如图5、图6所示，在本实施例中，其不同于实施例一之处在于，每个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距保持不变。此时，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距均为c1，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距为c2，而c1＜c2，当所述副栅线2为奇数条时，a0＝c1；当所述副栅线2为偶数条时，a0＝c1/2。优选的，在本实施例中，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距c1的变化范围为1.3mm～1.5mm，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距c2的变化范围为1.4mm～1.8mm。优选的，在本实施例中，所述副栅线2为偶数条。当c1＝1.3mm时，a0＝0.65mm，c2可以为1.4mm、1.41mm、1.42mm、……、1.8mm；当c1＝1.4mm时，a0＝0.70mm，c2可以为1.41mm、1.42mm、……、1.8mm；当c1＝1.5mm时，a0＝0.75mm，c2可以为1.51mm、1.52mm、……、1.8mm。优选的，在本实施例中，c1为1.40mm，c2为1.51mm。由此可以看出，在本实施例中，从所述A线至边缘副栅线3的方向，相邻两条所述副栅线2之间的间距以区域划分并以区域的形式增大，从而形成了分段式的电极结构。实施例三如图7、图8所示，在本实施例中，其不同于实施例一之处在于，沿着所述A线向所述边缘副栅线3的方向，靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距保持不变，远离所述A线的其他所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距逐渐增大。此时，间距保持不变的区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距小于与该区域相邻的另一区域中的相邻两条所述副栅线2之间的最小间距。此时，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距均为c1，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距依次为b1、b2、b3、……，bn，b1＜b2……＜bn，c1＜b1，当所述副栅线2为奇数条时，a0＝c1；当所述副栅线2为偶数条时，a0＝c1/2，n的算法参考实施例一，此处不再赘述。优选的，在本实施例中，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距c1的变化范围为1.3mm～1.5mm，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距的变化范围为1.4mm～2.0mm。优选的，在本实施例中，所述副栅线2为偶数条。当c1＝1.3mm时，a0＝0.65mm，b1为1.4mm，b2为1.41mm，b3为1.42mm，……，b(n-2)为1.8mm，b(n-1)为1.9mm，bn为2.0mm；当c1＝1.4mm时，a0＝0.70mm，b1为1.41mm，b2为1.42mm，……，b(n-2)为1.8mm，b(n-1)为1.9mm，bn为2.0mm；当c1＝1.5mm时，a0＝0.75mm，b1为1.51mm，……，b(n-2)为1.8mm，b(n-1)为1.9mm，bn为2.0mm。由此可以看出，在本实施例中，从所述A线至边缘副栅线3的方向，第一区域的相邻两条所述副栅线2之间的间距相同，而第二区域的相邻两条所述副栅线2之间的间距逐渐增大，从而形成了分段式的电极结构。实施例四如图9、图10所示，在本实施例中，其不同于实施例一之处在于，沿着所述A线向所述边缘副栅线3的方向，靠近所述A线的一个所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距逐渐增大，远离所述A线的其他所述区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距保持不变。此时，间距逐渐增大的区域中的相邻两条所述副栅线2之间的最大间距小于与该区域相邻的另一区域中的相邻两条所述副栅线2之间的间距。且第一区域在纵向上的宽度范围为0～47.35mm，第二区域在纵向上的宽度范围为47.35～77mm。此时，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距依次为b1、b2、b3、……，bn，b1＜b2……＜bn，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距为c2，bn＜c2，当所述副栅线2为奇数条时，a0即为b1，a0与b1重合；当所述副栅线2为偶数条时，a0不大于b1/2，n的算法参考实施例一，此处不再赘述。优选的，在本实施例中，第一区域21中的相邻两条所述副栅线2之间的间距的变化范围为1.3mm～1.8mm，第二区域22中的相邻两条所述副栅线2之间的间距c2为1.4mm～2.0mm。优选的，在本实施例中，所述副栅线2为偶数条。当b1＝1.31mm、b2＝1.32mm、b3＝1.33mm，……，bn＝1.8mm时，a0＝0.65mm，c2可以为1.9mm、2.0mm。当b1＝1.41mm、b2＝1.42mm、b3＝1.43mm、……、b(n-1)＝1.69mm，bn＝1.70mm时，a0＝0.7mm，c2可以为1.74mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm。优选的，在本实施例中，b1＝1.41mm、b2＝1.42mm、b3＝1.43mm……、b(n-1)＝1.69mm，bn＝1.7mm，c2＝1.74mm，a0＝0.7mm。由此可以看出，在本实施例中，从所述A线至边缘副栅线3的方向，第一区域的相邻两条所述副栅线2之间的间距逐渐增大，而第二区域的相邻两条所述副栅线2之间的间距相同，从而形成了分段式的电极结构。实施例五如图11、图12所示，在本实施例中，其不同于实施例一之处在于，划分区域为三个，沿着所述A线至边缘副栅线的方向，依次为第一区域21、第二区域22、第三区域23，每一区域在纵向上的宽度基本相同，约为25.7mm。其中，每个区域中相邻两条所述副栅线2之间的间距保持不变，而第一区域的间距小于第二区域的间距，第二区域的间距小于第三区域的间距。优选的，在本实施例中，第一区域21中相邻两条所述副栅线之间的间距d为1.4mm，第二区域22中相邻两条所述副栅线之间的间距e为1.5mm，第三区域23中相邻两条所述副栅线之间的间距f为1.6mm，d、e、f的大小呈线性递增，根据工艺实际情况，d、e、f在1.0mm-2.0mm间取值。因此，采用上述设计的优点如下：1)在电池片扩散工艺中，由于硅片位置和扩散气流分布不均的原因导致硅片上方阻分布不均，中心方阻高、四周方阻低。相比于中心高方阻区，边缘的低方阻区因横向电阻小，可匹配更疏的副栅线，增加直接光照面积，增加短路电流，提高效率。2)可以降低约4％～8％的银浆料的用量，极大的减少了成产成本。3)相比于现有的和方阻相匹配的栅线设计来说有更适合产业化生产，提高成品率，更容易和传统电池搭配使用，美观。4)由于该电极的副栅线设计不影响主栅根数的选择，可实现未来多主栅的技术升级。下面通过实施例五与对比例1对比，进一步说明本实用新型达到的效果。对比例1对比例中，副栅线的间距为1.4mm，保持恒定。选用实施例五进行对比，得到的结果如下表所示：Uoc/mVIsc/ARs/mΩFFNcell对比例643.09.491.979.98％19.96％实施例五643.09.532.0279.90％20.05％表中的测试数据都是在1个太阳光照强度下得到，这里的1个太阳光照强度是指25℃下，入射光功率为1000W/m2，入射光谱为AM1.5G标准太阳光谱。其中，Uoc表示电池处于开路时的输出电压；Isc表示电池短路电流，RS表示电池的串联电阻，FF表示电池的填充因子，Ncell表示电池的转换效率。由上表可以看出，实施例五的方案中，由于电池受光面积增加，产生电流极大提高，使电池短路电流Isc提升较多；副栅间合理距搭配方阻的变化，使得方阻增加较少，填充因子略有降低。这是由于正面金属电极会影响电池的遮光率和串阻，在电池的边缘处，因扩散电阻小，造成串阻本身很低，相对过密的副栅线并不能明显地降低方阻，此时遮光率对效率的影响较大，增加副栅线间距，可增加光照面积，极大的提高光生电流，而串联电阻并不会增加很多。综合效果上，每片电池的平均绝对效率增加0.09％。综上所述，本实用新型提供了一种太阳能电池的正面电极设计，其副栅线间距梯度式变化，越靠近电池片边缘，副栅间距越宽，且正面栅线相互之间平行设置，便于印刷，在配合扩散方阻变化提高电池效率的同时，有利于产业化生产和未来多主栅技术的升级，降低了次品率；且该太阳能电池的正面电极设计与传统的等间距副栅设计用肉眼看不出任何区别，可与传统等间距副栅电池片在组件端组合搭配使用，不影响组件的整体美观，减小了生产成本，相比于现有的回字形电极设计，避免了中间矩形镂空块过于明显的缺陷。以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3