一种晶体硅太阳能电池正面电极结构的制作方法

文档序号:14965613发布日期:2018-07-18 02:20阅读:496来源:国知局

本实用新型属于太阳能电池技术领域,尤其涉及一种晶体硅太阳能电池正面电极结构。



背景技术:

目前常规晶体硅太阳能电池片(尺寸以156.75mm×156.75mm为例)的正面电极如图1所示,一般包括主栅(Busbar)和细栅(Finger)两部分,主栅和细栅相互垂直;主栅与主栅之间相互平行,细栅与细栅之间相互平行。细栅负责收集电流,主栅负责将各细栅的电流予以汇集,并借由汇流条导出。在设计正面电极时,一般要考虑两个方面的因素:电学损失和光学损失。电学损失是指电流在细栅和主栅上传导时产生的功率损耗;光学损失是指细栅和主栅在电池片表面受光面产生遮挡导致入射到电极表面上的光线无法被充分利用导致的功率损失。根据载流子的输运模型,越靠近主栅,细栅上的电流越大。

目前的传统正面电极设计方案导致细栅上的电学损失偏大。晶体硅太阳能电池占据太阳能电池市场的80%以上,市场对晶体硅太阳能电池的转换效率提出的要求也越来越高,我们希望通过优化细栅结构和布局,采用不同区域细栅数量差异化设计,在减小细栅造成的电学损失的同时,提高光线利用率,以实现转换效率的提高。



技术实现要素:

为解决现有技术中存在的问题,本实用新型的目的是提供一种晶体硅太阳能电池正面电极结构,通过该结构来解决现有技术中存在的细栅线电学损失偏大的问题。

本实用新型的技术方案如下:

一种晶体硅太阳能电池正面电极结构,包括图形边框、若干条相互平行的主栅以及与主栅垂直的细栅,主栅与细栅之间还设置有至少1级细栅线,各级细栅线之间连接有细栅连接线,细栅线与细栅之间连接有细栅连接线,细栅连接线与主栅平行。

细栅之间连接有防断栅。

各级细栅线的宽度与细栅的宽度相同,从主栅向与其相邻的细栅的方向,各级细栅线中细栅线的间距依次减小。

所述主栅与细栅之间设置有一级细栅线,一级细栅线的一端与主栅连接,另一端通过一级细栅连接线与细栅连接,一级细栅连接线与主栅平行。

一级细栅线与细栅的宽度相同,一级细栅线中各细栅线之间的间距小于各细栅之间的间距。

所述主栅与细栅之间设置有一级细栅线和二级细栅线,一级细栅线的一端与主栅连接,另一端通过一级细栅连接线与二级细栅线连接,二级细栅线通过二级细栅连接线与细栅连接,一级细栅连接线、二级细栅连接线和主栅相互平行。

一级细栅线、二级细栅线与细栅的宽度相同,一级细栅线中各细栅线之间的间距小于二级细栅线中各细栅线之间的间距,二级细栅线中各细栅线之间的间距小于各细栅之间的间距。

与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:

本实用新型的晶体硅太阳能电池正面电极结构通过在主栅与细栅之间还设置有至少1级细栅线,各级细栅线之间连接有细栅连接线,细栅线与细栅之间连接有细栅连接线,细栅连接线与主栅平行,因此能够减小电流在细栅和主栅上传导时产生的功率损耗,减小电学损失。

进一步的,通过设置防断栅能够防止印刷过程中细栅线断开造成电流收集困难,从而导致断栅位置EL发黑。

附图说明

图1:目前单晶硅太阳电池五主栅设计正面电极结构示意图;

图2:本实用新型拥有1级细栅连接线五主栅设计正面电极结构示意图;

图3:本实用新型拥有2级细栅连接线五主栅设计正面电极结构示意图;

图4:本实用新型拥有1级细栅连接线四主栅设计正面电极结构示意图;

图5:本实用新型拥有2级细栅连接线四主栅设计正面电极结构示意图。

图中,1.主栅,2.防断栅,3.图形边框,4.细栅,5.一级细栅连接线,5-1.一级细栅线,6.二级细栅连接线,6-1.二级细栅线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明,需要说明的是实施例中的数据(如细栅的宽度、根数等)可根据实际情况进行调整。

如图2至图5所示,本实用新型的晶体硅太阳能电池正面电极结构,包括图形边框3、若干条相互平行的主栅1以及与主栅垂直的细栅4,各细栅4之间连接有防断栅2,主栅1与细栅4之间还设置有至少1级细栅线,各级细栅线之间连接有细栅连接线,细栅线与细栅4之间连接有细栅连接线,细栅连接线与主栅平行;各级细栅线的宽度与细栅的宽度相同,从主栅1向与其相邻的细栅4的方向,各级细栅线中细栅线的间距依次减小。

其中,主栅1主要起焊接、汇流作用;防断栅2主要是防止印刷过程中细栅线断开造成电流收集困难,从而导致断栅位置EL发黑;图形边框3主要起收集电池边缘电流的作用,同时兼有防止边缘断栅造成EL发黑问题;细栅4主要起收集电流作用,当硅片尺寸变化时,或者电流密度增加时,细栅线的尺寸和数量可进行相应调整;细栅连接线(如一级细栅连接线5和二级细栅连接线6)主要起连接不同细栅部分的作用,当主栅1间距变大时,细栅连接线的级数可相应增加,确保实现最大功率输出。

实施例1

如图2和图4所示,本实施例中,晶体硅太阳能电池正面电极结构包括主栅1,防断栅2,图形边框3,细栅4,一级细栅连接线5和一级细栅线5-1,一级细栅线5-1设置在主栅1与细栅4之间,一级细栅线5-1的一端与主栅1连接,另一端通过一级细栅连接线5与细栅4连接,一级细栅连接线5与主栅1平行;一级细栅线5-1与细栅4的宽度相同,一级细栅线5-1中各细栅线之间的间距小于各细栅4之间的间距;两条平行于主栅1的图形边框3的边框线的宽度与细栅4宽度相同,宽度为30um;细栅4、一级细栅线5-1和一级细栅连接线5的宽度均为30um。每条一级细栅连接线5上连接的细栅4相互平行,每条一级细栅连接线5上连接80根细栅4;一级细栅连接线5与主栅之间的一级细栅线5-1相互平行,每条一级细栅连接线5上连接120根一级细栅线5-1。

实施例2

如图3和图5所示,本实施例中,晶体硅太阳能电池正面电极结构包括主栅1,防断栅2,图形边框3,细栅4,一级细栅连接线5,一级细栅线5-1,二级细栅连接线6和二级细栅线6-1,一级细栅线5-1和二级细栅线6-1依次设置在主栅1与细栅4之间,一级细栅线5-1的一端与主栅1连接,另一端通过一级细栅连接线5与二级细栅线6-1连接,二级细栅线6-1通过二级细栅连接线6与细栅4连接,一级细栅连接线5、二级细栅连接线6和主栅1相互平行;

一级细栅线5-1、二级细栅线6-1与细栅4的宽度相同,一级细栅线5-1中各细栅线之间的间距小于二级细栅线6-1中各细栅线之间的间距,二级细栅线6-1中各细栅线之间的间距小于各细栅4之间的间距;

两条平行于主栅1的图形边框3的边框线的宽度与细栅4的宽度相同,宽度均为30um;一级细栅连接线5、一级细栅线5-1、二级细栅连接线6和二级细栅线6-1细栅线的宽度均为30um。一级细栅连接线5与二级细栅连接线6之间的二级细栅线6-1相互平行,二级细栅线6-1数量为100根;一级细栅连接线5与主栅1之间的一级细栅线5-1相互平行,一级细栅线5-1数量为120根;各细栅4相互平行,细栅4数量为80根。

本实用新型的晶体硅太阳能电池正面电极结构能够解决的技术问题如下:

解决问题1:目前的细栅线设计宽度恒定不变,即细栅线线电阻恒定,随着细栅线收集的电流越大或光生电流密度的增大,细栅线造成的电学损失也越大;

解决问题2:目前主栅之间的细栅线采用数量相同且间距恒定的形式,无法满足高光生电流密度和超细栅线印刷所带来的效率增益设计要求;

解决问题3:目前的细栅线设计仍然会面临EL断栅问题,尤其是单次印刷;

本实用新型的主栅部分的设计适用但不限于5BB,不同数量细栅部分由细栅连接线连接,相邻主栅之间可对应分成若干部分,每一部分可采用不同数量的细栅线,细栅线宽度相同且恒定,两主栅对应中间处采用防断栅设计。

本实用新型的有益效果是:

(1)解决了目前因细栅线设计造成的电学损失偏大的问题;

(2)通过添加细栅线连接线和防断栅解决EL断栅问题;

(3)随着工艺技术改进,太阳能电池的光生电流密度会不断提高;同时超细印刷技术的实现,细栅线的宽度不再受网版技术和浆料技术的限制,该设计思路可有效增加光线利用率,并提高晶体硅太阳能电池的正面电极的电学性能;同时该设计思路可通过栅线设计减少浆料耗重,降低加工成本。

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