太阳能电池及其模组的制作方法
【专利摘要】一种太阳能电池及其模组，该电池包括：一基板、位于该基板的一受光面上的多个指状电极、一第一汇流电极与一第二汇流电极。所述指状电极皆沿一第一方向延伸，并沿一垂直该第一方向的第二方向间隔排列。该第一汇流电极与该第二汇流电极沿该第一方向间隔排列，并分别包括沿该第二方向间隔排列的多个第一电极部与多个第二电极部。所述第二电极部与第一电极部在该第一方向上的位置交错，并连接所述指状电极而使指状电极彼此电连接。本发明通过上述设计可减少汇流电极的导电浆料用量以降低生产成本，同时能兼顾焊带导线的焊接稳固性的需求。
【专利说明】太阳能电池及其模组【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池及其模组，特别是涉及一种太阳能电池及其模组。
【背景技术】
[0002]已知的硅晶太阳能电池主要包括:一用于将光能转换成电能的电池本体、以及用于传导电流的一正面电极与一背面电极。其中，该正面电极包括至少一呈长条形的汇流电极(bus bar electrode)、及多个横向连接该汇流电极的指状电极(finger barelectrode)。该汇流电极与所述指状电极在制造上，可通过网版印刷方式将导电浆料涂布于该电池本体的受光面上，并经过烧结制程而固化成型。
[0003] 但随着导电浆料的价格不断升高，尤其是导电性较佳的银浆的价格昂贵，加上传统电池的汇流电极呈连续的长条状，其导电浆料耗用量较大，造成电池的生产成本较高，因此，如何改良该汇流电极的结构以节省成本为一重要课题。另一方面，因为电池制造完成后，必须另外以焊带导线(ribbon)焊接于电池的汇流电极上，以将多个电池串接排列而构成电池模组。所以在改良汇流电极结构的同时，还需要考虑该汇流电极与所述焊带导线之间的焊接结合力是否足够，若结合力不佳，就容易在封装模组时或后续使用时产生焊带导线脱落的问题，进而影响产品可靠度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可节省生产成本且产品可靠度佳的太阳能电池及其模组。
[0005]本发明太阳能电池，包括:一个具有一个受光面的基板、以及位于该受光面上的多个指状电极、一个第一汇流电极与一个第二汇流电极。该多个指状电极皆沿一个第一方向延伸，并且沿一个垂直该第一方向的第二方向间隔排列。该第一汇流电极包括多个沿该第二方向间隔排列的第一电极部，该第二汇流电极沿该第一方向而与该第一汇流电极间隔排列，该第二汇流电极包括多个沿该第二方向间隔排列的第二电极部，且所述第二电极部与所述第一电极部在该第一方向上的位置交错排列。每一个指状电极连接所述第一电极部中的一个及所述第二电极部中的一个。
[0006]本发明所述的太阳能电池，每一个第一电极部包括沿该第二方向而相反设置的一个第一段与一个第二段，每一个第二电极部包括沿该第二方向而相反设置的一个第三段与一个第四段，位于任两相邻的第一电极部之间的该第二电极部的第三段与其中一第一电极部的第二段连接同一个指状电极，该第四段与另一第一电极部的第一段连接同一个指状电极。
[0007]本发明所述的太阳能电池，每一个第一电极部还包括一个位于该第一段与该第二段之间的第一衔接段，该第一段沿该第一方向的长度以及该第二段沿该第一方向的长度都大于该第一衔接段沿该第一方向的长度；每一个第二电极部还包括一个位于该第三段与该第四段之间的第二衔接段，该第三段沿该第一方向的长度以及该第四段沿该第一方向的长度都大于该第二衔接段沿该第一方向的长度。
[0008]本发明所述的太阳能电池，每一个第一电极部包括多个呈连续弯折地连接的第一线段；每一个第二电极部包括多个呈连续弯折地连接的第二线段。
[0009]本发明所述的太阳能电池，每一个第一电极部包括多个沿该第二方向间隔排列且皆沿该第一方向延伸的第一导电段、以及一个沿该第二方向延伸且连接所述第一导电段的第二导电段；每一个第二电极部包括多个沿该第二方向间隔排列且皆沿该第一方向延伸的第三导电段、以及一个沿该第二方向延伸且连接所述第三导电段的第四导电段。
[0010]本发明太阳能电池模组，包括:相对设置的一个第一板材与一个第二板材、及一个位于该第一板材与该第二板材之间的封装材。该太阳能电池模组还包括多个排列于该第一板材与该第二板材之间并且如上述的太阳能电池。该封装材包覆在所述太阳能电池的周围。
[0011]本发明的有益效果在于:通过所述创新结构的第一汇流电极与第二汇流电极，取代已知的长条状且整体呈实心结构的汇流电极，可减少导电浆料用量以降低生产成本，同时还能提供足够的焊接面积与焊接结合力，能兼顾焊接稳固性的需求，以维持产品的可靠度。而且所述第一电极部与第二电极部交错配置，可用于连结所述指状电极，进而形成连续的电流传导路径。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明太阳能电池模组的一第一较佳实施例的局部剖视示意图；
[0013]图2是该第一较佳实施例的一太阳能电池的俯视示意图；
[0014]图3是图2的局部放大图；
[0015]图4是本发明太阳能电池模组的一第二较佳实施例的一太阳能电池的局部俯视示意图；
[0016]图5是本发明太阳能电池模组的一第三较佳实施例的一太阳能电池的局部俯视示意图；
[0017]图6是本发明太阳能电池模组的一第四较佳实施例的一太阳能电池的局部俯视示意图；
[0018]图7是本发明太阳能电池模组的一第五较佳实施例的一太阳能电池的局部俯视示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
[0020]参阅图1、图2、图3，本发明太阳能电池模组的第一较佳实施例包括:上下相对设置的一第一板材I与一第二板材2、多个阵列式排列于该第一板材I与该第二板材2间的太阳能电池3、及至少一位于该第一板材I及该第二板材2间并包覆在所述太阳能电池3周围的封装材4。
[0021]该第一板材I与该第二板材2在实施上没有特殊限制，可以使用玻璃或塑胶板材，而且位于电池受光面的一侧的板材必须为可透光。该封装材4的材质例如为可透光的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)，当然也可以使用其它适合封装的材质。
[0022]所述太阳能电池3通过图未示出的焊带导线(ribbon)而电连接。所述太阳能电池3的结构都相同，以下仅以其中一个为例进行说明。
[0023]该太阳能电池3包括:一基板31、多个指状电极32、一第一汇流电极33、一第二汇流电极34、以及二个外侧指状电极32’。
[0024]该基板31具有相反的一受光面311与一背面(图未不)，实际上在该受光面311处的内侧还设有图未示出的一射极层，另外还可在该射极层上设置一抗反射层。其中，该基板31例如硅基板，且该基板31与该射极层的其中一个为η型半导体，另一个为P型半导体，进而形成ρ-η接面。该抗反射层的材料例如为氮化硅，可用于降低光反射以提高入光量。由于该基板31、该射极层与该抗反射层非本发明的改良重点，所以不再说明。
[0025]该两个外侧指状电极32’位于该基板31的受光面311上，并且皆沿一第一方向51延伸，且该两个外侧指状电极32’彼此之间沿一垂直该第一方向51的第二方向52间隔排列。
[0026]所述指状电极32也位于该基板31的受光面311上，并且位于该两个外侧指状电极32’之间。所述指状电极32皆沿该第一方向51延伸，且所述指状电极32彼此之间沿该第二方向52间隔排列。
[0027]该第一汇流电极33位于该受光面311上并包括多个沿该第二方向52间隔排列的第一电极部35。每一第一电极部35包括沿该第二方向52而相反设置的一第一段351与一第二段352、及一位于该第一段351与该第二段352之间的第一衔接段353。该第一段351沿该第一方向51的长度dl以及该第二段352沿该第一方向51的长度d2都大于该第一衔接段353沿该第一方向51的长度d3。本实施例的dl=d2，但实施时不限于此。
[0028]具体而言，本实施例的其中一第一电极部35连接在其中一外侧指状电极32’与第一个指状电极32之间。其他的第一电极部35分别连接在第η个与第η+1个指状电极32之间，η=2、4、6、8…等偶数。除了位于该外侧指状电极32’与该第一个指状电极32之间的该第一电极部35之外，其他每一第一电极部35的第一段351连接第η个指状电极32，每一第一电极部35的第二段352连接第η+1个指状电极32。所述第一电极部35类似于沙漏状，每一第一电极部35沿该第一方向51的长度是自该第一段351与该第二段352朝该第一衔接段353逐渐地缩小。
[0029]该第二汇流电极34位于该受光面311上，并沿该第一方向51而与该第一汇流电极33间隔排列。该第二汇流电极34包括多个沿该第二方向52间隔排列的第二电极部36，且所述第二电极部36与所述第一电极部35在该第一方向51上的位置交错排列，也就是说，所述第二电极部36与所述第一电极部35位于沿该第一方向51延伸的不同直线上，借此使所述指状电极32可通过所述第一电极部35与第二电极部36形成电连接。
[0030]本实施例的第二电极部36的结构相同于第一电极部35，每一第二电极部36包括沿该第二方向52而相反设置的一第三段361与一第四段362、及一位于该第三段361与该第四段362之间的第二衔接段363。该第三段361沿该第一方向51的长度d4以及该第四段362沿该第一方向51的长 度d5都大于该第二衔接段363沿该第一方向51的长度d6。本实施例的d4=d5，但实施时不限于此。
[0031]本实施例的位于任两相邻的第一电极部35之间的该第二电极部36的第三段361与其中一第一电极部35的第二段352连接同一个指状电极32，该第四段362与另一第一电极部35的第一段351连接同一个指状电极32。
[0032]具体而言，本实施例的其中一第二电极部36连接在其中一外侧指状电极32’与最后一个指状电极32之间。其他的第二电极部36分别连接在第m个与第m+1个指状电极32之间，m=l、3、5、7…等奇数。除了位于该外侧指状电极32’与该最后一个指状电极32之间的该第二电极部36之外，其他每一第二电极部36的第三段361连接第m个指状电极32，每一第二电极部36的第四段362连接第m+1个指状电极32。所述第二电极部36类似于沙漏状，每一第二电极部36沿该第一方向51的长度是自该第三段361与该第四段362朝该第二衔接段363逐渐地缩小。
[0033]由以上说明也可得知，本发明的每一指状电极32连接所述第一电极部35中的其中一个及所述第二电极部36中的其中一个。
[0034]该太阳能电池3实际上还包括一位于该基板31的背面上的背电极(图未示)，用于与该第一汇流电极33、第二汇流电极34、外侧指状电极32’及指状电极32配合输出电能，但由于该背电极非本发明的改良重点，所以不再说明。
[0035]本发明改良该第一汇流电极33与第二汇流电极34的结构，两者分别包括所述间隔的第一电极部35与第二电极部36，取代已知的长条状且整体呈实心结构的汇流电极，可减少汇流电极的导电浆料用量以降低生产成本。
[0036]此外，本实施例的每一第一电极部35与第二电极部36的类沙漏状设计，通过该第一衔接段353与该第二衔接段363沿该第一方向51的长度缩小，也有助于节省浆料，而且在此同时还能维持该第一段351、第二段352、第三段361与第四段362沿该第一方向51的长度，一方面使第一电极部35与第二电极部36能与相连的指状电极32有足够的连接力量，另一方面可以提供足够的焊接面积与焊接结合力，使后续要焊接在该第一汇流电极33与该第二汇流电极34上的焊带导线能稳固地焊接并附着。如此一来，本发明在降低生产成本的同时，还能兼顾焊接稳固性的需求，使焊接后的模组可通过后续的拉力测试，以维持产品的可靠度。
[0037] 补充说明的是，焊带导线焊接后，实际上具有连接所述相间隔的指状电极32的功能，但由于焊带导线可能会有局部部位虚焊，若本发明的第一电极部35与第二电极部36没有形成交错配置时，即，第一电极部35与第二电极部36的位置左右对应时，而焊带导线虚焊的部位又正好落在两个彼此之间没有设置电极部的指状电极32之间时，则此两指状电极32就无法形成电连接。
[0038]而本发明通过所述第一电极部35与第二电极部36交错配置以连接所述指状电极32，因此该第一汇流电极33、第二汇流电极34与所述指状电极32形成连续的导电网路，即使焊带导线在任两个指状电极32之间形成虚焊，本发明还是可以通过第一电极部35与第二电极部36提供连续的电流传导路径。例如，若该第一汇流电极33上的焊带导线于该第一个与第二个指状电极32之间虚焊时，该第一个与第二个指状电极32仍可通过第二电极部36连接。此为相当创新且实用的结构设计，对于产业上的应用有非常大的帮助。
[0039]参阅图4，本发明太阳能电池模组的第二较佳实施例与该第一较佳实施例的结构大致相同，不同的地方在于该太阳能电池3的第一汇流电极33与第二汇流电极34的结构。
[0040]本实施例的第一汇流电极33的第一段351与第二段352、以及第二汇流电极34的第三段361与第四段362，不仅连接所述指状电极32或外侧指状电极32’，而且还于该第二方向52上突出且跨过与其相连接的指状电极32或外侧指状电极32’。本实施例同样达到与该第一较佳实施例相同的功效，在此不再说明。
[0041]参阅图5，本发明太阳能电池模组的第三较佳实施例与该第一较佳实施例的结构大致相同，不同的地方在于，本实施例的第一个第一电极部35连接一个外侧指状电极32’与二个指状电极32，其他每一第一电极部35与每一第二电极部36都连接三个指状电极32。本实施例同样达到与该第一较佳实施例相同的功效，在此不再说明。
[0042]由上述三个实施例可知，本发明的精神在于第一电极部35与第二电极部36于该第一方向51上的位置必须错开，而且每一指状电极32连接所述第一电极部35中的其中一个及所述第二电极部36中的其中一个，以确保导电路径连贯。但本发明不须限定每一第一电极部35与每一第二电极部36所连接的指状电极32数量，也不须限定第一电极部35与第二电极部36的形状，两者的形状可以相同也可以不相同，当然也可以为其他形状，以下通过其他实施例进行说明。
[0043]参阅图6，本发明太阳能电池模组的第四较佳实施例与该第一较佳实施例的结构大致相同，不同的地方在于:本实施例的每一第一电极部35包括多个呈连续弯折地连接的第一线段354。每一第二电极部36包括多个呈连续弯折地连接的第二线段364。第一电极部35的上述设计可加长其延伸长度，增长导电路径，并能使该第一电极部35与基板31之间有足够大的接触面积，有助于增加该第一电极部35的附着力，同时也能提供焊带导线足够的焊接结合力。同理，第二电极部36的结构也有相同功效。
[0044]参阅图7，本发明太阳能电池模组的第五较佳实施例与该第一较佳实施例的结构大致相同，不同的地方在于:本实施例的每一第一电极部35包括多个沿该第二方向52间隔排列且皆沿该第一方向51延伸的第一导电段355、以及一沿该第二方向52延伸且连接所述第一导电段355的第二导电段356。每一第二电极部36包括多个沿该第二方向52间隔排列且皆沿该第一方向51延伸的第三导电段365、以及一沿该第二方向52延伸且连接所述第三导电段365的第四导电段366。
[0045]本实施例的每一第一电极部35通过所述第一导电段355的设计，可增加该第一电极部35的导电路径，并能使该第一电极部35与基板31之间有足够大的接触面积，有助于增加该第一电极部35于该基板31上的附着力、以及提供焊带导线足够的焊接结合力。同理，第二电极部36的结构也有相同功效。
[0046]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡是本领域技术人员在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种太阳能电池，包括:一个具有一个受光面的基板、位于该受光面上的多个指状电极、一个第一汇流电极与一个第二汇流电极，该多个指状电极皆沿一个第一方向延伸，并且沿一个垂直该第一方向的第二方向间隔排列，其特征在于，该第一汇流电极包括多个沿该第二方向间隔排列的第一电极部，该第二汇流电极沿该第一方向而与该第一汇流电极间隔排列，该第二汇流电极包括多个沿该第二方向间隔排列的第二电极部，且所述第二电极部与所述第一电极部在该第一方向上的位置交错排列；每一个指状电极连接所述第一电极部中的一个及所述第二电极部中的一个。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每一个第一电极部包括沿该第二方向而相反设置的一个第一段与一个第二段，每一个第二电极部包括沿该第二方向而相反设置的一个第三段与一个第四段，位于任两相邻的第一电极部之间的该第二电极部的第三段与其中一第一电极部的第二段连接同一个指状电极，位于任两相邻的第一电极部之间的该第二电极部的第四段与另一第一电极部的第一段连接同一个指状电极。
3.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，每一个第一电极部还包括一个位于该第一段与该第二段之间的第一衔接段，该第一段沿该第一方向的长度以及该第二段沿该第一方向的长度都大于该第一衔接段沿该第一方向的长度；每一个第二电极部还包括一个位于该第三段与该第四段之间的第二衔接段，该第三段沿该第一方向的长度以及该第四段沿该第一方向的长度都大于该第二衔接段沿该第一方向的长度。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每一个第一电极部包括多个呈连续弯折地连接的第一线段；每一个第二电极部包括多个呈连续弯折地连接的第二线段。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，每一个第一电极部包括多个沿该第二方向间隔排列且皆沿该第一方向延伸的第一导电段、以及一个沿该第二方向延伸且连接所述第一导电段的第二 导电段；每一个第二电极部包括多个沿该第二方向间隔排列且皆沿该第一方向延伸的第三导电段、以及一个沿该第二方向延伸且连接所述第三导电段的第四导电段。
6.一种太阳能电池模组，包括:相对设置的一个第一板材与一个第二板材、及一个位于该第一板材与该第二板材之间的封装材，其特征在于，该太阳能电池模组还包括多个排列于该第一板材与该第二板材之间并且如权利要求1至5中任一项权利要求所述的太阳能电池，该封装材包覆在所述太阳能电池的周围。
【文档编号】H01L31/0224GK103904139SQ201310054378
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年2月20日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】李昆儒, 刘浩伟, 赖俊文, 林峯杰 申请人:茂迪股份有限公司