一种高性能晶体硅电池的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能晶体硅电池的制备方法，该制备方法是将常规晶体硅电池的正电极由n条单一宽度的正电极变更为n′条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极，每条正电极均起始于窄正电极并终止于窄正电极，其中起始端以及终止端窄正电极的宽度为0.08~0.3mm，中间窄正电极的宽度为起始端或终止端窄正电极的1/2，宽正电极的宽度W′为0.5~2.0mm，常规晶体硅电池的单一宽度的正电极的宽度W为1.5~4.0mm，所述n≤n′≤2W/W′。本发明能减少正电极金属所占面积，降低对金属银的消耗量，并且解决了目前市场上晶体硅电池的串联电阻大，转化效率低的技术问题。
【专利说明】一种高性能晶体硅电池的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池【技术领域】，具体涉及一种高性能晶体硅太阳能电池的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着国际光伏市场形式的变化，光伏行业的竞争越来越激烈，高性能晶体硅电池越来越受大家关注，成为企业赖以生存的关键。目前现有的晶体硅电池普遍还在采用连续正电极设计，如图1所示，正电极数量以2-3条作为主流，其中6'和6.5'以2条为主，8'以3条为主，根据晶体硅电池正电极的特点以及高性能晶体硅电池的要求，主栅设计方面还存在很大的优化空间。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种高性能晶体硅太阳能电池的制备方法，该制备方法能减少正电极金属所占面积，降低对金属银的消耗量，并且可解决目前市场上晶体硅电池的串联电阻大，转化效率低的技术问题。
[0004]本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的:一种高性能晶体硅太阳能电池的制备方法，是将常规晶体硅电池的正电极由η条单一宽度的正电极变更为V条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极，每条正电极均起始于窄正电极并终止于窄正电极，其中起始端以及 终止端窄正电极的宽度为0.08、.3mm，中间窄正电极的宽度为起始端或终止端窄正电极的1/2，宽正电极的宽度W'为0.5~2.0mm，常规晶体硅电池的单一宽度的正电极的宽度W为1.5~4.0mm，所述η Sn'≤2W/ W'。
[0005]本发明主要针对电池的正电极和细栅的设计，采用两方面参数相结合改进电池性倉泛:
一是将正电极由连续设计变更为三种宽度正电极交替的样式，两端为窄正电极，往中部宽、窄正电极交替连接，二是降低正电极宽度、增加正电极数量，这两种技术方案可以作为配合变更的项目，且正电极始终平行且沿晶体硅片的轴线对称分布。
[0006]通过这两方面调整，通过降低正电极的金属化面积，可以减少正电极对光的遮挡，增加电池的电流密度Jsc，并且正电极中心距减小，电流运动到达正电极所需路径减小，这样可以降低细栅对电流的热损耗，提高电流流通量，从而提高电池和组件填充因子，以期更好优化组件发电效率。
[0007]本发明对晶体硅太阳电池正电极方面的改进可以通过对丝网图形进行设计来实现，该方式推广性强，操作简单。
[0008]本发明所述由窄正电极和宽正电极交替连接组成的正电极的条数n'满足:η Sn' ^ 2ff/ff/。例如，对于8'单晶电池，通常设计3条连续正电极，正电极规格为154mmX (1.5~2.0)mm (长X宽，以下同),采用本发明的方案为n'条交替正电极,正电极长度仍为154臟，其中8段宽正电极(I~15)mmX (1.5~2.0) mm (假设宽度由W代表)，起始窄电极和终止窄电极(5~20)mmX (0.15^0.3)mm，中间7对窄正电极宽度为起始窄正电极的1/2，且正电极条数n'满足条件:η Sn' ^ 2ff/ff/，其中单一宽度的正电极的宽度W为 1.5~4.0mnin
[0009]本发明所述n'条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极以晶体硅片的中心轴线为中心线相对称分布。
[0010]本发明在晶体硅片上还设有多条与所述n'条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线。
[0011]本发明所述多条与所述n'条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线间距相同，位于靠近晶体硅片边缘处的细栅线距离电池边缘的距离为I~L Smnin
[0012]本发明所述细栅线始终保持与正电极及正电极的对称轴相垂直。
[0013]本发明所述细栅线的条数为60-150根，细栅线的宽度为15~80Mm。
[0014]本发明对于6.5'晶体硅片，每条正电极由2段起始端和终止端窄正电极、5对窄正电极和6段宽正电极交替连接组成；对于8'晶体硅片，每条正电极由2段起始端和终止端窄正电极、7对窄正电极和8段宽正电极交替连接组成。
[0015]本发明位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸相同。
[0016]本发明位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸不同。
[0017]每条正电极对称轴始终沿晶体硅片的对称轴均匀分布，无论正电极数量是奇数还是偶数。
[0018]本发明中的晶体硅片优选为单晶体硅片。
[0019]本发明具有如下优点:采用本发明技术方案，可以降低晶体硅片正面2%以上的金属化面积，减少2%以上的电池银消耗，同时多主栅设计可以降低晶体硅电池的串联电阻，提高晶体硅电池焊接而成的太阳能组件的转换效率；且该方法推广性强，操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是现有的晶体娃电池的连续正电极设计示意图；
图2是本发明实施例1中制备的6.晶体硅电池的示意图；
图3是本发明实施例2中制备的8,晶体硅电池的示意图；
图4是本发明实施例3中制备的8,晶体硅电池的示意图；
图5是本发明实施例4中制备的8,晶体硅电池的示意图。
[0021]图1-5中，1、晶体硅片，2、正电极，3、细栅线。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
对于6.5'单晶电池，常规晶体硅电池的传统设计为2条单一宽度的连续正电极，正电极规格为124mmX3.0mm，本实施例将其变更为4条由宽正电极窄正电极交替连接而成，如图2所示，正电极长度仍为124mm，其中6段宽正电极9.0mmX 1.2mm，7段窄正电极，其中两端2段窄正电极10.0mmX0.15臟，中间5对窄电极10.0mmX0.075mm，正电极条数满足条件:η ≤ n'≤ 2W/ W'，即 2 ≤ 4 ≤[2X3.0/1.2] =5。
[0023]这4条由窄正电极和宽正电极交替连接组成的正电极以晶体硅片的中心轴线为中心线相对称分布。在晶体硅片上还设有多条与4条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线。细栅线的条数为55根，细栅线的宽度为50Mm。
[0024]多条与4条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线间距相同，位于靠近晶体硅片边缘处的细栅线距离电池边缘的距离为1.0mm。
[0025]按照上述参数设计成印刷图形，硅片经过表面织构化、扩散、沉积减反射层、丝网印刷背面金属等过程，而正面通过上述图形的网版丝网印刷正面金属图案，经过烧结为成品电池，利用1.(Tl.2mm的涂锡铜带将电池串并连接并封装成电池组件。
[0026]实施例2
对于8'单晶电池，常规晶体硅电池的传统设计为3条单一宽度的连续正电极，正电极规格为154mmX 1.5mm，本实施例将其变更为3条交替正电极，如图3所示，正电极长度仍为154臟，其中8段宽正电极8.0mmX 1.0mm，9段窄正电极，其中两端2段窄正电极为10.0mmX0.18mm,中部7对窄正电极为10.0mmX0.09mm,正电极条数满足条件:n Sn'≤ 2W/ W'，即 3 ≤ 3 ≤[2 X 1.5/1.0] =3。
[0027]其中3条由窄正电极和宽正电极交替连接组成的正电极以晶体硅片的中心轴线为中心线相对称分布。
[0028]在晶体硅片 上还设有多条与3条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线。细栅线的条数为80根，细栅线的宽度为40Mm。
[0029]多条与3条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线间接相同，位于靠近晶体硅片边缘处的细栅线距离电池边缘的距离为1.0mm。
[0030]位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸可以不同，也可以相同。
[0031]按照上述参数设计成印刷图形，硅片经过表面织构化、扩散、沉积减反射层、丝网印刷背面金属等过程，而正面通过上述图形的网版丝网印刷正面金属图案，经过烧结为成品电池，利用0.8^1.0mm的涂锡铜带将电池串并连接并封装成电池组件。
[0032]实施例3
对于8'单晶电池，常规晶体硅电池的传统设计为3条单一宽度的连续正电极，正电极规格为154mmX3.0mm，本实施例将其变更为4条交替正电极，如图4所示，正电极长度仍为154mm，其中8段宽正电极8.0mmX 1.3mm，9段窄正电极，其中两端2段窄正电极为10.0mmX0.18mm,中部7对窄正电极为10.0mmX0.09mm,正电极条数满足条件:n Sn'≤ 2W/ W'，即 3 ≤ 4 ≤[2 X 3.0/1.3] =4.6。
[0033]其中4条由窄正电极和宽正电极交替连接组成的正电极以晶体硅片的中心轴线为中心线相对称分布。
[0034]在晶体硅片上还设有多条与4条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线。细栅线的条数为80根，细栅线的宽度为40Mm。
[0035]多条与4条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线间接相同，位于靠近晶体硅片边缘处的细栅线距离电池边缘的距离为1.0mm。[0036]位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸可以不同，也可以相同。
[0037]按照上述参数设计成印刷图形，硅片经过表面织构化、扩散、沉积减反射层、丝网印刷背面金属等过程，而正面通过上述图形的网版丝网印刷正面金属图案，经过烧结为成品电池，利用1.1~1.3mm的涂锡铜带将电池串并连接并封装成电池组件。
[0038]实施例4
对于8'单晶电池，常规晶体硅电池的传统设计为3条单一宽度的连续正电极，正电极规格为154mmX4.0mm，本实施例将其变更为6条交替正电极，如图5所示，正电极长度仍为154臟，其中8段宽正电极6.5mmX 1.2mm，9段窄正电极中，两端2段窄正电极为19.5mmX0.15mm,中部7对窄正电极为9.0mmX0.075mm,正电极条数满足条件:n ≤ n'≤ 2W/r，即 3 ≤ 6 ≤[2X4.0/1.2]=6.67。
[0039]其中6条由窄正电极和宽正电极交替连接组成的正电极以晶体硅片的中心轴线为中心线相对称分布。
[0040]在晶体硅片上还设有多条与6条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线。细栅线的条数为90根，细栅线的宽度为30Mm。
[0041]多条与6条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线间接相同，位于靠近晶体硅片边缘处的细栅线距离电池边缘的距离为1.0mm。
[0042]位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸可以不同，也可以相同。
[0043]按照上述参数设计成印刷图形，硅片经过表面织构化、扩散、沉积减反射层、丝网印刷背面金属等过程，而正面通过上述图形的网版丝网印刷正面金属图案，经过烧结为成品电池，利用1.(Tl.2mm的涂锡铜带将电池串并连接并封装成电池组件。
[0044]以上列举的具体实施例是对本发明进行的说明。需要指出的是，以上实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:将常规晶体硅电池的正电极由η条单一宽度的正电极变更为V条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极，每条正电极均起始于窄正电极并终止于窄正电极，其中起始端以及终止端窄正电极的宽度为0.08、.3mm，中间窄正电极的宽度为起始端或终止端窄正电极的1/2，宽正电极的宽度W'为0.5~2.0mm，常规晶体硅电池的单一宽度的正电极的宽度W为I.5~4.0mm，所述η ≤ n'≤ 2ff/ r。
2.根据权利要求1所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:所述n'条由窄正电极和宽正电极交替连接组成的正电极以晶体硅片的中心轴线为中心线相对称分布。
3.根据权利要求2所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:在晶体硅片上还设有多条与所述n'条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线。
4.根据权利要求3所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:所述多条与所述n'条由窄正电极和宽正电极交替连接而成的正电极相垂直设置的细栅线间距相同，位于靠近晶体硅片边缘处的细栅线距离电池边缘的距离为广1.5mm。
5.根据权利要求4所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:所述细栅线的条数为60~150根，细栅线的宽度为15~80Mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:对于6.5'晶体硅片，每条正电极由7段窄正电极和6段宽正电极交替连接组成。
7.根据权利要求1-5任一项所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:对于8'晶体硅片，每条正电极由9段窄正电极和8段宽正电极交替连接组成。
8.根据权利要求6或7所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸不同。
9.根据权利要求6或7所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:位于每条正电极起始端的窄正电极和终止端的窄正电极的宽度尺寸与位于每条正电极中间部位的窄正电极的宽度尺寸相同。
10.根据权利要求6或7所述的高性能晶体硅电池的制备方法，其特征是:每条正电极对称轴始终沿晶体硅片的对称轴均匀分布，无论正电极数量是奇数还是偶数。
【文档编号】H01L31/0224GK103985772SQ201410141989
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】刘苗, 杨伟强, 严金梅, 李吉, 赵鹏松 申请人:晶澳太阳能有限公司