一种太阳能电池及其正面电极结构的制作方法

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种太阳能电池及其正面电极结构。

背景技术：

在太阳能电池制造过程中，为了将太阳能电池产生的电流收集后导出，需要在太阳能电池的表面制备电极，其中，设置在太阳能电池受光面上的电极被称作正面电极。正面电极主要包括主栅和副栅两部分，其中，副栅主要用于将电流从太阳能电池内部导出，主栅主要用于收集副栅上的电流。为了保证正面电极良好的导电性能，正面电极主要采用银浆制成。

请参考图1，图1是早期太阳能电池的正面电极的结构示意图。如图所示，太阳能电池的正面电极设置在受光面1上，该正面电极包括若干等距平行排列的副栅2以及与该副栅2垂直的主栅3，其中，主栅3被设计为整条实心直线结构。这种设计方式导致正面电极的银浆使用量较高，从而导致正面电极的成本较高。由于正面电极的成本是太阳能电池成本中最主要的部分，因此较高的正面电极成本直接导致整个太阳能电池的成本较高。

为了降低正面电极的成本进而降低整个太阳能电池的成本，目前的太阳能电池的正面电极被设计为H型结构。请参考图2，图2是目前太阳能电池的正面电极的结构示意图。如图所示，H型结构的正面电极设置在太阳能电池的受光面10上，该正面电极包括若干根等间距平行排列的副栅20以及与该副栅20垂直设置的主栅30，其中，主栅30的数量通常为3～6根，图中以 3根为例进行示意。主栅30进一步包括两条平行设置的连接线(图中分别以标号301和302表示)以及多个主栅段303，该多个主栅段303间隔地设置在两条连接线之间并通过该两条连接线进行连接，其中，主栅段303被设计为实心直线结构，相邻的两个主栅段303之间为镂空结构304。除此之外，太阳能电池的副栅20的宽度也被进一步降低至45μm左右。

现有的太阳能电池由于其主栅采用镂空设计且副栅的宽度也被降低，因此使正面电极的银浆使用量所有减少，进而使正面电极的成本有所降低。虽然现有太阳能电池正面电极的成本较早期有所降低，但是为了追求更低的成本，业内人士一直没有停止对如何降低太阳能电池正面电极的银浆使用量的研究。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种太阳能电池的正面电极结构，该正面电极结构包括包括若干平行设置的副栅、以及与该副栅垂直设置的多根主栅，其中：

所述主栅包括平行设置的两条连接线以及多个主栅段，该多个主栅段间隔地设置在所述两条连接线之间并通过所述两条连接线进行连接，其中，所述主栅段呈网格状结构。

根据本实用新型的一个方面，该正面电极结构中，所述主栅段包括第一图形线组和第二图形线组，该第一图形线组包括至少一根呈直线形状的第一图形线，该第二图形线组包括至少一根呈直线形状的第二图形线，该第一图形线与该第二图形线交叉设置形成所述网格状结构。

根据本实用新型的另一个方面，该正面电极结构中，当所述第一图形线组包括两根及以上第一图形线、所述第二图形线组包括两根及以上第二图形线时，所述第一图形线平行设置且斜向排列，所述第二图形线平行设置且按照与所述第一图形线相反的斜向方向排列，所述第一图形线和所述第二图形线交叉形成所述网格状结构。

根据本实用新型的又一个方面，该正面电极结构中，所述第一图形线和所述第二图形线的数量均为三根。

根据本实用新型的又一个方面，该正面电极结构中，所述主栅的宽度范围是0.6mm至1.0mm；所述第一图形线的宽度范围是40μm至80μm，相邻两根所述第一图形线的间距范围是1mm至1.5mm；所述第二图形线的宽度范围是40μm至80μm，相邻两根所述第二图形线的间距范围是1mm至1.5mm。

根据本实用新型的又一个方面，该正面电极结构中，相邻两个所述主栅段的间距范围是0.2mm至0.5mm。

根据本实用新型的又一个方面，该正面电极结构中，所述第一图形线和所述第二图形线中位于所述网格状结构中心区域的部分设置有毛刺结构。

根据本实用新型的又一个方面，该正面电极结构中，所述毛刺结构呈直线形状或弧形形状。

根据本实用新型的又一个方面，该正面电极结构中，所述毛刺结构的宽度范围是10μm至20μm。

本实用新型还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括上述正面电极结构。

本实用新型所提供的太阳能电池的正面电极结构包括若干平行设置的副栅以及与该副栅垂直设置的多根主栅，该主栅包括平行设置的两条连接线以及多个主栅段，该多个主栅段间隔地设置在两条连接线之间并通过两条连接线进行连接，其中，主栅段呈网格状结构。相较于现有技术中主栅段采用实心直线结构的H型结构的正面电极来说，本实用新型所提供的正面电极结构由于其主栅段采用了网格状结构设计，因此有效地降低了正面电极结构的银浆使用量，从而有效地降低了正面电极结构的成本，进而降低了整个太阳能电池的成产成本。此外，主栅段采用网格状结构设计在降低银浆使用量的同时还减小了正面电极的遮光面积，有利于提高太阳能电池的效率。相应地，基于本实用新型提供的正面电极结构所形成的太阳能电池，相较于现有技术中正面电极为H型结构的太阳能电池来说，具有更为低廉的生产成本以及更高的电池效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是早期太阳能电池的正面电极的结构示意图；

图2是目前太阳能电池的正面电极的结构示意图；

图3是根据本实用新型的一个优选实施例的太阳能电池正面电极结构的示意图；

图4是图3所示正面电极结构中主栅的结构示意图以及主栅段的放大示意图；

图5是根据本实用新型的另一个优选实施例的主栅段的结构示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为了更好地理解和阐释本实用新型，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种太阳能电池的正面电极结构，该正面电极结构包括若干平行设置的副栅、以及与该副栅垂直设置的多根主栅，其中：

所述主栅包括平行设置的两条连接线以及多个主栅段，该多个主栅段间隔地设置在所述两条连接线之间并通过所述两条连接线进行连接，其中，所述主栅段呈网格状结构。

下面，将对本实用新型所提供的正面电极结构的各个部分进行详细说明。

具体地，在本实施例中，太阳能电池可以是单晶硅太阳能电池、也可以是多晶硅太阳能电池。太阳能电池可以实现将太阳能转化为电流，其中，为了将太阳能电池所产生的电流进行收集并导出，需要在太阳能电池的表面设置电极结构，即在太阳能电池的受光面设置正面电极结构以及在太阳能电池的背光面设置背面电极。正面电极结构进一步包括用于将电流从太阳能电池内部导出的副栅以及用于收集副栅上电流的主栅。在本实施例中，若干根副栅以平行排列的方式密集地设置在阳能电池的受光面上，多根主栅与该若干根副栅垂直设置。其中，副栅的宽度范围优选是26μm至35μm，主栅的数量优选是3～6根。材料方面，副栅和主栅均采用银浆制成。

主栅进一步包括两条连接线以及多个主栅段，其中，该两条连接线平行设置，该多个主栅段沿连接线方向间隔地设置在该两条连接线之间，每一主栅段均与该两条连接线接触从而实现通过该两条连接线将该多个主栅段进行连接的目的。在本实施例中，该主栅段呈网格状结构。本实用新型对于网格状结构的具体形式并没有任何限定，该网格状结构中的网格可以是菱形、矩形、圆形甚至是不规则形状，凡是其上存在多处镂空可以形成网格状结构的主栅段均落入本实用新型所保护的范围。此外，主栅的两条连接线之间的垂直距离范围优选是0.6mm至1mm，也就是说，主栅线的宽度范围优选是 0.6mm至1mm。

现有技术中，太阳能电池的正面电极采用H型结构设计，其主栅段为实心直线结构。相较于实心直线结构来说，很明显网格状结构的印刷面积更小。也就是说，相较于现有主栅段采用实心直线结构的正面电极来说，本实用新型所提供的正面电极结构由于其主栅段采用网格状结构设计，因此可以有效地降低主栅段的银浆使用量。此外，现有技术中太阳能电池正面电极中的副栅的宽度在45μm左右，而本实用新型所提供的正面电极进一步将副栅的宽度减少至26μm至35μm，从而有效地降低了副栅的银浆使用量。由于本实用新型所提供的正面电极结构从主栅和副栅两方面均降低了银浆使用量(特别是主栅部分)，因此有效地降低了太阳能电池正面电极整体的银浆使用量，从而有效地降低了太阳能电池正面电极的成本，进而有效地降低了太阳能电池的生产成本。除此之外，相较于实心直线结构来说，由于网格状结构的印刷面积更小，因此主栅段采用网格状结构设计可以减小正面电极的遮光面积，有利于提高太阳能电池的效率。

进一步地，主栅段包括第一图形线组和第二图形线组，其中，第一图形线组包括至少一根呈直线形状的第一图形线，第二图形线组包括至少一根呈直线形状的第二图形线，第一图形线与第二图形线交叉设置形成网格状结构。此处需要说明的是，第一图形线和第二图形线的数量可以相同，也可以不同，本文对此没有任何限定。

更进一步地，当第一图形线和第二图形线的数量均为两根及两根以上时，第一图形线采用平行且斜向排列的方式进行设置，第二图形线同样采用平行且斜向的方式进行设置，不同的是第一图形线和第二图形线的斜向方向相反，如此一来，第一图形线和第二图形线可以通过交叉形成网格状结构。下面，结合图3和图4以一个优选实施例对主栅段的结构进行说明，其中，第一图形线和第二图形线的数量均为三根。如图3所示，正面电极结构设置在太阳能电池的受光面100上，正面电极结构包括若干平行设置的若干副栅300以及多根与该若干副栅300垂直设置的主栅200。本实施例中以三根主栅200 为例进行示意。如图4所示，主栅200进一步包括两条连接线(分别以第一连接线210a和第二连接线210b表示)以及多个主栅段220。第一连接线210a 和第二连接线210b平行设置。多个主栅段200沿连接线方向间隔地设置在第一连接线210a和第二连接线210b之间，也就是说，相邻两个主栅段220之间存在一定的间隔。主栅段220包括第一图形线组和第二图形线组，其中，第一图形线组包括三根第一图形线(分别以标号221a、221b以及221c表示)，第二图形线组包括三根第二图形线(分别以标号222a、222b以及222c表示)，其中，第一图形线和第二图形线均呈直线状。在本实施例中，第一图形线的两端与第一连接线210a和第二连接线210b分别连接，同样地，第二图形线的两端与第一连接线210a和第二连接线210b也分别连接。第一图形线221a、第一图形线221b以及第一图形线221c平行设置、且按照从左上至右下的方向斜向排列，第二图形线222a、第二图形线222b以及第二图形线222c平行设置、且按照从右上至左下的方向斜向排列，由于第一图形线与第二图形线的斜向方向不同，因此第一图形线与第二图形线之间可以形成交叉从而构成网格状结构。在本实施例中，主栅200的宽度范围是0.6mm至1.0mm；第一图形线的宽度范围是40μm至80μm，相邻两根第一图形线的间距(即垂直距离)范围是1mm至1.5mm；第二图形线的宽度范围是40μm至80μm，相邻两根第二图形线的间距(即垂直距离)范围是1mm至1.5mm。此外，相邻两个主栅段220的间距范围优选是0.2mm至0.5mm。本领域技术人员可以理解的是，图3和图4所示的由三根第一图形线和三根第二图形线所构成的主栅段仅为优选实施方式，在其他实施例中，第一图形线的数量不限于三根，可以是一根、两根、四根或者更多根，第二图形线的数量也不限于三根，可以是一根、两根、四根或者更多根，为了简明起见，在此不再对主栅段的所有可能结构进行一一列举。

更进一步地，第一图形线和第二图形线中位于网格状结构中心区域的部分设置有毛刺结构。仍以主栅段由三根第一图形线和三根第二图形线构成为例进行说明。请参考图5，图5是根据本实用新型的另一个优选实施例的主栅段的结构示意图。如图5所示，主栅段中的第一图形线221a、第一图形线 221b以及第一图形线221c平行设置、且按照从左上至右下的方向斜向排列，第二图形线222a、第二图形线222b以及第二图形线222c平行设置、且按照从右上至左下的方向斜向排列，第一图形线和第二图像线交叉形成网格状结构。其中，该网格状结构的中心区域即为第一图形线221b和第二图形线222b 的交点附件的区域，在第一图形线221b和第二图形线222b位于该区域内的部分上设置有毛刺结构223。在本实施例中，在网格状结构的中心区域内，利用短横线与第一图形线221b交叉设置以在第一图形线221b的两侧形成毛刺结构223，同样地，利用短横线与第二图形线222b交叉设置以在第二图形线222b的两侧形成毛刺结构223。需要说明的是，在本实施例中，用于形成毛刺结构223的短横线是直线状，因此毛刺结构223呈直线形状。在其他实施例中，用于形成毛刺结构223的线还可以是弧线，相应地毛刺结构223呈弧形形状。本文对毛刺结构的形状并不做任何限定，凡是与第一图形线/第二图形线连接并向其两侧延伸的毛刺结构均包括在本实用新型的保护范围内。毛刺结构的宽度小于第一图形线和第二图形线的宽度，其范围优选是10μm 至20μm。还需要说明的是，毛刺结构置在第一图形线和第二图形线位于网格状结构中心区域的部分上仅为优选实施方式，在其他实施例中，在第一图形线和第二图形线位于网格状结构中其他区域的部分上也可以设置毛刺结构。对于采用网格状结构设计且中心区域设置有毛刺结构的主栅段所形成的主栅来说，经测试，该主栅的印刷面积较现有技术中H型结构正面电极中主栅的印刷面积减小了12％，相应地银浆使用量也减少了12％。

本实用新型还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池的受光面上设置有正面电极结构，该正面电极结构采用前述的正面电极结构实现。关于正面电极结构的具体构成可以参考前文中相关内容的描述，为了简明起见，在此不再重复描述。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。

本实用新型所提供的太阳能电池的正面电极结构包括若干平行设置的副栅以及与该副栅垂直设置的多根主栅，该主栅包括平行设置的两条连接线以及多个主栅段，该多个主栅段间隔地设置在两条连接线之间并通过两条连接线进行连接，其中，主栅段呈网格状结构。相较于现有技术中主栅段采用实心直线结构的H型结构的正面电极来说，本实用新型所提供的正面电极结构由于其主栅段采用了网格状结构设计，因此有效地降低了正面电极结构的银浆使用量，从而有效地降低了正面电极结构的成本，进而降低了整个太阳能电池的成产成本。此外，主栅段采用网格状结构设计在降低银浆使用量的同时还减小了正面电极的遮光面积，有利于提高太阳能电池的效率。相应地，基于本实用新型提供的正面电极结构所形成的太阳能电池，相较于现有技术中正面电极为H型结构的太阳能电池来说，具有更为低廉的生产成本以及更高的电池效率。

以上所揭露的仅为本实用新型的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。