一种背接触电池及其电极结构的制作方法

1.本发明属于背接触电池技术领域，具体涉及一种背接触电池及其电极结构。


背景技术：

2.背接触太阳能电池是一种将发射极和基极接触电极均放置在电池背面（非受光面）的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻从而提高填充因子；并且这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时全背电极的组件更易于装配。对于背接触太阳能电池而言，电极图形设计结构为电池核心技术。
3.现有背接触太阳能电池的电极结构有如下几种：在第一种具体结构中，如图1所示，异性电极的主栅（主栅a 011，主栅b 021）及其上设置的pad点（pad点a 012，pad点b 022）分别设计在电池两侧边缘（即主栅及其pad点沿两侧区域的边缘延伸设置），载流子需要从电池的一侧传输到另外一侧，收集载流子的细栅（细栅a 010，细栅b 020）的长度非常长。载流子长距离传输对细栅的导电性要求非常高，以铜栅线为例，细栅总面积一般占到电池背面80%以上的面积，同时铜栅的厚度需要达到30μm以上，因此大幅减少了电池的双面率，且严重影响铜栅电极设备的产能。
4.在第二种具体结构中，如图2所示，形成交替排列的异性电极细栅（细栅a 010，细栅b 020）后，在电极细栅上表面印刷交替排列的绝缘油墨（油墨a013，油墨b 023），之后再印刷银浆形成主栅（主栅a011，主栅b 021）及其上pad点（pad点a 012，pad点b 022）。为避免主栅及pad点与细栅之间短路，绝缘油墨一般需要印刷到30μm以上，且绝缘油墨不耐高温，印刷形成主栅及pad点的银浆需要用到昂贵的低温银浆，因此大幅增加了电极的成本，同时还存在电池可靠性的风险。
5.在第三种具体结构中，如图3所示，异性电极的主栅（主栅a 011，主栅b 021）及其上的pad点（pad点a 012，pad点b 022）分别设计在电池中间及两侧边缘（即主栅及其pad点沿两侧区域的边缘延伸设置），细栅（细栅a 010，细栅b 020）在异性主栅及pad点区域断开。在组件制作过程中，焊带也需要覆盖硅片边缘的主栅与pad点，硅片边缘存在大量隐裂，焊带焊接过程中会引起应力集中，导致发生裂片的问题，降低了组件良率，且降低了组件可靠性。
6.因此，本领域急需研究一种背接触电池的电极结构，以解决上述问题，其一直是本领域技术人员重点研究的问题之一。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了克服现有技术存在的电极结构对栅线导电性要求非常高，且组件良率及组件可靠性低，材料成本昂贵的缺陷，提供一种背接触电池及其电极结构，该电极结构具有对栅线导电性要求低、电池良率高、焊接良率高的特点，能够提高背接触电池的可靠性、降低成本，且能够保证优良的光电转换效率。
8.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种背接触电池的电极结构，所述电极结构设置在背接触电池的背面，背面在其所在平面的x轴方向上划分为中间区域和两侧区域，所述电极结构包括：第三栅线，其设置在两侧区域内的第一极性区域上，用于收集两侧区域第一极性区域的电流；第四栅线，其设置在两侧区域内的第二极性区域上，用于收集两侧区域第二极性区域的电流；且第二极性与第一极性的极性相反；第三主栅及其上设置的第三pad点，其与所述第三栅线电连接，且其设置在两侧区域中第一侧区域的非边缘处，所述第三主栅及第三pad点与第一侧区域的边缘之间留有第一间隔；第四主栅及其上设置的第四pad点，其与所述第四栅线电连接，且其设置在两侧区域中第二侧区域的非边缘处，所述第四主栅及第四pad点与第二侧区域的边缘之间留有第二间隔；其中，在背面所在平面的x轴和y轴方向上，所述第一侧区域和第二侧区域中对应主栅与两侧区域的边缘之间均分布有交替设置的第三栅线与第四栅线，且在两侧区域的第一间隔和第二间隔处，所述第四栅线与所述第三栅线分别具有呈弯曲状延伸的边缘段。
9.在一些优选实施方式中，所述弯曲状延伸包括l形延伸、u形延伸、v形延伸、t形延伸、弧形延伸中的至少一种。
10.在一些优选实施方式中，在第一间隔和/或第二间隔处，交替排布的所述第三栅线和第四栅线整体沿两侧区域内对应主栅的垂直中线呈对称分布。
11.在一些优选实施方式中，所述第三主栅、第四主栅、中间区域内设置的主栅均水平于y轴方向上两侧区域的边缘线。
12.在一些优选实施方式中，所述第三主栅和第四主栅的宽度各自独立地为中间区域内设置的主栅宽度的1-2倍。
13.在一些优选实施方式中，所述第一间隔和第二间隔在x轴方向上的最短距离d各自独立地为1-15 mm、优选1-7mm。
14.在一些优选实施方式中，在y轴方向上，所述第一侧区域和第二侧区域中对应主栅的端部与相应侧区域的侧边之间的最短距离d为1-15mm。
15.在一些优选实施方式中，在x轴方向和/或y轴方向上，在两侧区域内，最靠外的第三栅线或第四栅线与相应侧区域的边缘或侧边之间的最短距离l为0.01-1 mm、优选0.01-0.3 mm。
16.优选地，d和d均大于l。
17.在一些优选实施方式中，在由内向外的靠近两侧区域的边缘方向上，具有呈弯曲状延伸的边缘段的不同第三栅线和/或不同第四栅线的长度逐渐增加且宽度逐渐加宽。
18.更优选地，在具有呈弯曲状延伸的边缘段的不同第三栅线和/或不同第四栅线中，相应栅线长度每增加1倍，该相应栅线的宽度相比于相邻较短的栅线宽度增加1-4倍、优选2-4倍。
19.在一些优选实施方式中，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和具有呈弯曲状延伸的边缘段的第四栅线的宽度各自独立地为中间区域内设置的栅线宽度的1-6倍、优选
2-6倍。
20.在一些优选实施方式中，所述第一侧区域和第二侧区域上均设置若干侧面电极单元，若干侧面电极单元在y轴方向上依次排布，所述侧面电极单元为包括所述第三栅线、第四栅线、第三主栅及其上设置的第三pad点、第四主栅及其上设置的第四pad点形成的单元结构。
21.在一些优选实施方式中，所述电极结构还包括：第一栅线，其设置在中间区域内的第一极性区域上，用于收集中间区域第一极性区域的电流；第二栅线，其设置在中间区域内的第二极性区域上，用于收集中间区域第二极性区域的电流；第一主栅及其上设置的第一pad点，其设置在中间区域内且与第一栅线电连接；第二主栅及其上设置的第二pad点，其设置在中间区域内且与第二栅线电连接；其中，在中间区域内，第一主栅和第二主栅相邻且成对设置，且第一栅线和第二栅线交替排布的设置在第一主栅和第二主栅之间。
22.进一步优选地，所述第一栅线和第二栅线的宽度相同，所述第三栅线和第四栅线的宽度相同。
23.更优选地，相邻的第三栅线和第四栅线之间的距离为0.1-0.6mm、优选0.3-0.5mm，相邻的第一栅线和第二栅线之间的距离为0.1-0.6mm、优选0.3-0.5mm。
24.进一步优选地，所述第一栅线和第二栅线、第三栅线和第四栅线在背面所占的总面积之和占背面面积的8%-30%，所述第一栅线和第二栅线、第三栅线和第四栅线的厚度各自独立地为5-10μm。
25.更优选地，所述第一主栅和第二主栅均水平于y轴方向上两侧区域的边缘线，所述第一侧区域内的第四栅线电连接在相邻的第二主栅及第二pad点上，所述第二侧区域内的第三栅线电连接在相邻的第一主栅及第一pad点上；所述第一pad点和第二pad点分别包括左pad点和右pad点，左pad点和右pad点以相应主栅为中心呈左右对称或斜对称分布。
26.更优选地，所述第一主栅的数量与第二主栅的数量相同，所述第一主栅的数量为3-10；在第一主栅上的第一pad点和在第二主栅上的第二pad点的数量相同，在第一主栅上的第一pad点的数量为10-100。
27.更优选地，所述中间区域内设置若干中间电极单元，若干中间电极单元沿背面的x轴方向和/或y轴方向上依次排布，所述中间电极单元为包括所述第一栅线、第二栅线、第一主栅及其上设置的第一pad点、第二主栅及其上设置的第二pad点形成的单元结构。
28.第二方面，本发明提供一种背接触电池，其背面设置包括第一方面所述的电极结构。
29.有益效果：本发明通过上述技术方案，尤其是在两侧区域的非边缘处设置对应主栅且在主栅四周分布交替排布的第三栅线与第四栅线，配合其他技术特征；第一方面，使得电池边缘与两侧区域对应主栅之间保持一定安全距离，避免电池边缘焊接出现大量隐裂的问题；第二方面，能够减少两侧区域对应主栅的长度，从而提高电池效率；第三方面，无需印刷绝缘胶即可实现含各主栅的电极结构，降低对栅线导电性的要求，电池良率高、焊接良率高。本发
明具有对栅线导电性要求低、电池良率高、焊接良率高的特点，能够提高背接触电池的可靠性、降低成本，且能够保证优良的光电转换效率。
30.在本发明的优选方案中，在中间区域设置包括第一主栅和第二主栅的结构，其与两侧区域的第三主栅和第四主栅共同配合，形成多主栅电极结构，电极结构中无需大面积印刷绝缘胶，实现电池两侧边缘无主栅与pad点的多主栅电极结构，并且电流无需传输长距离栅线才到主栅区域汇流，更利于显著降低对栅线导电性的要求，进一步提高背接触电池的可靠性、降低成本、提高产品良率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1是现有技术的第一种电极结构部分的示意图。
33.图2是现有技术的第二种电极结构部分的示意图。
34.图3是现有技术的第三种电极结构部分的示意图。
35.图4是本发明电极结构部分的第一种具体实施方式的结构示意图。
36.图5是图4的结构划分区域后的示意图。
37.图6是本发明电极结构部分的第二种具体实施方式的结构示意图。
38.图7是本发明电极结构中间区域的一种具体实施方式的结构示意图。
39.图8是本发明电极结构部分的第三种具体实施方式的结构示意图。
40.图9是本发明电极结构整体的一种具体结构示意图。
41.附图标记说明011、主栅a，021、主栅b，012、pad点a，022、pad点b，010、细栅a，020、细栅b，013、油墨a，023、油墨b。
42.10、第一栅线，20、第二栅线，30、第三栅线，40、第四栅线，11、第一主栅，12、第一pad点，21、第二主栅，22、第二pad点，31、第三主栅，32、第三pad点，41、第四主栅，42、第四pad点；a、中间区域，b、第二侧区域，c、第一侧区域。
具体实施方式
43.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解。本发明中，以靠近电池背面两侧区域的边缘的方向为外，反之为内。
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个
新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。其中，术语“可选的”、“任选的”均是指可以包括，也可以不包括（或可以有，也可以没有）。
46.第一方面，本发明提供了一种背接触电池的电极结构，所述电极结构设置在背接触电池的背面，背面在其所在平面的x轴方向上划分为中间区域和两侧区域，所述电极结构包括：第三栅线，其设置在两侧区域内的第一极性区域上，用于收集两侧区域第一极性区域的电流；第四栅线，其设置在两侧区域内的第二极性区域上，用于收集两侧区域第二极性区域的电流；且第二极性与第一极性的极性相反；第三主栅及其上设置的第三pad点，其与所述第三栅线电连接，且其设置在两侧区域中第一侧区域的非边缘处，所述第三主栅及第三pad点与第一侧区域的边缘之间留有第一间隔；第四主栅及其上设置的第四pad点，其与所述第四栅线电连接，且其设置在两侧区域中第二侧区域的非边缘处，所述第四主栅及第四pad点与第二侧区域的边缘之间留有第二间隔。
47.其中，在背面所在平面的x轴和y轴方向上，所述第一侧区域和第二侧区域中对应主栅与两侧区域的边缘之间均分布有交替设置的第三栅线与第四栅线，且在两侧区域的第一间隔和第二间隔处，所述第四栅线与所述第三栅线分别具有呈弯曲状延伸的边缘段。
48.本发明通过将背面沿x轴方向划分为中间区域和两侧区域，并对两侧区域内的电极分布进行上述改进，尤其是将两侧区域内的主栅设置在非边缘处且配合上述特定栅线延伸结构，能够有效避免现有技术中在电池边缘设置主栅及相应pad点而引起的对栅线导电性要求非常高，电池双面率低，铜栅电极的厚度很厚，电池两侧边缘的主栅及pad点制作组件过程中需要焊接焊带，存在大量隐裂，从而降低了组件良率及组件可靠性等问题，同时提高了电池转换效率、电池良率、可靠性等。
49.本发明中，两侧区域的边缘是指位于背面的两侧区域上的完整边缘线（或称为背面y轴方向上的边缘线），而两侧区域上的相邻边（即x轴方向上的边部）称为部分边缘或侧边。
50.本发明中，在背面所在平面的x轴和y轴方向上，所述第一侧区域和第二侧区域中对应主栅与两侧区域的边缘之间均分布有交替设置的第三栅线与第四栅线，是指，在电池背面两侧区域的对应主栅的外侧面与相邻的相应侧区域的边缘之间（即-x轴方向），两侧区域的对应主栅的内侧面与中间区域之间（即+x轴方向），两侧区域的对应主栅的两端与相邻的相应侧区域的侧边之间（即-y轴和+y轴两个方向），均分布有若干条交替排布的第三栅线与第四栅线，如图4所示。可以理解的是，在两侧区域的对应主栅的四周（即其所在平面的上下左右四个方向）均分布有交替排布的第三栅线与第四栅线。
51.优选地，所述第三主栅和第四主栅分别位于y轴方向上两侧区域的中部。也即，第三主栅或第四主栅的两端在y轴方向上（即附图4中的竖直方向上）分别至两侧区域的上下侧边之间的距离相同。
52.本发明中，所述第二极性与第一极性的极性相反，那么，在第二极性为正极时第一极性为负极，在第一极性为正极时第二极性为负极。
53.在一些优选实施方式中，所述弯曲状延伸包括l形延伸、u形延伸、v形延伸、t形延伸、弧形延伸（包括圆形、非圆形等任意弧度的弯曲组合）中的至少一种。其中弯曲状延伸可以为上述延伸方式中的一种或多种组合。该优选方案下，更利于两侧区域的对应主栅和对应pad点远离电池两侧区域的边缘而设置，使得进一步显著降低对栅线导电性的要求，同时进一步提高背接触电池的可靠性、降低成本、提高产品良率。
54.所述弯曲状延伸更优选为l形延伸、u形延伸、t形延伸中的至少一种。
55.在一些优选实施方式中，在第一间隔和/或第二间隔处，交替排布的所述第三栅线和第四栅线整体沿两侧区域内对应主栅的垂直中线呈对称分布。在一种具体方案中，如图4所示，所述第三栅线30与第四栅线40呈凹字形交替分布。当然，在其他实施方式中，交替排布的所述第三栅线和第四栅线整体沿两侧区域内对应主栅的垂直中线，也可以不对称分布。
56.本发明中，所述第三主栅及其上设置的第三pad点是指，第三主栅上设置若干第三pad点。一般地，若干第三pad点沿第三主栅的轴向间隔设置。第四主栅及其上设置的第四pad点具有同理释义，在此不再赘述。
57.本发明中，两侧区域内同极性的栅线均与对应的同极性主栅及其上设置的对应pad点电连接，该主栅附近的不同极性栅线的端部为自由端，不同极性栅线的另一端电连接在中间区域的最相近的同极性主栅及其对应的pad点上。可以理解的是，该自由端与该主栅之间具有距离、不连接，或称为不同极性栅线在该不同极性主栅处为断开的。示例性的，如图5所示，将背面电极结构划分为中间区域a、第一侧区域c、第二侧区域b，第二侧区域b的第四栅线40与第四主栅41及第四pad点42进行电连接，第二侧区域b的第三栅线30的靠近第四主栅41及第四pad点42的一端部为自由端且该自由端与第四主栅41及第四pad点42之间留有距离，且第三栅线30的另一端电连接在中间区域a内的最相近的同极性主栅上；第一侧区域c的第三栅线30与第三主栅31及第三pad点32进行电连接，第一侧区域c的第四栅线40的靠近第三主栅31及第三pad点32的一端部为自由端且该自由端与第三主栅31及第三pad点32之间留有距离，且第四栅线40的另一端电连接在中间区域a内的最相近的同极性主栅上。
58.在一些优选实施方式中，所述第三主栅、第四主栅、中间区域内设置的主栅均水平于y轴方向上两侧区域的边缘线。
59.更优选地，所述第三主栅和第四主栅的宽度各自独立地为中间区域内设置的主栅宽度的1-2倍，具体例如1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2倍。该优选方案下，第三主栅和第四主栅比中间区域主栅更宽的方案，能收集更多的载流子，更利于降低载流子在主栅上的电学功率损失。
60.在一些具体优选实施方式中，所述第三主栅和第四主栅的宽度各自独立地为中间区域内设置的主栅宽度的1-1.5倍。
61.在满足上述宽度特定倍数的基础上，所述第三主栅和第四主栅的宽度、中间区域内设置的主栅的宽度可行范围较宽，示例性的，所述第三主栅和第四主栅的宽度各自独立地为0.2-0.5mm，中间区域内设置的主栅的宽度为0.1-0.3mm。其中，所述第三主栅和第四主栅的宽度相同或不同，优选相同。
62.在一些优选实施方式中，所述第一间隔和第二间隔在x轴方向上的最短距离d各自独立地为1-15 mm，具体例如可以为1mm、2mm、5mm、7mm、10mm、12mm、14mm、15mm等以及相邻点
值之间的任意值。该优选方案下，第三主栅及其相应pad点和第四主栅及其相应pad点均同时设置在距离硅片两侧区域的边缘焊接安全的区域，更利于避免硅片边缘焊接存在微隐裂的可能，并能减少硅片两侧区域对应主栅的长度，从而进一步提高电池效率。
63.在一些具体优选实施方式中，所述第一间隔和第二间隔在x轴方向上的最短距离d各自独立地为1-7 mm。
64.本发明中，所述第一间隔在x轴方向上的最短距离d是指，在x轴方向上，第三主栅及第三pad点与第一侧区域的边缘之间的距离，也即第三主栅与第一侧区域的边缘之间的距离，第三pad点与第一侧区域的边缘之间的距离，均在1-15 mm内。第二间隔在x轴方向上的最短距离d具有同理释义，在此不再赘述。
65.本发明中，在两侧区域内相应主栅与两侧区域的边缘之间的距离确定的情况下，其上设置的相应pad点相对于对应主栅的相对尺寸，本领域技术人员可以根据实际需求确定；示例性的，pad点在其对应主栅的宽度方向（也即x轴方向）向外延伸的距离为0.2-1mm，也即pad点的最外沿与对应主栅的最外沿之间的距离。
66.在一些优选实施方式中，在y轴方向上，所述第一侧区域和第二侧区域中对应主栅的端部与相应侧区域的侧边之间的最短距离d为1-15 mm，具体例如可以为1mm、2mm、5mm、7mm、10mm、12mm、14mm、15mm等以及相邻点值之间的任意值。该优选方案下，由于主栅端部与硅片侧边保留一定的距离，更利于两侧区域的对应主栅和对应pad点远离电池两侧区域的边缘而设置。
67.在一些优选实施方式中，在x轴方向和/或y轴方向上，在两侧区域内，最靠外的第三栅线或第四栅线与相应侧区域的边缘或侧边之间的最短距离l为0.01-1 mm。该优选方案下，由于栅线距离边缘或侧边的l比主栅相应l明显小，更利于与最靠外的栅线相邻且相反极性的栅线收集载流子，从而提高电池效率。
68.所述l为0.01-1 mm，例如可以为0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm等以及相邻点值之间的任意值，在一些具体优选实施方式中优选0.01-0.3 mm。
69.其中，在x轴方向上最靠外的第三栅线或第四栅线与相应侧区域的边缘（或侧边）之间的最短距离l，与在y轴方向上的相应距离l可以相同或不同。
70.本发明中，d和d均大于l。
71.在一些更优选实施方式中，所述第一间隔和第二间隔在x轴方向上的最短距离d各自独立地为1-15 mm，在x轴方向上，在两侧区域内，最靠外的第三栅线或第四栅线与相应侧区域的边缘或侧边之间的最短距离l为0.01-1 mm；且d大于l。该优选方案下，两侧区域内位于边缘处的栅线和位于非边缘处的主栅的分布距离适宜，更利于降低载流子在栅线上传导的电学功率损失，从而提高电池效率。
72.在一些优选实施方式中，所述第一侧区域和第二侧区域上均设置若干侧面电极单元，若干侧面电极单元沿y轴方向上依次排布，所述侧面电极单元为包括所述第三栅线、第四栅线、第三主栅及其上设置的第三pad点、第四主栅及其上设置的第四pad点形成的单元结构。在一种具体实施方式中，如图8所示，若干侧面电极单元依次排布，可以理解的是，图中上下相邻的侧面电极单元中的对应主栅为非连续结构。
73.在一些优选实施方式中，在由内向外的靠近两侧区域的边缘方向上，具有呈弯曲
状延伸的边缘段的不同第三栅线和/或不同第四栅线的长度逐渐增加且宽度逐渐加宽。该优选方案下，充分考虑到两侧区域中第一间隔和第二间隔内的部分呈弯曲状延伸的边缘段栅线的长度比中间区域上对应栅线的长度长，配合增加两侧区域中具有呈弯曲状延伸的边缘段的对应栅线的宽度，更利于有效减少因为栅线长度更长引起的电学传输损失。
74.所述上述宽度逐渐加宽包括以下三方面中至少一种：在由内向外的靠近两侧区域的边缘方向上，第一方面，具有上述边缘段的不同第三栅线的宽度逐渐加宽，第二方面，具有上述边缘段的不同第四栅线的宽度逐渐加宽，也即相邻的两个第三栅线宽度不同，相邻的两个第四栅线宽度不同，且越靠近两侧区域的边缘，其相应栅线宽度越宽；第三方面，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和相邻的具有呈弯曲状延伸的边缘段的第四栅线的宽度在上述方向上逐渐加宽。长度逐渐增加具有与宽度逐渐加宽同理的相应三方面释义，在此不再赘述。
75.更优选地，在具有呈弯曲状延伸的边缘段的不同第三栅线和/或不同第四栅线中，相应栅线长度每增加1倍，该相应栅线的宽度相比于相邻较短的栅线宽度增加1-4倍，具体例如可以为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4倍以及其相邻点值之间的任意值，优选2-4倍。该优选方案下，宽度增加适宜，更利于有效减少因为栅线长度更长引起的电学传输损失，提高电池转换效率。
76.在一些优选实施方式中，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和具有呈弯曲状延伸的边缘段的第四栅线的宽度各自独立地为中间区域内设置的栅线宽度的1-6倍，具体例如可以为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6倍以及其相邻点值之间的任意值，如图6所示。该优选方案下，两侧区域具有呈弯曲状延伸的边缘段的的栅线宽度比中间区域的对应栅线宽度相同或更宽，更宽的方案更利于有效减少由于两侧区域的栅线长度更长引起的电学传输损失。
77.在一些具体优选实施方式中，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和具有呈弯曲状延伸的边缘段的第四栅线的宽度各自独立地为中间区域内设置的栅线宽度的2-6倍。
78.在上述优选方案中，应当理解的是，在中间区域的对应栅线的宽度均相同时，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和第四栅线的宽度各自独立地可以为中间区域的对应栅线宽度的1-6倍；在中间区域的对应栅线的宽度不同时，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线或第四栅线的宽度分别与中间区域的对应栅线的宽度的倍数均满足在1-6倍范围。优选前者。
79.本发明中具有呈弯曲状延伸的边缘段的不同第三栅线的宽度可以相同或不同，具有呈弯曲状延伸的边缘段的不同第四栅线的宽度可以相同或不同，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和相邻的具有呈弯曲状延伸的边缘段的第四栅线的宽度可以相同或不同；只要利于提高电池性能和良率、成本等效果均可。
80.进一步优选地，具有呈弯曲状延伸的边缘段的第三栅线和具有呈弯曲状延伸的边缘段的第四栅线的宽度均相同，中间区域的对应栅线的宽度相同。
81.本发明中的一种优选实施方式中，两侧区域的不具有弯曲边缘段的第三栅线和第四栅线的宽度与中间区域的对应栅线的宽度均相同。
82.在一些优选实施方式中，所述电极结构还包括：第一栅线，其设置在中间区域内的第一极性区域上，用于收集中间区域第一极性
区域的电流；第二栅线，其设置在中间区域内的第二极性区域上，用于收集中间区域第二极性区域的电流；第一主栅及其上设置的第一pad点，其设置在中间区域内且与第一栅线电连接；第二主栅及其上设置的第二pad点，其设置在中间区域内且与第二栅线电连接；其中，在中间区域内，第一主栅和第二主栅相邻且成对设置，且第一栅线和第二栅线交替排布的设置在第一主栅和第二主栅之间。
83.可以理解的是，设置在第一极性区域上的相应栅线或相应主栅的极性与第一极性相同，设置在第二极性区域上的相应栅线或相应主栅的极性与第二极性相同；例如，第一极性为正极时，第一栅线与第三栅线为正极栅线，用于收集第一极性区域的正极电流，则第二栅线与第四栅线为负极栅线，用于收集第二极性区域的负极电流；或者，第一极性为负极时，第一栅线与第三栅线为负极栅线，用于收集第一极性区域的负极电流，则第二栅线与第四栅线为正极栅线，用于收集第二极性区域的正极电流。其中，应当理解的是，正极栅线设于背接触电池背面的p型掺杂区，负极栅线设于背接触电池背面的n型掺杂区。具体地，在一种具体实施方式中，如图4至图8所示，为便于辨别，网格填充部分的第一栅线10、第三栅线30极性相同，黑色填充部分的第二栅线20、第四栅线40极性相同，且第一栅线10、第三栅线30的极性与第二栅线20、第四栅线30的极性相反；网格填充部分的第一主栅11、第一pad点12、第三主栅31、第三pad点32与第一栅线10、第三栅线30的极性相同；黑色填充部分的第二主栅21、第二pad点22、第四主栅41、第四pad点42与第二栅线20、第四栅线40的极性相同。
84.更优选地，所述第一主栅和第二主栅均水平于y轴方向上两侧区域的边缘线。
85.进一步优选地，所述第一栅线和第二栅线的宽度相同，所述第三栅线和第四栅线的宽度相同。
86.更优选地，相邻的第三栅线和第四栅线之间的距离为0.1-0.6mm，相邻的第一栅线和第二栅线之间的距离为0.1-0.6mm。进一步优选地，相邻的第三栅线和第四栅线之间的距离为0.3-0.5mm，相邻的第一栅线和第二栅线之间的距离为0.3-0.5mm。
87.在一些优选实施方式中，所述第一栅线和第二栅线、第三栅线和第四栅线在背面所占的总面积之和占背面面积的8%-30%。
88.在一些优选实施方式中，所述第一栅线和第二栅线、第三栅线和第四栅线的厚度各自独立地为5-10μm。
89.本发明中，在两侧区域的对应栅线连接在中间区域内相邻的同极性主栅及其上设置的pad点上。在本发明的具体实施方式中，所述第一侧区域内的第四栅线电连接在相邻的第二主栅及第二pad点上，所述第二侧区域内的第三栅线电连接在相邻的第一主栅及第一pad点上。其中，第一侧区域内的第四栅线可以电连接在相邻的同极性的第二主栅上，也可以电连接在第二pad点上，第三栅线同理。
90.本发明中优选地，所述第一pad点和第二pad点分别包括左pad点和右pad点，左pad点和右pad点以相应主栅为中心呈左右对称或斜对称分布。该优选方案下，更便于以最短距离与两侧区域内的对应栅线进行电连接。
91.在上述优选方案的一种具体实施方式中，如图4所示，第一pad点12包括左pad点和右pad点，该左pad点和右pad点以与第一pad点12相连接的第一主栅11为中心呈左右对称分
布；第二pad点22包括左pad点和右pad点，该左pad点和右pad点以与第二pad点22相连接的第二主栅21为中心呈斜对称分布。
92.本发明中，无论在两侧区域内还是在中间区域内，在每个区域对应主栅的附近设置的不同极性栅线的端部均为自由端，也即不同极性栅线在靠近的对应主栅及pad点处是断开的、不连接的；也即，本发明中，各相应栅线均满足：一端为自由端，另一端电连接在同极性的相近主栅及pad点上；本发明中在栅线和主栅之间的电连接处均为同极性的连接，不存在不同极性的栅线和主栅相互交叠点，不设置如图2所示交叠点处所需的绝缘油墨。
93.本发明中，所述第一主栅的数量可以≥1。可以理解的是，在中间区域内，第一主栅与相邻的第二主栅成对设置。
94.本发明所述第一主栅的数量与第二主栅的数量相同，更优选所述第一主栅的数量为3-10。该优选方案下，第一主栅与第二主栅交替设置，且其长度可根据背面尺寸而延伸。
95.进一步优选地，在第一主栅上的第一pad点和在第二主栅上的第二pad点的数量相同，更优选在第一主栅上的第一pad点的数量为10-100。
96.更优选地，如图7-图8所示，所述中间区域内设置若干中间电极单元，若干中间电极单元沿背面的x轴方向和/或y轴方向上依次排布，所述中间电极单元为包括所述第一栅线、第二栅线、第一主栅及其上设置的第一pad点、第二主栅及其上设置的第二pad点形成的单元结构。
97.应当理解的是，在所述中间电极单元中包括一对第一主栅和第二主栅，以及其上设置和连接的其他对应结构。在若干中间电极单元沿x轴方向上依次排布时，如图7所示；在若干中间电极单元沿y轴方向上依次排布时，如图8所示；在若干中间电极单元沿x轴方向和y轴方向上依次排布时，整体如图9所示。可以理解的是，y轴方向上的两个中间电极单元中，上下相邻的第一主栅或上下相邻的第二主栅分别相互电连接、为连续结构，最外层的所述第四栅线或所述第三栅线可重叠设置（即相同极性的两个相应栅线可重叠设置）或共用连接设置（即x轴方向共用，弯曲状延伸的边缘段向各自方向延伸）。
98.本发明中，在背面，除了第一间隔和第二间隔内设置的栅线以外，其他栅线均沿x轴方向平行设置。
99.本发明中，背接触电池的形状可以为现有的任一种，例如可以为矩形，如长方形或正方形；还可以为含拐角的四边形，如四边形的角可以为标准拐角、切割的拐角或修圆的拐角等，其可根据实际生产需要进行设置，在此不做具体限定。
100.本发明中，在背面设置的各相应栅线（包括不同极性的对应栅线）的数量，本领域技术人员可以根据实际的背接触电池的面积大小、各相应栅线的宽度及上述所需距离进行确定，在此不做具体限定。
101.第二方面，本发明提供一种背接触电池，其背面设置包括第一方面所述的电极结构。
102.本发明背接触电池的生产良率高，可靠性高，成本低，且能够保证优良的光电转换效率。
103.下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。
104.实施例1一种背接触电池的电极结构，部分结构单元如图4、图5、图7和图8所示，整体结构
如图9所示，所述电极结构包括：用于收集电池中间区域a第一极性电流的第一栅线10；用于收集电池中间区域a第二极性电流的第二栅线20；用于收集电池两侧区域b/c第一极性电流的第三栅线30；用于收集电池两侧区域b/c第二极性电流的第四栅线40；设置在电池背面中间区域a且为第一极性的第一主栅11及第一pad点12，设置在中间区域a且为第二极性的第二主栅21及第二pad点22；设置在电池背面的两侧区域中第二侧区域b且具有第二极性的第四主栅41及第四pad点42，第一侧区域c且具有第一极性的第三主栅31及第三pad点32；所述第一栅线10与第三栅线30收集第一极性区域的电流，第二栅线20与第四栅线40收集第二极性区域的电流。第一极性区域和第二极性区域的极性相反，具体地，第一栅线10与第三栅线30为正极栅线，用于收集正极区域的正极电流，则第二栅线20与第四栅线40为负极栅线，用于收集负极区域的负极电流。其中，正极栅线设于背接触电池的p型掺杂区，负极栅线设于背接触电池的n型掺杂区。
105.所述第一pad点12和第二pad点22分别包括左pad点和右pad点，其左pad点和右pad点以相应主栅为中心分别呈左右对称和斜对称分布。中间区域a第二极性的第二pad点22 数量与第一极性的第一pad点12数量相同，均为20，且其沿相应主栅的轴向均匀的间隔设置。电池中间区域a第一极性的第一栅线10和第二极性的第二栅线20交替水平设置，且第一栅线10和第二栅线20均垂直于中间区域a中对应主栅的轴向而设置，中间区域a中对应主栅与电池两侧区域边缘线平行设置。
106.如图4所示，电池背面两侧区域内对应主栅与电池两侧区域的边缘之间分布有若干条第一极性的第三栅线30与若干条第二极性的第四栅线40，所述第三栅线30与第四栅线40呈l形及凹字形（其具有l形延伸、u形延伸、t形延伸）交替分布，且沿相应主栅的垂直中线对称分布，在由内向外的靠近两侧区域的边缘方向上，呈l形及凹字形交替分布的不同第三栅线和不同第四栅线的长度依次增加。第二侧区域b的第四栅线40与第四主栅41及第四pad点42相连接，第一侧区域c的第三栅线30与第三主栅31及第三pad点32相连接。
107.如图4所示，电池背面两侧区域内和中间区域内最边缘的栅线距离硅片边缘或侧边的距离l均为0.2mm，此处指的是两侧区域上靠近硅片最边缘的第三栅线30或第四栅线40、第一栅线10或第二栅线20与硅片边缘或侧边的距离。电池背面两侧区域内对应主栅与边缘的距离d分别为5mm，其对应pad点在对应主栅宽度方向分别向外的延伸距离为0.4mm。两侧区域中对应主栅的端部与相应侧区域的侧边之间的距离d为5mm。
108.其中，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40的宽度相同，均为0.1mm。第一主栅11和第二主栅21的宽度相同、均为0.2mm，第三主栅31和第四主栅41的宽度均为第一主栅11宽度的1.2倍。相邻的第三栅线和第四栅线之间的距离为0.4mm，相邻的第一栅线和第二栅线之间的距离为0.4mm。所述第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的18%，所述第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40的厚度均为5μm。
109.实施例2参照实施例1进行，不同的是，如图6所示，两侧区域上的呈l形及凹字形交替分布
的第三栅线30与第四栅线40的宽度均是中间区域a的第一栅线10宽度的2倍，两侧区域上的整体呈直线延伸的第三栅线30与第四栅线40的宽度与第一栅线10、第二栅线20相同。由此相应的，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的22%。
110.实施例3参照实施例2进行，不同的是，两侧区域上的呈l形及凹字形交替分布的第三栅线30与第四栅线40的宽度均是中间区域a的第一栅线10宽度的1.2倍。由此相应的，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的18.5%。
111.实施例4参照实施例1进行，不同的是，在由内向外的靠近两侧区域的边缘方向上，呈l形及凹字形交替分布的不同第三栅线和不同第四栅线的宽度随长度增加而依次逐渐加宽，即呈l形及凹字形交替分布的栅线中任意相邻的两个栅线之间，以及呈l形及凹字形交替分布的栅线与相邻的整体呈直线延伸的相应栅线（第三栅线或第四栅线）之间，随相应栅线长度每增加1倍，该相应栅线的宽度相比于相邻较短的栅线宽度增加1.1倍。由此相应的，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的18.5%。整体呈直线延伸的相应栅线（第三栅线或第四栅线）的宽度与第一栅线10、第二栅线20相同。
112.实施例5参照实施例4进行，不同的是，其加宽的梯度不同，具体随相应栅线长度每增加1倍，该相应栅线的宽度相比于相邻较短的栅线宽度增加4倍。由此相应的，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的22%。
113.实施例6参照实施例4进行，不同的是，呈l形及凹字形交替分布的不同第三栅线的宽度加宽的梯度不同，随不同第三栅线长度每增加1倍，该长度的栅线的宽度相比于相邻较短的栅线宽度增加1.125倍，其与呈l形及凹字形交替分布的不同第四栅线的加宽梯度不同。由此相应的，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的19.5%。
114.实施例7参照实施例1进行，不同的是，电池背面两侧区域内对应主栅与边缘的距离d分别为10mm。由此相应的，第一栅线10、第二栅线20与第三栅线30、第四栅线40在背面所占的总面积之和占背面面积的18%。
115.实施例8参照实施例1进行，不同的是，电池背面两侧区域内最边缘的栅线距离硅片两侧区域的边缘或侧边的距离l为0.5mm。
116.实施例9参照实施例1进行，不同的是，电池背面两侧区域内最边缘的栅线距离硅片两侧区域的边缘或侧边的距离l为1mm。
117.实施例10参照实施例1进行，不同的是，第三主栅31和第四主栅41的宽度均为第一主栅11宽
度的2倍。
118.对比例1一种电极结构如图1所示，异性电极的主栅（主栅a 011，主栅b 021）及其上设置的pad点（pad点a 012，pad点b 022）分别设置在电池两侧区域的边缘上且沿其边缘延伸，中间不设置主栅及pad点，中间仅设置收集载流子的细栅（细栅a 010，细栅b 020）。主栅及pad点和细栅与实施例1的主栅、栅线宽度分别相同。
119.该对比例中，载流子需要从电池的一侧传输到另外一侧，收集载流子的细栅（细栅a 010，细栅b 020）的长度非常长。载流子长距离传输对细栅的导电性要求非常高，以铜栅线为例，细栅总面积一般占到电池背面80%以上的面积，同时铜栅的厚度需要达到30μm以上，因此大幅减少了电池的双面率，且严重影响铜栅电极设备的产能。
120.对比例2一种电极结构如图2所示，形成交替排列的异性电极细栅（细栅a 010，细栅b 020）后，在电极细栅上表面印刷交替排列的绝缘油墨（油墨a013，油墨b 023），之后再印刷银浆形成主栅（主栅a011，主栅b 021）及其上pad点（pad点a 012，pad点b 022）。主栅及pad点和细栅与实施例1的主栅、栅线宽度分别相同。
121.该对比例中，为避免主栅及pad点与细栅之间短路，绝缘油墨一般需要印刷到30μm以上，且绝缘油墨不耐高温，印刷形成主栅及pad点的银浆需要用到昂贵的低温银浆，因此大幅增加了电极的成本，同时还存在电池可靠性的风险。
122.对比例3一种电极结构如图3所示，异性电极的主栅（主栅a 011，主栅b 021）及其上的pad点（pad点a 012，pad点b 022）分别设计在电池中间及两侧区域边缘并沿边缘延伸，细栅（细栅a 010，细栅b 020）在异性主栅及pad点区域断开。主栅及pad点和细栅与实施例1的主栅、栅线宽度分别相同。
123.该对比例中，在组件制作过程中，焊带也需要覆盖硅片两侧区域的边缘的主栅与pad点，硅片边缘存在大量隐裂，焊带焊接过程中会引起应力集中，导致发生裂片的问题，降低了组件良率，且降低了组件可靠性。
124.测试例将上述实施例和对比例的电极结构用于背接触电池中，根据测试标准gb/t 6495，测试电池性能（短路电流(jsc)、电池转换效率），并对该批次的栅线（或细栅）导电要求、电池良率、焊接良率进行测量并记录，结果如表1所示。
125.表1
实施例编号jsc(ma/cm2)导电性要求电池良率(%)焊接良率(%)电池转换效率(%)实施例142.31.398.599.826.1实施例242.3198.599.826.1实施例342.31.298.599.826.1实施例442.31.2598.599.826.1实施例542.3198.599.826.1实施例642.31.298.599.826.1实施例742.31.5-298.599.826.1实施例842.11.398.599.825.98
实施例941.91.398.599.825.85实施例1042.21.398.599.826.05对比例142.4510-10098.299.526.05对比例242.50.5959726.2对比例342.2198.59525.8
通过上述结果可知，相比于对比例，本发明的背接触电池多主栅电极结构具有对栅线导电性要求低、电池良率高、焊接良率高的特点，能够提高背接触电池的可靠性、降低成本，且能够保证优良的光电转换效率。
126.进一步的，根据实施例1和实施例2可以看出，采用本发明的加宽两侧区域长度较大的栅线宽度的优选方案，对栅线的导电性要求更低，从而更利于量产，成本更低。根据实施例2和实施例3可以看出，采用优选范围的加宽方案，对栅线的导电性要求更低。根据实施例1和实施例4可以看出，采用本发明优选呈梯度的逐渐加宽栅线的实施例4方案，对栅线的导电性要求更低，从而更利于量产，成本更低。根据实施例4、实施例5、实施例6可以看出，采用本发明优选加宽梯度的实施例5方案，对栅线的导电性要求更低。根据实施例1和实施例7-9可以看出，采用本发明优选边缘尺寸的方案，对栅线的导电性要求更低，同时兼顾优良的短路电流和导电性要求、电池转换效率。根据实施例1和实施例10可以看出，采用本发明优选两侧区域主栅宽度的方案，更利于兼顾优良的短路电流。
127.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。