CN101609848B - 丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极及其制造方法，在电极主栅线中制作未印刷到导电浆料的阵列点，每个阵列点的图形呈封闭式。制造方法是在网版的正背电极主栅线上排布乳胶膜阵列点，用于阻挡导电浆料的透过。本发明能有效节约晶体硅太阳能电池正背表面导电浆料；能够有效消除银硅合金和硅的膨胀系数不同而带来的应力，从而降低电池片的弯曲以及组件焊接碎片率；能够增强主栅线导电浆料烧结后在硅表面的附着牢固性，有效解决银主栅线的脱落问题；减小导电浆料和硅的表面的接触面积，增大开路电压和短路电流。

Description

丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极及其制造方法。
背景技术：
晶体硅太阳能电池是将光能直接转换为电能的半导体器件，在半导体内部产生的电流需要使用正负电极收集并将其引出，用以和外电路连接。正负电极主栅线除了具有收集并引出电流的作用外，还具有对太阳能电池进行测试分选，将单个太阳能电池焊接互联，从而增大输出功率等功能；为了能够减少电极的遮光损失和电极电阻带来的串联电阻损失，电极的制作需要使用贵重金属银制成的导电导电浆料；同时要求正负电极主栅线与测试仪器的探针有较好的接触；正负电极主栅线需要有较好的可焊接性等性质。导电浆料的使用增加了电池的制作成本，并在电池烧结后导致了电池的弯曲变形，焊接互联中电池的弯曲导致碎片率的增加等因素致使晶体硅太阳能发电成本居高不下。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种结构合理，有效节约晶体硅太阳能电池正背表面导电浆料、降低电池片的弯曲以及组件焊接碎片率、解决主栅线的脱落问题的丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极及其制造方法。
本发明的技术解决方案是：
一种丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极，包括电极主栅线，其特征是：在电极主栅线中设置未印刷到导电浆料的阵列点，每个阵列点的图形呈封闭式。
所述阵列点呈凹坑状。
所述电极主栅线是125*125单晶、125*125多晶，156*156单晶或156*156多晶的正背面电极主栅线。
所述阵列点的图形为三角形、圆形、椭圆形、多边形或其他封闭图形。。
阵列点为圆形时，直径为50um～1mm；阵列点为多边形时，最长的对角线为50um～1mm；阵列点为三角形时，最长的边长为50um～1mm。
阵列点排列成平行于主栅线的列时，同一列中点的最近邻点之间的间距为0～5mm；阵列点排列成垂直于主栅线的行或者排列成与主栅线成大于零度夹角的行时，同一行中最近邻点之间的间距为50um～1mm。
一种丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极的制造方法，包括印刷导电浆料，其特征是：在印刷导电浆料前，在网版的正背电极主栅线上排布乳胶膜阵列点、用于阻挡导电浆料的透过。
在新的丝网印刷晶体硅太阳能电池正背面电极图形的设计中，分布在电极主栅线中的点较为优化图形为圆形，原因在于：a.圆形具有最好的对称性，这种对称性将使得应力在各个方向的合力为零；b.相同周长的图形中圆形的面积最大，这个性质可以最大程度的减少导电浆料的使用量，节约成本；c.使用圆形时，可以保证印刷后网格状主栅线的导通。
分布在电极主栅线中的点较为优化的点尺寸为圆的直径200um，原因在于：当使用的图形为圆形且圆的直径为200um时，在印刷后的主栅线中导电浆料可以部分或者全部的流平被乳胶膜阻挡的未印刷到导电浆料的面积；形成和传统的全主栅线电池接近甚至相同的主栅线外观；
分布在电极主栅线中的点的优化间距是，圆形且最近邻圆形之间切点的距离为100um，这样可以保证正背面电极主栅线的导通，可以和I-V测试仪器的探针形成良好的接触，这样的特点保证了电池的各个电性能尤其是串联电阻不受影响。
分布在电极主栅线中的点的排布方式中的点较为优化的排布方式为：圆形且圆形的周围等间距对称的排布六个大小及间距都相同的圆形，这样的排布方式为最密集的排布方式，可以在保证图形尺寸以及最近邻图形之间距离相等的同时确保图形占主栅线总面积的比例最大，因而可以确保是最节约导电浆料的一种图形排布方式。
本发明能有效节约晶体硅太阳能电池正背表面导电浆料；能够有效消除银硅合金和硅的膨胀系数不同而带来的应力，从而降低电池片的弯曲以及组件焊接碎片率；能够增强主栅线导电浆料烧结后在硅表面的附着牢固性，有效解决银主栅线的脱落问题。
本发明由于正背面电极主栅线的完全导通，同时能够和I-V测试仪器的探针形成良好的接触，因此电池的串联电阻不受影响；组件焊接后由于电流在焊带中传输，所以对组件的串联电阻也没有影响。点主栅线结构由于覆盖导电浆料的面积比全主栅线少，因而可以减少表面复合，增加开路电压和短路电流；
本发明是在网版的制作过程中，在电极主栅线中排布密集的封闭图形的乳胶膜，用以阻挡在印刷过程中导电浆料的透过，在印刷后的电极主栅线中形成同样分布的网格状主栅线，在主栅线中形成未覆盖导电浆料的点或者有导电浆料的凹坑；这样的图形设计节约了贵重金属制作的导电浆料的单片耗量，减小了硅片金属化烧结以及组件焊接后的弯曲程度，降低了碎片率；减缓了导电浆料烧结后的脱落；减少了表面复合，增加开路电压和短路电流。这样的图形设计具有简单、有效、实用等优点。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示图。
图2是本发明一个优化例的结构示图。
具体实施方式：
一种丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极的制造方法，包括印刷导电浆料，在印刷导电浆料前，在网版的正背电极主栅线上排布乳胶膜阵列点，用于阻挡导电浆料透过。得到的丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极，在电极主栅线中设置未印刷到导电浆料的阵列点1，每个阵列点的图形呈封闭式。
所述阵列点呈凹坑状。
所述电极主栅线是125*125单晶、125*125多晶，156*156单晶或156*156多晶的正背面电极主栅线。
所述阵列点的图形为三角形、圆形、椭圆形、多边形或其他封闭式的图形。
阵列点为圆形时，直径为50um～1mm；阵列点为多边形时，最长的对角线为50um～1mm；阵列点为三角形时，最长的边长为50um～1mm。
阵列点排列成平行于主栅线的列时，同一列中点的最近邻点之间的间距为0～5mm；阵列点排列成垂直于主栅线的行或者排列成与主栅线成大于零度夹角的行时，同一行中最近邻点之间的间距为50um～1mm。
分布在电极主栅线中的点的排布方式中的点较为优化的排布方式为图2所示：点2为圆形且圆形点2的周围等间距对称的排布六个大小及间距都相同的圆形点3，这样的排布方式为最密集的排布方式，可以在保证图形尺寸以及最近邻图形之间距离相等的同时确保图形占主栅线总面积的比例最大，因而可以确保是最节约导电浆料的一种图形排布方式。

Claims (5)

1.一种丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极，包括电极主栅线，其特征是：在电极主栅线中设置未印刷到导电浆料的阵列点，每个阵列点的图形呈封闭式；阵列点排列成平行于主栅线的列时，同一列中点的最近邻点之间的间距为0～5mm；阵列点排列成垂直于主栅线的行或者排列成与主栅线成大于零度夹角的行时，同一行中最近邻点之间的间距为50um～1mm。
2.根据权利要求1所述的丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极，其特征是：所述阵列点呈凹坑状。
3.根据权利要求1或2所述的丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极，其特征是：所述阵列点的图形为三角形、圆形、椭圆形、其他多边形或其他封闭式图形。
4.根据权利要求3所述的丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极，其特征是：阵列点为圆形时，直径为50um～1mm；阵列点为三角形时，最长的边长为50um～1mm；阵列点为其他多边形时，最长的对角线为50um～1mm。
5.一种权利要求1所述的丝网印刷晶体硅太阳能电池的正背面电极的制造方法，包括印刷导电浆料，其特征是：在印刷导电浆料前，在网版的正背电极主栅线上排布乳胶膜阵列点，用于阻挡导电浆料的透过。
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