CN102184973A - 太阳能电池片的正电极结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种太阳能电池片的正电极结构。所述正电极结构包括：两条主栅线和多条与所述主栅线垂直的副栅线；其中，所述主栅线包括：镂空段和与所述镂空段相连的实心段。本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构，由于其主栅线中包括镂空段，因此，可减小正电极覆盖在硅片上的面积，减小正电极与硅片的接触电阻，进而提高太阳能电池片的利用效率；而且，所述镂空段中的空心部分不再需要填充导电浆料，因此，节省了导电浆料，降低了太阳能电池片的制造成本。

Description

太阳能电池片的正电极结构

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池片的正电极结构。

背景技术

太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。

太阳能电池片的制造工艺一般有如下几个步骤：化学清洗及表面织构化处理、扩散制结、周边刻蚀、沉积减反射膜、印刷电极、烧结。太阳能电池片在将光能转换成电能的过程中，其内部产生的光生载流子需要通过外部印刷的电极收集并引出，然后与外部电路连接，从而将电流输送出来。通过所述外部印刷的电极不仅可以用来收集光生载流子，而且还能对太阳能电池进行测试，进而选取不同效率的电池片，可在制作太阳能电池组件的时候得到最大的功率输出。

参考图1，图1为现有技术中太阳能电池片的正电极结构示意图。一般的正电极均由两条主栅线1和多条与所述主栅线1垂直的副栅线2组成，所述两条主栅线1互相平行，所述多条副栅线2两两平行，且所述主栅线1比副栅线2的宽度宽。现有技术中的主栅线1和副栅线2覆盖在硅片上的面积较大，这一方面使得遮光率大，另一方面增大了所述主栅线1和副栅线2与硅片之间的接触电阻，两者都会降低太阳能电池片的利用效率。除此之外，印刷电极时需要贵重金属作为导电浆料，主栅线1和副栅线2覆盖在硅片上的面积较大也必然使得导电浆料的使用增加，因此，致使太阳能电池片的制作成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种太阳能电池片的正电极结构，该正电极结构能够有效地提高太阳能电池片的利用效率，且能够降低太阳能电池片的制作成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能电池片的正电极结构，该正电极结构包括：两条主栅线和多条与所述主栅线垂直的副栅线；其中，所述主栅线包括：镂空段和与所述镂空段相连的实心段。

优选的，所述镂空段包括：两侧实心部分和中间空心部分。

优选的，所述实心段包括：焊接段和测试段。

优选的，所述镂空段的两侧实心部分的长度均为12mm，宽度均为0.25mm。

优选的，所述镂空段的中间空心部分的长度为12mm，宽度为1.4mm。

优选的，所述镂空段的个数为5。

优选的，所述焊接段的长度为68mm，宽度为1.9mm。

优选的，所述测试段的长度为7mm，宽度为1.9mm。

优选的，所述测试段的个数为4。

优选的，所述两条主栅线之间的间距为62.5mm。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构，包括：两条主栅线和多条与所述主栅线垂直的副栅线；其中，所述主栅线包括：镂空段和与所述镂空段相连的实心段。本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构，通过新的设计使得所述主栅线由镂空段和实心段组成，相比现有技术中主栅线为整体实心结构来说，镂空段部分可减小正电极覆盖在硅片上的面积，减小正电极与硅片的接触电阻，进而提高太阳能电池片的利用效率；而且，所述镂空段中的空心部分不再需要填充导电浆料，因此，节省了导电浆料，降低了太阳能电池片的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为现有技术中一种太阳能电池片的正电极结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种太阳能电池片的正电极结构示意图；

图3为图2中标号5所示部分的结构放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例一

正如背景技术部分所述，现有技术中太阳能电池片的正电极结构，其主栅线和副栅线覆盖在硅片上的面积较大，致使所述正电极的遮光率大，所述正电极与硅片之间的接触电阻大，最终导致太阳能电池片的利用效率低。且所述主栅线和副栅线覆盖在硅片上的面积较大，致使填充所述主栅线和副栅线时所用的导电浆料较多，而导电浆料一般为贵重金属材料，因此，使得太阳能电池片的制造成本较高。

发明人研究发现，产生上述现象的本质原因在于：现有技术中所述主栅线和副栅线均为实体结构，该实体结构虽然可以方便地使得所述主栅线和外部电路相焊接，但导致了太阳能电池片的利用率低、生产成本高。基于此，本发明提供了一种太阳能电池片的正电极结构，该正电极结构不仅能够满足主栅线和外部电路焊接时具有很好的可焊性，而且，最为重要的是，提高了太阳能电池片的利用效率，降低了生产成本。

参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种太阳能电池片的正电极结构示意图。该正电极结构包括：两条主栅线3和多条与主栅线3垂直的副栅线4。两条主栅线3互相平行，多条副栅线4与所述主栅线3垂直，且多条副栅线4两两平行，任意两条相邻副栅线4之间的间距均相等。所述主栅线3包括：镂空段32和与所述镂空段32相连的实心段。“镂空段”的概念和“实心段”相对应，所述镂空段32表示该段中有空心部分。实心段又包括焊接段31和测试段33，所述焊接段31位于该正电极结构的下端，焊接段31通过镂空段32与测试段33相连，相邻测试段33之间也通过镂空段32相连。

由上可知，本发明实施例所提供的太阳能电池片的正电极结构，由于其主栅线包括镂空段和实心段，而镂空段中具有空心部分，因此，相对现有技术来说，该正电极的主栅线覆盖硅片的面积较小，从而可减小正电极的遮光率，减小正电极与硅片的接触电阻，进而提高太阳能电池片的利用效率。且在印刷电极的过程中，由于镂空段中的空心部分不再需要填充导电浆料，因此可节省导电浆料，进而降低了太阳能电池片的制造成本。

实施例二

下面以一具体实施例详细描述本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构。

参考图2，本实施例中所述太阳能电池片的正电极结构包括：两条主栅线3和多条与主栅线3垂直的副栅线4；其中，所述主栅线3包括：镂空段32和与所述镂空段32相连的实心段。实心段又包括焊接段31和测试段33，所述焊接段31用于在所述主栅线3和外部电路相连时作为焊接点，所述测试段33用于通过探针进行测试时作为测试点。本实施例中每条主栅线3均包括一个焊接段31、四个测试段33和五个镂空段32，当然，所述测试段33和镂空段32的个数并不限于此。所述焊接段31位于该正电极结构的下端，焊接段31通过镂空段32与测试段33相连，相邻测试段33之间也通过镂空段32相连。

本实施例中所述太阳能电池片的正电极结构的载体为125mm×125mm的硅片。所述太阳能电池片的正电极结构的主栅线3和副栅线4的长度均为123mm，主栅线3的宽度为1.9mm，两条主栅线3之间的间距为62.5mm，副栅线4的宽度为0.09mm，任意两条相邻副栅线4之间的间距为2.3mm。

需要说明的是，本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构，其主栅线中各个镂空段的长度不尽相同，如图2所示，位于该正电极结构最上端的镂空段，其长度为10mm，其余四个镂空段，其长度均为12mm。对于此种设计方式，是在硅片长度一定的情况下，根据生产线上相应设备和需满足焊接、测试等一系列条件的情况下所得出的最佳的设计方式。因此，对于本发明所提供的某些数据仅为最优选的实施方式，并非对此有任何限制。

参考图3，图3为图2中标号5所示部分的结构放大示意图。图中所示镂空段32包括：两侧实心部分和中间空心部分。所述镂空段32的两侧实心部分的长度f均为12mm，宽度e均为0.25mm；所述镂空段32的中间空心部分的长度f为12mm，宽度h为1.4mm，因此，所述主栅线的宽度d为1.9mm。需要说明的是，本发明实施例中本实施例中通过设计使得所述镂空段32的长度为12mm，两侧实心部分的宽度为0.25mm，中间空心部分的宽度为1.4mm，此种设计的原因为：在保证测试段33与I-V测试仪器的探针形成良好的接触的同时，增大镂空段32中间空心部分的面积(在主栅线的宽度一定时)，将增大光照面积，增大光生载流子的收集几率；但所述镂空段32还需要依靠其两侧实心部分来导电，因此，所述两侧实心部分的宽度也应满足一定的条件，即所述中间空心部分的面积不能无限制地增大。通过多次实验，发明人研究发现，上述设计方法为最切实可行的方法。通过上述设计方法，能够使得该正电极结构的主栅线覆盖硅片的面积较小，这一方面提高遮光率，另一方面减小主栅线与硅片的接触电阻，进而提高太阳能电池片的利用效率；同时，主栅线覆盖硅片的面积较小，也能节省导电浆料，降低太阳能电池片的制造成本。

所述测试段33的长度g为7mm，宽度d为1.9mm。所述测试段33的长度一般应根据测试时探针的位置选取最佳长度，本发明实施例中优选测试段33的长度为7mm，这样能够保证探针有充分的面积与栅线接触，确保正电极主栅线的导通，进而使得所测电池的电性能(尤其是串联电阻)不受影响。

所述焊接段31的长度c为68mm，宽度d为1.9mm。所述焊接段31用于在所述主栅线和外部电路相连时作为焊接点，因此，焊接段31的长度应保证制作太阳能电池组件时焊接能够满足要求，不会出现断焊、虚焊或导电性能不好等情况。发明人经过多次实验研究，得出所述焊接段31的最优长度为68mm。

所述多条副栅线4的宽度a为0.09mm，任意两条相邻副栅线4之间的间距b为2.3mm。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构，其主栅线包括镂空段和实心段，因此，能够有效地减少电极遮光的面积，降低电极与硅片的接触电阻，进而提高晶体硅太阳能电池片的利用效率；且该设计结构能够节省导电浆料，达到降低太阳能电池片制造成本的目的。

实施例三

由于本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构有别于传统的正电极结构，因此，在采用丝网印刷电极的过程中，需要采用新型的、与本发明所提供的太阳能电池片的正电极结构相对应的图形，制作新网版，从而通过印刷形成所需的正电极结构。

所述正电极结构的主栅线包括镂空段和实心段，所述镂空段的设计可以减少导电浆料的使用，降低太阳能电池片的生产成本；且镂空段的设计使得电极覆盖硅片的面积减少，能有效地增加光生载流子的吸收，从而提高电流、电压，改善电性能。

下面采用两批相同的样品，在不同的制作工艺下印刷太阳能电池片的正电极结构。第一批采用19个样品按照传统工艺生产出如图1所示的太阳能电池片的正电极结构，第二批采用另外19个样品按照本实施例所述的制作工艺生产出如图2所示的太阳能电池片的正电极结构。之后分别对这两批样品进行测试。

通过相应测试得出：第二批样品在印刷电极的过程中有效地节约了导电浆料；且第二批样品的正电极结构相比第一批样品，增大了约10％的受光面积，能有效地提高太阳能电池片的光电转换效率，改善其电性能。

参考如下表1和表2，表1和表2分别为第一批样品和第二批样品电性能的测试结果。通过两表对比可知，采用本发明实施例所提供的制作工艺生产出来的太阳能电池片，其工作电流和短路电流均有很大的提高，电池片的最大功率平均值由2.750W增加到2.779W，转换效率平均值由17.76％提高到17.95％，提高了0.19％。因此，本发明实施例所提供的新型的太阳能电池片的正电极结构，能有效地提高太阳能电池片的转换效率，增大电池片的功率，并且能够降低太阳能电池片的生产成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

表一

表二

Claims (10)

1.一种太阳能电池片的正电极结构，包括：两条主栅线和多条与所述主栅线垂直的副栅线，其特征在于，所述主栅线包括：镂空段和与所述镂空段相连的实心段。

2.根据权利要求1所述的正电极结构，其特征在于，所述镂空段包括：两侧实心部分和中间空心部分。

3.根据权利要求1所述的正电极结构，其特征在于，所述实心段包括：焊接段和测试段。

4.根据权利要求2所述的正电极结构，其特征在于，所述镂空段的两侧实心部分的长度均为12mm，宽度均为0.25mm。

5.根据权利要求2所述的正电极结构，其特征在于，所述镂空段的中间空心部分的长度为12mm，宽度为1.4mm。

6.根据权利要求2所述的正电极结构，其特征在于，所述镂空段的个数为5。

7.根据权利要求3所述的正电极结构，其特征在于，所述焊接段的长度为68mm，宽度为1.9mm。

8.根据权利要求3所述的正电极结构，其特征在于，所述测试段的长度为7mm，宽度为1.9mm。

9.根据权利要求3所述的正电极结构，其特征在于，所述测试段的个数为4。

10.根据权利要求1～9任一项所述的正电极结构，其特征在于，所述两条主栅线之间的间距为62.5mm。

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