CN102544128B - 一种太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池领域，提供了一种太阳能电池，包括硅片，所述硅片上印刷有若干条互相平行的主栅线和若干条与主栅线垂直且等间距的副栅线。本发明所提供的太阳能电池，一方面减少遮光面积，从而降低主栅线遮光而引起的功率损失；另一方面，提高了本发明的光能源利用率，而且结构十分简单，相对于传统的太阳能电池，减少了主栅线银浆的用料，节省了成本，具有显著的经济效益。另外，本发明通过在主栅线上设置多个结点，提高了主栅线与硅片之间的连接强度，解决了因主栅线的连接段宽度减小而导致主栅线与硅片之间连接强度减小甚至易脱落的问题。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池。
背景技术
太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳能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。
图1所示为现有技术中太阳能电池的正电极的示意图，该正电极由3条互相平行的主栅线91以及若干条与主栅线91垂直且等间距的副栅线92组成。主栅线91和副栅线92是太阳能电池的重要组成部分，副栅线92用于收集硅片中因光伏效应产生的光生载流子，并将这些光生载流子传输到主栅线91上，由主栅线91最终导出电流。
但是，现有的太阳能电池存在以下缺陷：
（1）现有的正电极正面的主栅线91宽度较大，其宽度一般大于4mm，使得主栅线91遮光面积较大，另一方面导致主栅线91与硅片之间的接触电阻较高，从而降低电池片的转换效率。
（2）印刷主栅线91和副栅线92需要银浆作为导电浆料，但是主栅线91覆盖在硅片上的面积较大，使得银浆的使用量增加，导致太阳能电池片的制作成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种减小主栅线覆盖面积和银浆使用量的太阳能电池。
本发明是这样实现的，一种太阳能电池，包括硅片，所述硅片上印刷有若干条互相平行的主栅线和若干条与所述主栅线垂直且等间距的副栅线，所述主栅线由依次连接的第一栅线段、第二栅线段和第三栅线段组成，所述第一栅线段和第三栅线段分别位于所述硅片的两相对边缘；
所述第一栅线段的宽度为大于0mm小于等于4mm；
所述第二栅线段由若干个依次交替连接的连接单元组成，所述连接单元包括互相连接的一连接段和一结点，所述连接段垂直于所述副栅线的长边尺寸为0.5～5倍两相邻所述副栅线的间距，所述连接段平行于所述副栅线的短边尺寸为大于0mm小于4mm且小于所述第一栅线段的宽度，所述连接段的短边与所述结点连接，所述结点平行于所述副栅线的宽度大于所述连接段的短边尺寸且小于4mm，所述结点垂直于所述副栅线的长度为0.5～1倍的两相邻所述副栅线的间距；
所述第三栅线段的宽度为大于0mm小于等于4mm。
所述第一栅线段的长度为1～15倍的两相邻所述副栅线的间距。
所述第三栅线段的长度为1～15倍的两相邻所述副栅线的间距。
其中，所述主栅线为2～3条。
所述连接段为矩形。
所述结点的形状为六边形、矩形或圆形。
所述第一栅线段和第三栅线段均由等腰梯形和矩形组成；所述等腰梯形平行于所述副栅线的上底为大于0mm小于等于4mm，所述等腰梯形平行于所述副栅线的下底为大于0mm小于等于4mm，所述等腰梯形垂直于所述副栅线的高为1～3倍的两相邻副栅线的间距；所述矩形平行于所述副栅线的宽为大于0mm小于等于4mm，所述矩形垂直于所述副栅线的长为3～5倍的两相邻副栅线的间距。
所述主栅线和副栅线所形成的图案的外形尺寸为153mm×153mm、147mm×147mm、122mm×122mm。
所述硅片的外形尺寸为156mm×156mm、150mm×150mm、125mm×125mm。
本发明的主栅线与现有技术中的主栅线相比，由于本发明的主栅线的连接段的短边尺寸为0～4mm，且小于第一栅线段和第三栅线段的宽度，因而减小了主栅线的遮光面积，显著降低了因主栅线遮挡而引起的功率损耗；而且，由于连接段的尺寸较小，还减少了印刷主栅线的银浆使用量，降低了太阳能电池的制造成本。另外，本发明通过在主栅线上设置多个结点，提高了主栅线与硅片之间的连接强度，解决了因主栅线的连接段宽度减小而导致主栅线与硅片之间连接强度减小甚至易脱落的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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为现有技术中提供的太阳能电池的示意图；
图2为本发明实施例一所提供的太阳能电池的示意图；
图3为图2中的A处放大图；
图4为本发明实施例二所提供的太阳能电池的示意图；
图5为图4中的B处放大图；
图6为本发明实施例三所提供的太阳能电池的示意图；
图7为图6中的C处放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
如图2所示，本发明实施例一提供的太阳能电池1，包括一156mm×156mm的硅片（未示出），该硅片上印刷有3条互相平行的主栅线11和67条与主栅线11垂直且等间距的副栅线12，该太阳能电池1的主栅线11和副栅线12所形成的图案的外形尺寸为153mm×153mm。其中，从左至右，第一条主栅线11和第三条主栅线11与左右两边的距离均为24.5mm，第二条主栅线11位于太阳能电池1的中心线处，第二条主栅线11到第一条主栅线11和第三条主栅线11的距离分别为52mm；每相邻两副栅线12的间距为：153/66=2.32mm。
如图2所示，具体地，所述主栅线11由依次连接的第一栅线段111、第二栅线段112和第三栅线段113组成，第一栅线段111和第三栅线段113分别位于硅片的两相对边缘，每两个硅片上的太阳能电池1电连接时，通过该两个太阳能电池1上的主栅线11彼此焊接来实现电连接。所述第一栅线段111和第三栅线段113的形状相同，其宽度为0～4mm，长度为1～15倍的两相邻副栅线12的间距（即长度为11.6～34.8mm）。本实施例中，所述第一栅线段111和第三栅线段113均由等腰梯形和矩形组成；所述等腰梯形的上底为0.5mm，上底位于硅片的边缘，下底为1.5mm，高为2倍的两相邻副栅线12的间距（即高为4.64mm）；所述矩形的宽为1.5mm，长为3倍的两相邻副栅线12的间距（即宽为6.96mm）。
如图2、3所示，具体地，所述第二栅线段112由若干个依次交替连接的连接单元1121组成，所述连接单元1121包括互相连接的一连接段1122和一六边形结点1123。其中，所述连接段1122的长边与副栅线12垂直，连接段1122垂直于副栅线12的长边尺寸为0.5～5倍两相邻副栅线12的间距（即1.16～11.6mm），连接段1122平行于副栅线12的短边尺寸为0～4mm，连接段1122的短边与结点1123连接。所述结点1123平行于副栅线12的宽度大于连接段1122的短边尺寸且小于4mm，结点1123的垂直于副栅线12的长度为0.5～1倍的两相邻副栅线12的间距（即1.16～2.32mm）。
本发明的连接单元1121的连接段1122与现有技术中的主栅线相比，由于连接段1122的短边尺寸为0～4mm，且小于第一栅线段111和第三栅线段113的宽度，因而减小了主栅线11的遮光面积，主栅线11遮挡引起的功率损耗为：ρ=W/S(W表示主栅线的宽，S是副栅线的间距)，由公式可见，由于连接段1122的宽度较小，降低了主栅线11的宽度，而副栅线12的间距和现有技术一致，因此，本发明可显著降低因主栅线11遮挡而引起的功率损耗；而且，由于连接段1122的尺寸较小，还减少了印刷主栅线11的银浆使用量，降低了太阳能电池的制造成本。另外，本实施例一通过在主栅线11上设置多个结点1123，提高了主栅线11与硅片之间的连接强度，解决了因主栅线11的连接段1122宽度减小而导致主栅线11与硅片之间连接强度减小甚至易脱落的问题。
为给本发明的有益效果提供验证说明，假如一条生产线24小时约生产3万片太阳能电池片，现将实施例一所述的67条副栅线与现有技术相比，主栅线11所覆盖面积、消耗银浆量对比数据如下：
表1主栅线所覆盖面积、消耗银浆量比较
通过上述比较可知，本发明实施例一比现有技术主栅线所覆盖面积减少约281.88mm2，每片正面约消耗银浆量节省0.06～0.07g，生产3万片消耗银浆量节省1.8～2.1kg，约1万元，每月8条生产线消耗银浆量节省432～504kg，约240万元，显著降低太阳能电池的制造成本，具有非常可观的经济效益。
实施例二
如图4所示，本发明实施例二提供的太阳能电池2，包括一156mm×156mm的硅片，该硅片上印刷有3条互相平行的主栅线21和67条与主栅线21垂直且等间距的副栅线22，该太阳能电池2的主栅线21和副栅线22所形成的图案的外形尺寸为153mm×153mm。其中，从左至右，第一条主栅线21和第三条主栅线21与左右两边的距离均为24.5mm，第二条主栅线21位于太阳能电池2的中心线处，第二条主栅线21到第一条主栅线21和第三条主栅线21的距离分别为52mm；每相邻两副栅线22的间距为：153/66=2.32mm。
如图4所示，具体地，所述主栅线21由依次连接的第一栅线段211、第二栅线段212和第三栅线段213组成，第一栅线段211和第三栅线段213分别位于硅片的两相对边缘，每两个硅片上的太阳能电池2电连接时，通过该两个太阳能电池2上的主栅线11彼此焊接来实现电连接。所述第一栅线段211和第三栅线段213的形状相同，其宽度为0～4mm，长度为1～15倍的两相邻副栅线22的间距（即长度为11.6～34.8mm）。本实施例中，所述第一栅线段211和第三栅线段213均由等腰梯形和矩形组成；所述等腰梯形的上底为0.5mm，上底位于硅片的边缘，下底为1.5mm，高为2倍的两相邻副栅线22的间距（即高为4.64mm）；所述矩形的宽为1.5mm，长为3倍的两相邻副栅线22的间距（即宽为6.96mm）。
如图4、5所示，具体地，所述第二栅线段212由若干个依次交替连接的连接单元2121组成，所述连接单元2121包括互相连接的一连接段2122和一矩形结点2123。其中，所述连接段2122的长边与副栅线22垂直，连接段2122垂直于副栅线22的长边尺寸为0.5～5倍两相邻副栅线22的间距（即1.16～11.6mm），连接段2122平行于副栅线22的短边尺寸为0～4mm，连接段2122的短边与结点2123连接。所述结点2123平行于副栅线22的宽度大于连接段2122的短边尺寸且小于4mm，结点2123的垂直于副栅线22的长度为0.5～1倍的两相邻副栅线22的间距（即1.16～2.32mm）。
本发明的连接单元2121的连接段2122与现有技术中的主栅线相比，由于连接段2122的短边尺寸为0～4mm，且小于第一栅线段211和第三栅线段213的宽度，因而减小了主栅线21的遮光面积，主栅线21遮挡引起的功率损耗为：ρ=W/S(W表示主栅线的宽，S是副栅线的间距)，由公式可见，由于连接段2122的宽度较小，降低了主栅线21的宽度，而副栅线22的间距和现有技术一致，因此，本发明可显著降低因主栅线21遮挡而引起的功率损耗；而且，由于连接段2122的尺寸较小，还减少了印刷主栅线21的银浆使用量，降低了太阳能电池的制造成本。另外，本实施例二通过在主栅线21上设置多个结点2123，提高了主栅线21与硅片之间的连接强度，解决了因主栅线21的连接段2122宽度减小而导致主栅线21与硅片之间连接强度减小甚至易脱落的问题。
实施例三
如图6所示，本发明实施例三提供的太阳能电池3，包括一156mm×156mm的硅片，该硅片上印刷有3条互相平行的主栅线31和67条与主栅线31垂直且等间距的副栅线32，该太阳能电池3中主栅线31和副栅线32所形成的图案的外形尺寸为153mm×153mm。其中，从左至右，第一条主栅线31和第三条主栅线31与左右两边的距离均为24.5mm，第二条主栅线31位于太阳能电池3的中心线处，第二条主栅线31到第一条主栅线31和第三条主栅线31的距离分别为52mm；每相邻两副栅线32的间距为：153/66=2.32mm。
如图6所示，具体地，所述主栅线31由依次连接的第一栅线段311、第二栅线段312和第三栅线段313组成，第一栅线段311和第三栅线段313分别位于硅片的两相对边缘，每两个硅片上的太阳能电池3电连接时，通过该两个太阳能电池3上主栅线11彼此焊接来实现电连接。所述第一栅线段311和第三栅线段313的形状相同，其宽度为0～4mm，长度为1～15倍的两相邻副栅线32的间距（即长度为11.6～34.8mm）。本实施例中，所述第一栅线段311和第三栅线段313均由等腰梯形和矩形组成；所述等腰梯形的上底为0.5mm，上底位于硅片的边缘，下底为1.5mm，高为2倍的两相邻副栅线32的间距（即高为4.64mm）；所述矩形的宽为1.5mm，长为3倍的两相邻副栅线32的间距（即宽为6.96mm）。
如图6、7所示，具体地，所述第二栅线段312由若干个依次交替连接的连接单元3121组成，所述连接单元3121包括互相连接的一连接段3122和一圆形结点3123。其中，所述连接段3122的长边与副栅线32垂直，连接段3122垂直于副栅线32的长边尺寸为0.5～5倍两相邻副栅线32的间距（即1.16～11.6mm），连接段3122平行于副栅线32的短边尺寸为0～4mm，连接段3122的短边与结点3123连接。所述结点3123的直径大于连接段3122的短边尺寸且小于1.5mm。
本发明的连接单元3121的连接段3122与现有技术中的主栅线相比，由于连接段3122的短边尺寸为0～4mm，且小于第一栅线段311和第三栅线段313的宽度，因而减小了主栅线31的遮光面积，主栅线31遮挡引起的功率损耗为：ρ=W/S(W表示主栅线的宽，S是副栅线的间距)，由公式可见，由于连接段3122的宽度较小，降低了主栅线31的宽度，而副栅线32的间距和现有技术一致，因此，本发明可显著降低因主栅线31遮挡而引起的功率损耗；而且，由于连接段3122的尺寸较小，还减少了印刷主栅线31的银浆使用量，降低了太阳能电池的制造成本。另外，本实施例三通过在主栅线31上设置多个结点3123，提高了主栅线31与硅片之间的连接强度，解决了因主栅线31的连接段3122宽度减小而导致主栅线31与硅片之间连接强度减小甚至易脱落的问题。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种太阳能电池，包括硅片，所述硅片上印刷有若干条互相平行的主栅线和若干条与所述主栅线垂直且等间距的副栅线，其特征在于：
所述主栅线由依次连接的第一栅线段、第二栅线段和第三栅线段组成，所述第一栅线段和第三栅线段分别位于所述硅片的两相对边缘；
所述第一栅线段的宽度为大于0mm小于等于4mm；
所述第二栅线段由若干个依次交替连接的连接单元组成，所述连接单元包括互相连接的一连接段和一结点，所述连接段垂直于所述副栅线的长边尺寸为0.5～5倍两相邻所述副栅线的间距，所述连接段平行于所述副栅线的短边尺寸为大于0mm小于4mm且小于所述第一栅线段的宽度，所述连接段的短边与所述结点连接，所述结点平行于所述副栅线的宽度大于所述连接段的短边尺寸且小于4mm，所述结点垂直于所述副栅线的长度为0.5～1倍的两相邻所述副栅线的间距；
所述第三栅线段的宽度为大于0mm小于等于4mm。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述第一栅线段的长度为1～15倍的两相邻所述副栅线的间距。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述第三栅线段的长度为1～15倍的两相邻所述副栅线的间距。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述主栅线为2～3条。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述连接段为矩形。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述结点的形状为六边形、矩形或圆形。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述第一栅线段和第三栅线段均由等腰梯形和矩形组成；所述等腰梯形平行于所述副栅线的上底为大于0mm小于等于4mm，所述等腰梯形平行于所述副栅线的下底为大于0mm小于等于4mm，所述等腰梯形垂直于所述副栅线的高为1～3倍的两相邻副栅线的间距；所述矩形平行于所述副栅线的宽为大于0mm小于等于4mm，所述矩形垂直于所述副栅线的长为3～5倍的两相邻副栅线的间距。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述主栅线和副栅线所形成的图案的外形尺寸为153mm×153mm、147mm×147mm、122mm×122mm。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于：所述硅片的外形尺寸为156mm×156mm、150mm×150mm、125mm×125mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20180829 Address after: 338004 Jiangxi Xinyu high tech Industrial Park Patentee after: LDK SOLAR (XINYU) HI-TECH (XINYU) Co.,Ltd. Address before: 338000 Patent Office of LDK Industrial Park, Xinyu hi tech Economic Development Zone, Jiangxi Patentee before: JIANG XI SAI WEI LDK SOLAR HI-TECH Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20140521 Termination date: 20211228 |