CN102593197A - 一种具有新型电极结构的背接触式电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有新型电极结构的背接触式电池，采用n型Si为衬底，具有正面n+层以及正面减反射层，电池还具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极和p极金属电极，n极金属电极的上端面和p极金属电极的上端面分别设置有与其各自上端面形状相匹配的n+层、p+层，n+层和p+层上设置有背面钝化层，n极金属电极的下端面和p极金属电极的下端面上均设置有外部金属连接体，n极金属电极与外部金属连接体之间以及p极金属电极与外部金属连接体之间均填充有分别与n极金属电极下端面和p极金属电极下端面形状相匹配的导电胶。该电池降低了组件过程中由于串联电阻损耗引起的功率损失。

Description

一种具有新型电极结构的背接触式电池

技术领域

本发明涉及光伏相关电池、组件技术的领域，尤其是一种具有新型电极结构的背接触式电池。

背景技术

以典型的点接触式背接触电池为例，如说明书附图中图1所示，该电池采用n型硅7作为衬底，正面没有任何电极遮挡，尤其是电池背面采用了背面钝化技术，降低了表面复合并增加了长波响应，使电池的开路电压明显提升。背面n极电极2和p极电极3与n型硅7之间通过背面钝化层5中的点接触孔4实现点接触，降低了载流子在电极表面的复合速率，提高了开路电压。

电池电极与外部金属体11之间的连接如图2和图3所示。通常使用含金属微粒的导电胶水10作为n极电极2和p极电极3与外部金属连接体11的连接介质。由于背接触电极部分的n极电极2和p极电极3面积较小，n极电极2和p极电极3与导电胶水10之间的接触电阻较大从而引起组件过程中串联电阻的增加。这个规律可以根据接触电阻Rc＝ρc/Ac得出，其中接触电阻率ρc与接触面积无关，Ac为导电接触的有效接触面积。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种具有新型电极结构的背接触式电池，它通过对背接触式电池的电极进行沟槽或任意不平整化设计，降低了组件过程中电极与导电介质之间的接触电阻，降低了组件过程中由于串联电阻损耗引起的功率损失。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有新型电极结构的背接触式电池，采用n型Si为衬底，具有正面n+层以及正面减反射层，电池还具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极和p极金属电极，n极金属电极的上端面和p极金属电极的上端面分别设置有与其各自上端面形状相匹配的n+层、p+层，n+层和p+层上设置有背面钝化层，n极金属电极的下端面和p极金属电极的下端面上均设置有外部金属连接体，n极金属电极与外部金属连接体之间以及p极金属电极与外部金属连接体之间均填充有分别与n极金属电极下端面和p极金属电极下端面形状相匹配的导电胶。

进一步地：具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极的上、下端面和p极金属电极的上、下端面均为振荡波形。

进一步地：具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极的上、下端面和p极金属电极的上、下端面均为锯齿形。

进一步地：具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极的横向尺寸和p极金属电极的横向尺寸为1～5mm。

进一步地：具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极任一端面的高低间距和p极金属电极任一端面的高低间距为0.3～1.0um。

本发明的有益效果：本发明的一种具有新型电极结构的背接触式电池，它通过对背接触式电池的电极进行沟槽或任意不平整化设计，增大了接触面积，降低了组件过程中电极与导电介质之间的接触电阻，降低了组件过程中由于串联电阻损耗引起的功率损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是典型的背接触式电池的结构示意图；

图2是典型背接触式电池n极电极与外部金属连接体互连的截面示意图；

图3是典型背接触式电池p极电极与外部金属连接体互连的截面示意图；

图4是本发明n极金属电极与外部金属连接体互连的截面示意图；

图5是本发明p极金属电极与外部金属连接体互连的截面示意图。

图中1、n+层，2、n极电极，2a、n极金属电极，3、p极电极，3a、p极金属电极，4、点接触孔，5、背面钝化层，6、p+层，7、n型硅，8、正面n+层，9、正面减反射层，10、导电胶水，10a、导电胶，11、外部金属连接体。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、图4和图5所示的一种具有新型电极结构的背接触式电池，采用n型Si7为衬底，具有正面n+层8以及正面减反射层9，电池还具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极2a和p极金属电极3a，n极金属电极2a的上端面和p极金属电极3a的上端面分别设置有与其各自上端面形状相匹配的n+层1、p+层6，n+层1和p+层6上设置有背面钝化层5，n极金属电极2a的下端面和p极金属电极3a的下端面上均设置有外部金属连接体11，n极金属电极2a与外部金属连接体11之间以及p极金属电极3a与外部金属连接体11之间均填充有分别与n极金属电极2a下端面和p极金属电极3a下端面形状相匹配的导电胶10a。其中n极金属电极2a的上、下端面和p极金属电极3a的上、下端面均为振荡波形或锯齿形，也可以是其他的不平整形状。n极金属电极2a的横向尺寸和p极金属电极3a的横向尺寸为1～5mm。n极金属电极2a任一端面的高低间距和p极金属电极3a任一端面的高低间距为0.3～1.0um。

本发明的实施方法：对典型的背接触电池进行工艺改进，背面电极位置通过调节激光的能量密度，对背面电极位置的硅衬底进行区别化刻槽，在电极底部位置产生不平整的表面，可以是振荡波形，也可以是锯齿形，也可以是任意不平整结构。整个电极横向的尺度通常是1～5mm，电极底部高低方向的落差最大可达0.3～1.0um，通过调节激光能量，电极底部表面的表面积可提升50％以上。由于n+层1可以提升接触性能，p+层6是结，故在激光开孔的位置不可以烧穿结的n+层1、p+层6。电极的制备可以通过喷墨工艺实现，喷墨法是一种直写非接触电极制作方法，金属利用率高，所用的墨料中金属颗粒为纳米量级，比丝网印刷浆料中金属颗粒更小，可以在喷墨完成之后保持n极金属电极2a和p极金属电极3a一定的不平整度，如图4和图5所示，n极金属电极2a和p极金属电极3a的表面积比典型的背接触式电池中的n极电极2和p极电极3的表面积提升30％以上。当进行电池之间的电路连接，导电胶10a可以与n极金属电极2a和p极金属电极3a做任意匹配，这样就降低了电池互连过程中的n极金属电极2a和p极金属电极3a与导电胶10a的接触电阻。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种具有新型电极结构的背接触式电池，采用n型Si(7)为衬底，具有正面n+层(8)以及正面减反射层(9)，其特征在于：所述的电池还具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极(2a)和p极金属电极(3a)，n极金属电极(2a)的上端面和p极金属电极(3a)的上端面分别设置有与其各自上端面形状相匹配的n+层(1)、p+层(6)，n+层(1)和p+层(6)上设置有背面钝化层(5)，n极金属电极(2a)的下端面和p极金属电极(3a)的下端面上均设置有外部金属连接体(11)，n极金属电极(2a)与外部金属连接体(11)之间以及p极金属电极(3a)与外部金属连接体(11)之间均填充有分别与n极金属电极(2a)下端面和p极金属电极(3a)下端面形状相匹配的导电胶(10a)。

2.根据权利要求1所述的一种具有新型电极结构的背接触式电池，其特征在于：所述的具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极(2a)的上、下端面和p极金属电极(3a)的上、下端面均为振荡波形。

3.根据权利要求1所述的一种具有新型电极结构的背接触式电池，其特征在于：所述的具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极(2a)的上、下端面和p极金属电极(3a)的上、下端面均为锯齿形。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种具有新型电极结构的背接触式电池，其特征在于：所述的具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极(2a)的横向尺寸和p极金属电极(3a)的横向尺寸为1～5mm。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种具有新型电极结构的背接触式电池，其特征在于：所述的具有上、下端面为不平整结构的n极金属电极(2a)任一端面的高低间距和p极金属电极(3a)任一端面的高低间距为0.3～1.0um。

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