CN102610668A - 一种改进的太阳电池电极结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的太阳电池电极结构，采用4根主栅线搭配密细栅线设计，并对主栅线和细栅线进行细化，在不影响遮光面积的条件下，有效的降低了电流在传输过程中的损耗，提高了太阳电池的填充因子FF，从而显著提高太阳电池的转化效率。同时，也有利于降低后续组件制造过程中的功率损耗。

Description

一种改进的太阳电池电极结构
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造工艺领域，特别涉及丝网印刷工艺条件下的电极结构改进。
背景技术
光伏发电作为一种新型清洁能源具有低碳、安装维护简便等优点，然而其发电成本较高一直制约着该行业的发展。因此，为了能与常规能源竞争，提高电池转换效率、降低制造成本成为目前太阳电池行业竞争的关键。 
目前，工业化生产的晶体硅太阳电池主要采用丝网印刷电极技术，为了在发射区与金属电极之间形成良好的欧姆接触需要发射区重掺杂，但是，重掺杂容易造成表面复合增大、短波光谱响应下降，从而导致电压和电流的损失。因此，采用高方块电阻发射区技术成为制备高效率晶体硅太阳电池的发展方向之一。然而，如何使高方块电阻发射极电池保持较低的串联电阻，电极栅线的设计就显得尤为重要。通常电极栅线设计遵循以下原则：1.电极栅线电阻低；2.栅线遮光面积小；3.电极具有较高的收集效率、功率损失小；4.制备工艺简单、便于大规模生产。
常规太阳电池电极栅线主要由2-3根主栅线和若干根细栅线两部分组成，由细栅线收集硅片产生的电流后汇集到主栅线上，最终由焊带导出。然而，此种电极栅线设计已无法与日益升高的扩散方阻相匹配，成为提升太阳电池效率的瓶颈。另一种发展方向是以PERL、EWT、N-TYPE等高效电池为代表的，集合了激光开孔、离子注入、选择性发射极、N型硅等先进技术和高品质原料，这些技术的引入提高了太阳电池效率，但同时也大幅增加了生产制造成本，提出了严苛的工艺技术要求，很难实现大规模生产制造。
因此，如何设计一种既能提高太阳电池转换效率，又能保持在较低成本以及现有的工艺技术基础上实现规模化生产的电极图形成为关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的太阳电池电极结构，该电极结构设计具有转换效率高、功率损失低、工艺流程简单，便于大规模生产的特点。
本发明的目有通过采取以下技术方案予以实现： 
一种改进的太阳电池电极结构，包括电极栅线，所述电极栅线由主栅线和细栅线组成，其特征在于：所述主栅线根数为4根，主栅线以硅片为中心对称分布；所述细栅线根数为80-100根，细栅线垂直于主栅线平行等距分布。
所述主栅线宽度为0.8-1.5mm。
所述主栅线间距为30-40mm。
所述主栅线两端5-8mm部分呈尖角式。
所述细栅线宽度为0.04-0.08mm。
所述细栅线间距为1.5-2.0mm。
本发明通过增加主栅线的数量，同时降低主栅线的宽度，在不影响受光面积条件下，降低栅线电阻，缩短电子在细栅线上的传输距离，从而提高了电流传输效率，降低电池的功率损耗。同时主栅线两端部分采用尖角式设计，可减少银浆耗量。细栅线的细化、密化，使在遮光面积不增加的条件下，缩小了细栅线的间距，有效的提高了电子的收集能力。同时，细栅线的细化有利于银浆耗量的降低，节约成本。
本发明主要是通过改变电极栅线图形，增加主栅线及细栅线的数量，缩短电流在硅片及细栅线上的传输距离、降低载流子在传输过程中的损耗。同时细化主栅线和细栅线宽度，减小受光面积损失，降低银浆耗量，提高太阳电池转换效率；采用多主栅、密栅的电极结构设计可以有效的提高太阳电池的填充因子FF，从而降低组件功率损耗CTM(Cell to module)。同时，从下列焊带功率损失计算公式中可以看出n与P成反比，即主栅数目越多，焊带功率损耗越小：
                                                 
其中：N为电池数、n为主栅线根数、ρl为焊带的线电阻、L为电极长度，Impp为太阳电池最佳工作电流； 
因此，本发明太阳电池电极结构设计具有转换效率高、功率损失低、工艺流程简单，便于大规模生产的特点。
附图说明
图1为常规太阳电池局部电极结构尺寸示意图
图2为常规两主栅线太阳电池电极结构示意图之一
图3为常规三主栅线太阳电池电极结构示意图之二
图4为本发明实施例的太阳电池电极结构尺寸示意图
图中，l、主栅线间距；w、主栅线宽度；d、细栅线间距；a、细栅线宽度；1、主栅线；2、细栅线。
具体实施方式
本发明太阳电池电极结构，包括电极栅线，电极栅线由主栅线和细栅线组成，主栅线根数为4根，主栅线以硅片为中心对称分布，主栅线宽度为0.8-1.5mm，主栅线间距为30-40mm，主栅线两端5-8mm部分采用尖角式设计；细栅线根数为80-100根，细栅线垂直于主栅线平行等距分布，细栅线宽度为0.04-0.08mm，细栅线间距为1.5-2.0mm。参见图4，以156x156尺寸的多晶硅电池片为例对本发明电极设计进行详细说明，但本发明不限定于此。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的。
采用常规太阳电池生产制备过程中的丝网印刷方式，以银浆作为电极制备材料制备电极栅线。主栅线1电极根数为4根，以硅片为中心对称分布，相邻主栅线间距l为38.27mm，与常规两主栅、三主栅太阳电池的主栅线间距分别降低了49%、26%，有效的缩短了电荷在细栅线上的传输距离；主栅线1两端6mm部分采用尖角式设计，减少了银浆耗量；主栅线宽度w为1.0mm，相比常规太阳电池主栅线宽度明显降低，以减小由于主栅线根数增多带来的银浆耗量的增加。本发明通过增加主栅线的数量，同时降低主栅线的宽度，在不影响受光面积条件下，降低栅线电阻，缩短电子在细栅线上的传输距离，从而提高了电流传输效率，降低电池的功率损耗。细栅线2根数为90根，细栅线2垂直于主栅线1平行等距分布，细栅线宽度a为0.04mm，细栅线间距d为1.72mm。细栅线2的细化、密化，使在遮光面积不增加的条件下，缩小了细栅线的间距，有效的提高了电子的收集能力。同时，细栅线2的细化有利于银浆耗量的降低，节约成本。 

Claims (6)

1.一种改进的太阳电池电极结构，包括电极栅线，所述电极栅线由主栅线和细栅线组成，其特征在于：所述主栅线根数为4根，主栅线以硅片为中心对称分布；所述细栅线根数为80-100根，细栅线垂直于主栅线平行等距分布。
2.根据权利要求1所述改进的太阳电池电极结构，其特征在于：所述主栅线宽度为0.8-1.5mm。
3.根据权利要求2所述改进的太阳电池电极结构，其特征在于：所述主栅线间距为30-40mm。
4.根据权利要求2或3所述改进的太阳电池电极结构，其特征在于：所述主栅线两端5-8mm部分呈尖角式。
5.根据权利要求4所述改进的太阳电池电极结构，其特征在于：所述细栅线宽度为0.04-0.08mm。
6.根据权利要求5所述改进的太阳电池电极结构，其特征在于：所述细栅线间距为1.5-2.0mm。
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