CN103280467A

CN103280467A - 一种太阳能电池片电极图形设计

Info

Publication number: CN103280467A
Application number: CN2013101913258A
Authority: CN
Inventors: 郑佳毅; 韩玮智; 牛新伟; 蒋前哨; 金建波; 陆川; 仇展炜
Original assignee: Zhejiang Chint Solar Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Chint New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-05-21

Abstract

本发明提供一种太阳能电池片电极图形设计，正方形结构包含相互垂直的第一对角线和第二对角线；前电极结构包括偶数条前主栅，每两条前主栅为一对，每对中的两条前主栅分别位于第一对角线的两侧，并垂直相交；前主栅分别与正方形结构的边垂直或平行；当有多对前主栅时，位于第一对角线同侧的多条前主栅平行设置；背电极结构与正电极结构相似；每对前主栅与第一对角线的交点位置与每对背主栅与第一对角线的交点位置相重合；第一对角线同侧的前主栅与背主栅垂直设置。相应地，本发明还提供了采用上述电极图形设计的太阳能电池片、三角形太阳能电池片以及太阳能电池组件。采用本发明提供的技术方案，可以有效降低太阳能电池组件的制造成本。

Description

一种太阳能电池片电极图形设计

技术领域

本发明涉及太阳能电池和组件领域，尤其涉及一种太阳能电池片电极图形设计。

背景技术

请参考图1（a），图1（a）为现有技术中太阳能电池片前电极的结构示意图。如图1（a）所示，现有技术中的太阳能电池片的前电极结构包括主栅结构2和副栅结构3，其中，所述主栅结构2和副栅结构3位于方形太阳能电池片1（通常为硅片）的前表面（即进光面）上。进一步地，如图1（a）所示，所述主栅结构2通常包括多条主栅线。其中，该多条主栅线平行于太阳能电池片1的边缘，所述副栅结构3包括多条较细的副栅线，其中，该副栅线垂直于所述主栅线。相应地，在太阳能电池片的背表面（即背光面）还具有背电极。请参考图1（b），图1（b）为现有技术中太阳能电池片背电极的结构示意图。如图1（b）所示，太阳能电池片的背电极4通常位于太阳能电池片背表面与主栅结构2相对应的位置。

当光照射在太阳能电池片的进光面时，太阳能电池片在光照作用下产生光生电流，该光生电流首先汇集到较细的副栅线上，然后汇集到主栅线上，最后通过覆盖在主栅线上的焊带导出。因此，对于位于太阳能电池片进光面之上的主栅线和副栅线，其设计原则通常遵循以下两个方面：一方面是希望增加电流收集效率、进而提高太阳能电池片的光电转化效率；另一方面是希望尽量减少主栅线对太阳能电池片进光面的遮挡。

虽然整片太阳能电池也可以连接形成太阳能电池组件，但是为了更加灵活方便地进行组合，通常先将太阳能电池片进行切割，之后再连接使用，以增加其通用性。此外，一般的单晶硅太阳能电池或者非晶硅太阳能电池的内阻比较大，需要多片并联使用以降低内阻，但是并联又会造成太阳能电池表面暗电流的增大使太阳能电池效率降低，因此，可以将切割之后的太阳能电池进行串并联以达到既能降低太阳能电池片的内阻又可以减小太阳能电池片表面暗电流的作用。

但是在太阳能电池组件的连接过程中，太阳能电池片本身的结构以及多片太阳能电池片之间的排布方式会直接影响太阳能电池组件的光电转换效率以及制造成本。传统太阳能电池片切割之后的连接过程中会用到大量的汇流条，导致太阳能电池组件的制造成本偏大；另外，多汇流条的使用也会导致连接过程中出现问题的可能性增大；多种辅助材料的使用，会进一步增加太阳能电池组件的内耗，进而降低太阳能电池组件的光电转换效率。

因此，需要对太阳能电池片的电极进行重新设计，使得这种太阳能电池片在切割过后连接成太阳能电池组件时，减少汇流条的使用，提高太阳能电池组件的光电转换效率。

发明内容

本发明提供一种太阳能电池片电极图形设计，用于提高由切割电池组成的太阳能电池组件的光电转换效率。

根据本发明的一个方面，提供一种太阳能电池片电极图形设计，所述太阳能电池片为正方形结构；所述太阳能电池片电极包括前电极结构和背电极结构；所述正方形结构包含相互垂直的第一对角线和第二对角线；

所述前电极结构包括偶数条前主栅，每两条前主栅为一对，每对中的两条前主栅分别位于所述第一对角线的两侧，并垂直相交，垂足处于所述的第一条对角线上，且垂足即为两相交主栅的共有端点；所述前主栅分别与所述正方形结构的边垂直或平行；当有多对前主栅时，位于所述第一对角线同侧的多条前主栅平行设置；

所述背电极结构包括与所述前主栅相同数量的偶数条背主栅，每两条背主栅为一对，每对中的两条背主栅也分别位于所述第一对角线的两侧，垂直相交于所述第一对角线，且所述背主栅分别与其所相交的所述正方形结构的边垂直，当有多对背主栅时，位于所述第一对角线同侧的多条背主栅平行设置；

所述每对前主栅与所述第一对角线的交点位置与所述每对背主栅与所述第一对角线的交点位置相重合；

所述第一对角线同侧的所述前主栅与背主栅垂直设置。

根据本发明的一个优选实施例，当所述前电极结构中包含多对前主栅时，所述多对前主栅不等间隔设置。

根据本发明的另一个优选实施例，当所述背电极结构中包含多对背主栅时，所述多对背主栅不等间隔设置。

根据本发明的另一个方面，提供一种太阳能电池片，包括基片、位于该基片前表面的PN结、位于该基片前表面上的前电极、以及位于该基片背表面的背电极，其特征在于，所述前电极和背电极采用上述任意一项所述的太阳能电池片电极图形设计。

根据本发明的又一个方面，提供一种三角形太阳能电池片，其特征在于，所述三角形太阳能电池片由上述太阳能电池片沿第一对角线进行切割得到。。

根据本发明的根据本发明的又一个方面，提供一种太阳能电池组件，包括底板、多个如上述所述的三角形太阳能电池片以及焊带，其中：

所述多个三角形太阳能电池片依次排列在所述底板上，使得前主栅和背主栅处于同一直线上，其中，所述多个三角形太阳能电池片的前表面朝向同一方向；

所述多个三角形太阳能电池片通过所述焊带进行连接。。

根据本发明的一个优选实施例，所述连接包括：并联或者串联。

本发明提供一种太阳能电池片电极图形设计，本发明通过对太阳能电池片正、被面电极图形进行重新设计，然后对其对角线对所述太阳能电池片进行对称切割，使得切割后得到的三角形太阳能电池片在焊连过程中可以变换串联方向，从而减少了汇流条的使用，提高了太阳能电池组件的光电转换效率。同时，通过将本发明提供的太阳能电池片电极图形设计与根据该图形设计对太阳能电池片进行切割的方式的结合，可以使切割后得到的三角形太阳能电池片按照多种方式连接成太阳能电池组件，因为只需要生产一种类型的太阳能电池片就可以实现太阳能电池组件的连接，因此大大降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1（a）为现有技术中太阳能电池片前电极的结构示意图；

图1（b）为现有技术中太阳能电池片背电极的结构示意图；

图2（a）为根据本发明的太阳能电池片电极图形设计的前电极图形的一种具体实施方式的结构示意图；

图2（b）为根据本发明的太阳能电池片电极图形设计的背电极图形的一种具体实施方式的结构示意图；

图3（a）为根据本发明的太阳能电池片切割得到的三角形太阳能电池片的正面的一种具体实施方式的结构示意图；

图3（b）为根据本发明的三角形太阳能电池片的太阳能电池片切割得到的三角形太阳能电池片的背面的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为根据本发明的三角形太阳能电池片连接方式的一种具体实施方式的示意图；

图5（a）为根据本发明的太阳能电池组件的正面连接的一种具体实施方式的示意图；

图5（b）为根据本发明的太阳能电池组件的背面连接的一种具体实施方式的示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参考图2（a）和图2（b），图2（a）为一种太阳能电池片的前电极图形设计；图2（b）为图2（a）所示的太阳能电池片的背电极图形设计。值得注意的是，图2（b）中所示的太阳能电池片的背电极图形设计为图2（a）的镜面映射图，即为在直接观察目标正面的同时使用镜面反射观察而获得的效果图，使用镜面映射图，可以在不改变作图角度的情况下，更清晰的得知示意图所示信息。从图中可以看出，本发明中的太阳能电池片为正方形结构；所述太阳能电池片电极包括前电极结构100和背电极结构200。所述正方形结构包含相互垂直的第一对角线和第二对角线，为了更清晰地阐释本发明，避免混淆，在图中只画出了前电极结构100中的第一对角线10和背电极结构200中的第一对角线20。

所述前电极结构100包括偶数条前主栅，每两条前主栅为一对，每对中的两条前主栅分别位于所述第一对角线10的两侧，并垂直相交，垂足处于所述的第一条对角线上，且垂足即为两相交主栅的共有端点；所述两条前主栅分别与所述正方形结构的边垂直或平行；当有多对前主栅时，位于所述第一对角线同侧的多条前主栅平行设置。

以如图2（a）为例，前电极结构100包括6条前主栅，其分为3对，每对中的两条前主栅分别位于第一对角线10的两侧，并垂直相交，垂足111、112和113均处于所述的第一条对角线10上，且垂足即为两相交主栅的共有端点。所述两条前主栅分别与所述正方形结构的边垂直或平行。从图中可以，位于第一对角线10同侧的三条前主栅之间平行设置。当然，前主栅的数目也可以2条、4条或更多，只要其为偶数即可。优选的，当所述前电极结构100中包含多对前主栅时，所述多对前主栅不等间隔设置。不等间隔设置的前主栅可以有效增加电流收集，提高后续形成的太阳能电池片的光电转换效率。

所述背电极结构200包括与所述前主栅相同数量的偶数条背主栅，每两条背主栅为一对，每对中的两条背主栅也分别位于所述第一对角线20的两侧，垂直相交于所述第一对角线20，且所述两条背主栅分别与其所相交的所述正方形结构的边垂直，当有多对背主栅时，位于所述第一对角线同侧的多条背主栅平行设置。优选的，当所述背电极结构200中包含多对背主栅时，所述多对背主栅不等间隔设置。

以如图2（b）为例，背电极结构200包括与前电极结构100相同数目的6条背主栅，同样其也分为3对，每对中的两条背主栅也分别设置于第一对角线20的两侧，并垂直相交，垂足211、212和213均处于所述的第一条对角线20上，且垂足即为两相交主栅的共有端点。所述两条背主栅分别与所述正方形结构的边垂直或平行。从图中可以，位于第一对角线同侧的三条背主栅之间平行设置。当然，背主栅的数目也可以2条、4条或更多，只要其为偶数且与前主栅的数目相同即可。不等间隔设置的被主栅可以有效增加电流收集，提高后续形成的太阳能电池片的光电转换效率。

位于前电极结构100上的第一对角线10和位于背电极结构200上的第一对角线20在几何位置上重合。

所述第一对角线10/20同侧的所述前主栅与背主栅垂直设置。所述每对前主栅与所述第一对角线的交点位置与所述每对背主栅与所述第一对角线的交点位置相重合，即垂足111和垂足211、垂足112和垂足212、垂足113和垂足213相互重合。

本发明还提供一种根据本发明提供的太阳能电池片电极图形设计生产的太阳能电池片，包括基片、位于该基片前表面的PN结、位于该基片前表面上的前电极、以及位于该基片背表面的背电极，所述前电极和背电极采用上述所述的太阳能电池片电极图形设计。优选的，基片为正方形的硅片。为了简明起见，具体的前电极和背电极设计在此不再赘述。

本发明还提供一种三角形太阳能电池片，所述三角形太阳能电池片由上述的太阳能电池片沿第一对角线10/20进行切割得到。参考图3（a）和图3（b），当太阳能电池片沿第一对角线10进行切割后，即可得到两个三角形太阳能电池片11和12。三角形太阳能电池片11的前电极为101，背电极为201；相应的，三角形太阳能电池片12的前电极为102，背电极为202。

将多个三角形太阳能电池片进行组合连接，即可得到一种太阳能电池组件。所述太阳能电池组件包括底板、多个如上述的三角形太阳能电池片以及焊带，其中：

所述多个三角形太阳能电池片依次排列在所述底板上，使得前主栅和背主栅处于同一直线上，其中，所述多个太阳能电池片的前表面朝向同一方向；

所述多个三角形太阳能电池片通过所述焊带进行连接。

参考图4，图4所示为本发明的三角形太阳能电池片连接方式的一种具体实施方式的示意图。三角形太阳能电池片11的直角朝上，斜边水平设置；三角形太阳能电池片12直角朝下，斜边水平设置；三角形太阳能电池片12位于三角形太阳能电池片11的右上侧；使得三角形太阳能电池片11的前主栅和三角形太阳能电池片12的背主栅处于同一直线上，位置确定之后，对所述两个三角形太阳能电池片进行连接。

参考图5（a）和图5（b），图5（a）为根据本发明的太阳能电池组件的正面连接的一种具体实施方式的示意图；图5（b）为根据本发明的太阳能电池组件的背面连接的一种具体实施方式的示意图。

根据需要，选择合适数目的三角形太阳能电池片11和三角形太阳能电池片12进行组合连接，即可得到如图所示的太阳能电池组件。

所述太阳能电池组件包括底板、多个如上述的三角形太阳能电池片11和三角形太阳能电池片12以及焊带，其中：多个三角形太阳能电池片11和三角形太阳能电池片12依次排列在所述底板上，使得前主栅和背主栅处于同一直线上，其中，所述多个三角形太阳能电池片的前表面朝向同一方向，即三角形太阳能电池片11和三角形太阳能电池片12的前电极朝向同侧，背电极朝向同侧；设置好位置的多个三角形太阳能电池片通过所述焊带进行连接。可选的，所述连接包括：并联或者串联。

根据本发明提供的太阳能电池片电极图形设计生产的太阳能电池片，通过沿对角线进行切割可得到三角形太阳能电池片，使用该三角形太阳能电池片连接成太阳能电池组件，可有效减少汇流条的使用量，提高太阳能电池组件的光电转换效率；且采用本发明的电极图形设计以及切割方式，即可满足多种太阳能电池组件连接，因此只生产一种太阳电池片即可，有效降低了生产成本，提高了生产效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他模块或步骤，单数不排除复数。

Claims

1.一种太阳能电池片电极图形设计，所述太阳能电池片为正方形结构；所述太阳能电池片电极包括前电极结构和背电极结构；所述正方形结构包含相互垂直的第一对角线和第二对角线；

所述第一对角线同侧的所述前主栅与背主栅垂直设置。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片电极图形设计，其特征在于，当所述前电极结构中包含多对前主栅时，所述多对前主栅不等间隔设置。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池片电极图形设计，其特征在于，当所述背电极结构中包含多对背主栅时，所述多对背主栅不等间隔设置。

4.一种太阳能电池片，包括基片、位于该基片前表面的PN结、位于该基片前表面上的前电极、以及位于该基片背表面的背电极，其特征在于，所述前电极和背电极采用如权利要求1至3任意一项所述的太阳能电池片电极图形设计。

5.一种三角形太阳能电池片，其特征在于，所述三角形太阳能电池片由权利要求4中的太阳能电池片沿第一对角线进行切割得到。

6.一种太阳能电池组件，包括底板、多个如权利要求5所述的三角形太阳能电池片以及焊带，其中：

所述多个三角形太阳能电池片通过所述焊带进行连接。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述连接包括：并联或者串联。