CN103840016A - 三栅电极结构太阳能电池 - Google Patents

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薛涛
李咏梅
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Abstract

本发明涉及一种三栅电极结构太阳能电池，正面栅线结构包括三条对称的主栅线和与此垂直的多条均匀分布的副栅线两部分，其中一条主栅线在硅片中心线上，主栅线两端和副栅连接主栅部分均设计为渐变型结构；背面结构包括三条对应于正面栅线的主栅线，在栅线方向上存在小于栅线宽度的非对称型方向标识；所述的主栅线两端渐变型结构为：主栅线两头栅线逐渐变窄，两端存在梯形渐变结构；所述的副栅线的渐变结构为：副栅线和主栅线交汇处，靠近主栅线处副栅线宽度较大，远离主栅时副栅线逐渐变窄，到一定长度时副栅线宽度最小并不再变化；本发明可降低电池成本，提高解决问题的效率，一定程度上增加电池片效率。

Description

三栅电极结构太阳能电池
一、技术领域
本发明涉及一种三栅电极结构太阳能电池，属于太阳能电池制造领域。
二、背景技术
目前，世界开发新能源迫在眉睫，人们对可再生能源的需求越来越大，尤其是太阳能的利用。随着太阳能电池技术日趋成熟，太阳能电池在日常生活、生产中已成为人们最为关注的一部分，而晶体硅太阳能电池可以有效收集利用太阳能，在市场中已经占有相当大的比重。而对于太阳能电池生产，电池栅线设计至关重要，直接决定了电池片收集利用太阳能的能力与电池成本。对于电池栅线结构，各生产厂家也有不同的生产经验和技术，现阶段市场中成熟的生产方法是正面采用两根主栅线或三栅无渐变型栅线设计，采用两栅设计的电池在电性能方面不如三栅电池，而无渐变型三栅电池对浆料的消耗较大。
三、发明内容
本发明的目的是在于提供一种三栅电极结构太阳能电池，其改进电极栅线结构的太阳能电池设计，能够有效的降低正面栅线的遮光面积，减少由此造成的功率损失，保证副栅线同主栅线接触良好，利于细栅线对光电流的收集，同时还可识别出电池片传输方向，便于及时查找生产中的工艺设备问题。
本发明的目的是这样来完成的：一种三栅电极结构太阳能电池，它包括主栅线和副栅线构成，其结构：正面栅线结构包括三条对称的主栅线和与此垂直的多条均匀分布的副栅线两部分，其中一条主栅线在硅片中心线上，主栅线两端和副栅连接主栅部分均设计为渐变型结构；背面结构包括三条对应于正面栅线的主栅线，在栅线方向上存在小于栅线宽度的非对称型方向标识；所述的主栅线两端渐变型结构为：主栅线两头栅线逐渐变窄，两端存在梯形渐变结构；所述的副栅线的渐变结构为：副栅线和主栅线交汇处，靠近主栅线处副栅线宽度较大，远离主栅时副栅线逐渐变窄，到一定长度时副栅线宽度最小并不再变化；所述的主栅线电极宽度为0.2～2mm，渐变长度为5～15mm；副栅线和主栅线连接处为渐变连接，渐变长度为10mm以下，副栅线渐变处最宽处宽度为0.03～0.13mm，最窄处宽度为0.01～0.1mm，相邻副栅线之间的间距为1.5～2.6mm，副栅线根数为60～100根；所述的两个副栅线末端连接方式为：边缘全部连接形成全框型或两两互连形成互连型或头尾相连形成弓字型连接或无连；所述的其背面结构为：主栅线同正面对应，在栅线方向上存在有小于栅线宽度的非对称型方向标识，标识形状不限。
本发明采取的技术方案如下：
1、太阳能电池正面电极结构为三条主栅线电极以及与此垂直的多条副栅线组成，有1条位于电池中心线上。其中，主栅线两端设计为渐变型结构，主栅线两头栅线逐渐变窄；副栅线设计有渐变结构，副栅线和主栅线交汇处，靠近主栅线处副栅线宽度较大，远离主栅时副栅线逐渐变窄，到一定长度时副栅线宽度最小并不再变化。
对于两条副栅之间的连接方式，共有4中连接方式，分别为两端无连接型、两端全部连接型，两条栅线两两互相连接型、栅线间头尾相连成弓字型，即无连接型、全框型、互连型和弓字型设计。其中，末端无连接型，适用于硅片质量较好的硅片；对于内部杂质或缺陷过多的可采用其他连接方式，这样可保证在副栅上出现断栅情况后仍可对光电流进行收集，避免了断栅后一段副栅收集的电流无法传导到主栅上的情况，从而提高电池片收集光电流的能力。
本发明所述正面栅线结构设计，不仅保证了栅线细化，减少栅线遮光面积，减少了浆料湿重，还可降低光电流收集时的功率损失，增加载流子收集效率，从而保证了电池片的电性能。通过理论计算，本发明所设计的栅线覆盖遮光面积相比无主栅副栅渐变的三栅线结构可减少4.4％，可有效地降低正面浆料的使用单耗，从而降低成本。
2、太阳能电池背面电极采用三条对应于正面主栅的栅线和大面积背场电极构成。本发明主要在背面图案中增加非对称图形，为一种三角形方向标识图案。通过设计此标识，在生产出电池片后可按照标识判断出电池片在产线中的传输方向。如果在后续检测或使用时发现电池片上存在缺陷问题，根据缺陷问题对应于电池片上的位置、数量等规律，可以判断出是否为工艺设备异常引起并及时反馈解决。对于本发明提及的方向标识设计，如果标识设计在栅线方向上，标识宽度小于栅线宽度时，在后续的组件生产中，通过焊接可将此标识覆盖，并不影响产品的外观。
四、附图说明
附图1为本发明三栅电极结构太阳能电池的结构图示意。
附图2为主栅线渐变区局部示意图。
附图3为副栅线渐变区局部示意图。
附图4为本发明带方向标识的背面结构示意图。
附图5为本发明全框型结构示意图。
附图6为本发明互连型结构示意图。
附图7为本发明弓字型结构示意图。
其中：1--主栅线渐变区，2--副栅线渐变区，a--渐变区短边长度，b--主栅线宽度，c--渐变区长度，e--副栅线最宽处的长度，d--副栅线最窄处的长度，f--渐变区长度。
五、具体实施方式
下面结合附图及实施来对本发明做进一步说细描述。
本发明三栅电极结构太阳能电池，它包括主栅线和副栅线构成，正面栅线结构包括三条对称的主栅线和与此垂直的多条均匀分布的副栅线两部分，其中一条主栅线在硅片中心线上，主栅线两端和副栅连接主栅部分均设计为渐变型结构；背面结构包括三条对应于正面栅线的主栅线，在栅线方向上存在小于栅线宽度的非对称型方向标识；所述的主栅线两端渐变型结构为：主栅线两头栅线逐渐变窄，两端存在梯形渐变结构；所述的副栅线的渐变结构为：副栅线和主栅线交汇处，靠近主栅线处副栅线宽度较大，远离主栅时副栅线逐渐变窄，到一定长度时副栅线宽度最小并不再变化。所述的主栅线电极宽度为0.2～2mm，渐变长度为5～15mm；副栅线和主栅线连接处为渐变连接，渐变长度为10mm以下，副栅线渐变处最宽处宽度为0.03～0.13mm，最窄处宽度为0.01～0.1mm，相邻副栅线之间的间距为1.5～2.6mm，副栅线根数为60～100根。所述的两个副栅线末端连接方式为：边缘全部连接形成全框型或两两互连形成互连型或头尾相连形成弓字型连接或无连。所述的其背面结构为：主栅线同正面对应，在栅线方向上存在有小于栅线宽度的非对称型方向标识，标识形状不限。
本发明三栅电极结构太阳能电池，包括有一条位于电池片中心线上，同时在背面图案中设计非对称的图案。实际生产中，在印刷背面图案时，标识图案处不印刷浆料，留出图案，此图案标识主要可用于识别电池片生产方向。
实施例1：
对于156X156的单晶硅电池片，其中主栅线共有3根，副栅线根数共有80根，相邻主栅之间的间距为52mm，主栅线宽度b为1.5mm，主栅线两端渐变部分c长度为8mm，渐变端a的长度为0.8mm。主栅和副栅连接处，副栅最宽处宽度e为75μm，最窄处宽度d为45μm，渐变长度f为7mm，副栅两端不连接，相邻两个副栅之间的间距为1.94mm。栅线末端到边的距离为1.2mm。
背面其中三条主栅线宽度为3mm，间距为52mm，有三角形方向标识，宽度为1mm，长度为2mm，到边距离为1.8mm。背场到硅片边缘的距离为1mm。
实施例2：
对于156X156的单晶硅电池片，主栅线共有3根，副栅线根数共有80根，相邻主栅之间的间距为52mm，主栅线宽度b为1.5mm，主栅线两端渐变部分c长度为8mm，渐变端a的长度为0.8mm。主栅和副栅连接处，副栅最宽处宽度e为90μm，最窄处宽度d为60μm，渐变长度f为7mm，副栅两端不连接，相邻两个副栅之间的间距为1.94mm。栅线末端到边的距离为1.2mm。
背面三条主栅线宽度为3mm，间距为52mm，有三角形方向标识，宽度为1mm，长度为2mm，到边距离为1.8mm。背场到硅片边缘的距离为1mm。
实施例3：
对于156X156的单晶硅电池片，其中主栅线共有3根，副栅线根数共有78根，相邻主栅之间的间距为52mm，主栅线宽度b为1.5mm，主栅线两端渐变部分c长度为8mm，渐变端a的长度为0.8mm。主栅和副栅连接处，副栅最宽处宽度e为120μm，最窄处宽度d为90μm，渐变长度f为7mm，副栅两端不连接，相邻两个副栅之间的间距为1.99mm。栅线末端到边的距离为1.2mm。
背面三条主栅线宽度为3mm，间距为52mm，有三角形方向标识，宽度为1mm，长度为2mm，到边距离为1.8mm。背场到硅片边缘的距离为1mm。
实施例4：
对于156X156的多晶硅电池片，其中主栅线共有3根，副栅线根数共有80根，相邻主栅之间的间距为52mm，主栅线宽度b为1.5mm，主栅线两端渐变部分c长度为8mm，渐变端a的长度为0.8mm。主栅和副栅连接处，副栅最宽处宽度e为100μm，最窄处宽度d为70μm，渐变长度f为7mm，副栅两端不连接，相邻两个副栅之间的间距为1.94mm。栅线末端到边的距离为1.3mm。
背面三条主栅线宽度为3mm，间距为52mm，有三角形方向标识，宽度为1mm，长度为2mm，到边距离为1.8mm。背场到硅片边缘的距离为0.5mm。

Claims (4)

1.一种三栅电极结构太阳能电池，它包括主栅线和副栅线构成，其特征在于：正面栅线结构包括三条对称的主栅线和与此垂直的多条均匀分布的副栅线两部分，其中一条主栅线在硅片中心线上，主栅线两端和副栅连接主栅部分均设计为渐变型结构；背面结构包括三条对应于正面栅线的主栅线，在栅线方向上存在小于栅线宽度的非对称型方向标识；
所述的主栅线两端渐变型结构为：主栅线两头栅线逐渐变窄，两端存在梯形渐变结构；
所述的副栅线的渐变结构为：副栅线和主栅线交汇处，靠近主栅线处副栅线宽度较大，远离主栅时副栅线逐渐变窄，到一定长度时副栅线宽度最小并不再变化。
2.如权利要求1所述的三栅电极结构太阳能电池，其特征在于：主栅线电极宽度为0.2～2mm，渐变长度为5～15mm；副栅线和主栅线连接处为渐变连接，渐变长度为10mm以下，副栅线渐变处最宽处宽度为0.03～0.13mm，最窄处宽度为0.01～0.1mm，相邻副栅线之间的间距为1.5～2.6mm，副栅线根数为60～100根。
3.如权利要求1所述的三栅电极结构太阳能电池，其特征在于：两个副栅线末端连接方式为：边缘全部连接形成全框型或两两互连形成互连型或头尾相连形成弓字型连接或无连。
4.如权利要求1所述的三栅电极结构太阳能电池，其特征在于：其背面结构为：主栅线同正面对应，在栅线方向上存在有小于栅线宽度的非对称型方向标识，标识形状不限。
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