CN104241405B - 太阳能电池的电极结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能电池的电极结构，设置于一太阳能电池基板上，所述电极结构包含一汇流排电极本体以及多个指状电极。所述汇流排电极本体设置于太阳能电池基板，并沿一第一方向延伸，且汇流排电极本体具有一平坦连接顶面以及位于平坦连接顶面两侧的一第一侧边与一第二侧边，所述第一侧边与一第二侧边分别开设有至少一第一凹槽与至少一第二凹槽。多个指状电极分别设置于该第一侧边与该第二侧边，且该第一凹槽位于该些指状电极其中任意相邻的二者间，该第二凹槽位于该些指状电极其中任意相邻的二者间。
Description
技术领域
本发明关于一种太阳能电池的电极结构，尤其是指一种汇流排电极具有平坦连接顶面的电极结构。
背景技术
请参阅图1至图4；图1显示现有技术的电极结构示意图；图2显示图1的A处局部放大示意图；图3显示现有技术的电极结构的剖面示意图；图4显示现有技术的理想电极结构的剖面示意图。如图所示，公知的太阳能电池的电极结构PA100是设置于一太阳能电池基板PA200上，其主要包含三个汇流排电极PA1以及多个指状电极PA2，指状电极PA2是自汇流排电极PA1的两侧延伸出。其中，由于公知的太阳能电池的电极结构PA100在制作时，是在网版上设置有与太阳能电池的电极结构PA100相对应的穿透图案，而穿透图案以外的部份则是由乳剂所形成的止挡区，借以在网印时使导电材料(如银浆等)经由网版的穿透图案涂布形成在太阳能电池基板PA200上；然而，在网印的制程中，当导电材料经由穿透图案流至太阳能电池基板PA200上时，由于导电材料会因为接触到两侧的乳剂层而减缓流速，进而形成外凸内凹的形状，使得导电连接件在焊接时仅能接触到汇流排电极PA1两侧的尖凸部分，接触面积的减少让导电连接件无法稳固地与汇流排电极PA1连接。因此，在制程上一直以来尝试着生产出理想的电极结构PA300，其汇流排电极PA301具有平坦的表面，且指状电极PA302具有均一的厚度而无断线，但至今仍是制程上仍需要突破的技术。
请继续参阅图5至图7，图5显示现有技术的电极结构的制造治具局部放大示意图；图6显示现有技术的电极结构的制造治具实际运用示意图；图7显示现有技术的电极结构的制造治具另一实际运用示意图。如图所示，在公知的制程中所使用的印刷网版PA400包含网纱层PA401以及具有特定图样的乳剂层(Emulsion layer)PA402，印刷过程中将印刷网版PA400置放在一太阳能电池基板PA200上，并在网纱层PA401上置放导电浆料PA500，使用一刮板PA600自印刷网版PA400的一侧推移至另一侧，由于网纱层PA401通常是具有弹性的，而印刷时刮板PA600会对网纱层PA401施予一恒定力，网纱层PA401因受力而在涂布汇流排电极处随着刮板PA600的推移而向下凹陷，尤其当刮板PA600被推移至网纱层PA401中间时，刮板PA600距两侧的乳剂层PA402的距离最远而缺乏乳剂层PA402的支持，因此在压力恒定的情况下，刮板PA600位于网纱层PA401中间的凹陷情况较刮板PA600位于两侧时严重，如图7所示。最后制成的汇流排电极PA1的顶部就如图3所示具有中间凹陷且两侧突起的表面，致使导电连接件如焊条(Ribbon)因容易剥离而无法稳固地设置在汇流排电极PA1上，进而在封装制程过程中，造成导电连接件的脱落而致制程良率下降。
请参阅图8，图8显示现有技术的电极结构形成后利用仪器对电极结构的高度进行检测后所得的高度示意图。如图所示，电极结构的两侧厚度较高，而中央处则相对的较为凹陷，因此导电连接件会无法有效的贴合于电极结构上。
发明内容
如上所述，由于公知电极结构的汇流排电极通常中间为凹陷结构，使得导电连接件不易稳固地设置在汇流排电极，在封装过程中容易脱落造成制程良率降低。
由此，本发明提供一种太阳能电池的电极结构，设置于一太阳能电池基板上，电极结构包含一汇流排电极本体以及多个指状电极。汇流排电极本体设置于太阳能电池基板，并沿一第一方向延伸，且汇流排电极本体具有一平坦连接顶面以及位于平坦连接顶面两侧的一第一侧边与一第二侧边，第一侧边开设有至少一第一凹槽，第二侧边开设有至少一第二凹槽。多个指状电极电性连结于汇流排电极本体，并分别设置于第一侧边与第二侧边，且第一凹槽位于指状电极其中任意相邻的二者间，第二凹槽位于指状电极其中任意相邻的二者间。其中，第一凹槽以及第二凹槽各具有一沿第一方向延伸的凹槽宽度以及一沿一第二方向延伸的凹槽长度，第二方向相异于第一方向。
在本发明的一较佳实施例中，第一凹槽与第二凹槽皆为多个，且第一凹槽设置于指状电极位于第一侧边的任意相邻二者间，第二凹槽设置于指状电极位于第二侧边的任意相邻二者间。
在本发明的一较佳实施例中，汇流排电极本体具有一汇流排电极宽度，汇流排电极宽度介于20至2500微米，较佳者，汇流排电极宽度介于20至1500微米。
在本发明的一较佳实施例中，指状电极以一间隔距离间隔地排列，间隔距离介于20至2000微米，较佳者，间隔距离介于20至1500微米。。
在本发明的一较佳实施例中，第一凹槽与第二凹槽彼此不相互连接。
在本发明的一较佳实施例中，第一凹槽与第二凹槽彼此为对称排列，较佳者，凹槽宽度介于20至2000微米，凹槽长度介于10至1245微米，更佳者，凹槽宽度介于20至1500微米，凹槽长度介于10至745微米。
在本发明的一较佳实施例中，第一凹槽与第二凹槽彼此为交错排列，较佳者，凹槽宽度介于20至2000微米，凹槽长度介于10至2490微米，更佳者，凹槽宽度介于20至1500微米，凹槽长度介于10至1490微米。
在本发明的一较佳实施例中，第一方向垂直于第二方向。
在本发明的一较佳实施例中，第一凹槽以及第二凹槽的形状为多边形、V形、U形与弧形其中的一者。
在本发明的一较佳实施例中，汇流排电极本体具有至少一连接段以及至少一镂空段，较佳者，连接段以及镂空段交替地排列，更佳者，镂空段开设有多个镂空凹槽。
在本发明的一较佳实施例中，镂空段沿第一方向具有一镂空段长度，且镂空段长度介于1至10毫米。
本发明更提供一种太阳能电池的电极结构的制造方法，用以制造出上述的太阳能电池的电极结构。此方法首先是制备一印刷网版，印刷网版包含一网纱层以及一设置于网纱层上的乳剂层，乳剂层包含至少一汇流电极涂布区以及多个连通于汇流电极涂布区的指状电极涂布区，且汇流电极涂布区设有至少一对应于第一凹槽的第一支撑止挡部与至少一对应于第二凹槽的第二支撑止挡部，接着利用印刷网版以一网印制程于太阳能电池基板上网印形成太阳能电池的电极结构。
在本发明的一较佳实施例中，第一支撑止挡部与第二支撑止挡部彼此不相互连接。
在本发明的一较佳实施例中，第一支撑止挡部与第二支撑止挡部彼此为对称排列。
在本发明的一较佳实施例中，第一支撑止挡部与第二支撑止挡部彼此为交错排列。
在本发明的一较佳实施例中，第一支撑止挡部以及第二支撑止挡部的形状为多边形、V形、U形与弧形其中的一者。
基于以上所述，本发明提供一种电极结构，由于其汇流排电极本体具有平坦连接顶面，使导电连接件与汇流排电极本体间有充分的接触面积，让导电连接件能够稳固地连接于电极结构。
本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及图式作进一步的说明。
附图说明
图1显示现有技术的电极结构示意图；
图2显示图1的A处局部放大示意图；
图3显示现有技术的电极结构的剖面示意图；
图4显示现有技术的理想电极结构的剖面示意图；
图5显示现有技术的电极结构的制造治具局部放大示意图；
图6显示现有技术的电极结构的制造治具实际运用示意图；
图7显示现有技术的电极结构的制造治具另一实际运用示意图；
图8显示现有技术的电极结构形成后利用仪器对电极结构的高度进行检测后所得的高度示意图；
图9显示本发明电极结构的第一实施态样示意图；
图10显示图9的B处局部放大示意图；
图11为图9的A-A剖面示意图；
图12显示本发明用以制造电极结构的印刷网版放大示意图；
图13与图14以图12的B-B剖面显示本发明电极结构利用于制造治具形成的实际运用示意图；；
图15显示本发明电极结构的实际运用示意图；
图16显示本发明电极结构的第二实施态样示意图；
图17显示本发明电极结构的第三实施态样示意图；
图18显示本发明电极结构的第四实施态样示意图；
图19显示本发明电极结构的第五实施态样示意图；
图20显示本发明电极结构的第六实施态样示意图；以及
图21显示本发明太阳能电池的电极结构的高度检测示意图。
具体实施方式
由于本发明所提供的太阳能电池的电极结构，其相关的组合实施方式更是不胜枚举，故在此不再一一赘述。然而本领域技术人员皆知此仅为举例，并非用以限定发明本身。有关本发明的较佳实施例的内容详述如下。
请参阅图9至图11；图9显示本发明电极结构的第一实施态样示意图；图10显示图8的B处局部放大示意图；图11显示本发明电极结构的剖面示意图。
如图9所示，一种太阳能电池的电极结构100设置于一太阳能电池基板200上，电极结构100包含一汇流排电极本体1以及多个指状电极2，汇流排电极本体1的汇流排电极宽度为1500微米。在本实施例中，太阳能电池的电极结构100是设置在太阳能电池基板200的光入射面上，而于其他较佳实施例中，例如双面太阳能，太阳能电池的电极结构100亦可设置于双面太阳能的太阳能电池基板200的二光入射面。
如图10所示，汇流排电极本体1设置于太阳能电池基板200，并沿一第一方向L1延伸，且汇流排电极本体1的顶部具有一平坦连接顶面11以及位于平坦连接顶面11两侧的一第一侧边12与一第二侧边13，而在第一侧边12开设有多个第一凹槽121，第二侧边13则开设有多个第二凹槽131，其中第一凹槽121与第二凹槽131彼此不相互连接，且第一凹槽121与第二凹槽131彼此为对称排列，当第一凹槽121以及第二凹槽131为对称排列时，第一凹槽121、汇流排电极本体1以及第二凹槽131的关如图11所示，而在其他较佳实施例中，第一凹槽与第二凹槽彼此可为交错排列。其中第一凹槽121以及第二凹槽131各具有一沿第一方向L1延伸的凹槽宽度W1以及一沿一第二方向L2延伸的凹槽长度L。在本实施例中，第二方向L2垂直于第一方向L1，而凹槽宽度W1100微米，凹槽长度L为500微米。
如图10所示，指状电极2设置于太阳能电池基板200上，并自汇流排电极本体1的两侧向外延伸，且具有一沿第一方向L1的宽度W2，在本实施例中，宽度W2为50微米，且相邻指状电极2以一间隔距离D相间地排列，间隔距离D为1500微米。
而在其他较佳实施例中，汇流排电极本体1的宽度可介于20至2500微米，凹槽宽度W1介于20至1500微米，凹槽长度L介于10至1500微米，相邻指状电极2之间的间隔距离D介于20至2000微米。
请参阅图12至图15，图12显示本发明用以制造电极结构的印刷网版放大示意图；图13与图14以图12的B-B剖面显示本发明电极结构利用于制造治具形成的实际运用示意图；图15显示本发明电极结构的实际运用示意图。
上述的太阳能电池的电极结构100的制造方法首先是制备一一印刷网版300，如图12所示，印刷网版300包含一网纱层301以及一设置于网纱层上的乳剂层302，乳剂层302包含一汇流电极涂布区3021以及多个连通于汇流电极涂布区3021的指状电极涂布区3022，且汇流电极涂布区3021设有多个对应于第一凹槽121的第一支撑止挡部30211与多个对应于第二凹槽131的第二支撑止挡部30212。接着，再利用印刷网版300以一网印制程于太阳能电池基板200上网印形成上述的太阳能电池的电极结构100。
如图13所示，在本实施例中，将印刷网版300放置在太阳能电池基板200上，并将导电浆料400置于印刷网版300上；接着如图14所示，以一刮板500将导电浆料400涂布至太阳能电池基板200，其中由于第一支撑止挡部30211与第二支撑止挡部30212能够支撑网纱层301，使网纱层301在受到刮板500的向下施力时，可通过第一支撑止挡部30211与第二支撑止挡部30212的支撑使其不因受力而变形向下凹陷，因而形成具有平坦连接顶面11的汇流排电极本体1。因此，当在将一导电连接件600连接到汇流排电极本体1时，如图15所示，由于导电连接件600与平坦连接顶面11有足够的接触面积，可使导电连接件600能够稳固地连接于汇流排电极本体1。
请继续参阅图16，图16显示本发明电极结构的第二实施态样示意图。如图所示，太阳能电池的电极结构100a的实施方式与太阳能电池的电极结构100的实施方式相似，其差异在于第一凹槽121a与第二凹槽131a彼此为交错排列，在本实施例中，汇流排电极宽度为1500微米，长度L’为500微米，宽度W1’为100微米。
请继续参阅图17，图17显示本发明电极结构的第三实施态样示意图。如图所示，太阳能电池的电极结构100b的实施方式与太阳能电池的电极结构100的实施方式相似，其差异在于第一凹槽121b与第二凹槽131b彼此为交错排列，其中第一凹槽121b与第二凹槽131b的宽度W1’介于20至2000微米，第一凹槽121b与第二凹槽131b的长度L’介于10至2490微米，在本实施例中，汇流排电极宽度为2500微米，长度L’为1500微米，宽度W1’为500微米。
请继续参阅图18，图18显示本发明电极结构的第四实施态样示意图。如图所示，太阳能电池的电极结构100c的实施方式与太阳能电池的电极结构100的实施方式相似，其差异在于第一凹槽121c与第二凹槽131c为三角形结构，第一凹槽121c与第二凹槽131c彼此为对称排列，而在其他较佳实施例中，第一凹槽121c与第二凹槽131c彼此可为交错排列。
请参阅图9与图19，图19显示本发明电极结构的第五实施态样示意图。如图所示，一太阳能电池的电极结构100d与上述的太阳能电池的电极结构100相似，其差异仅在于太阳能电池的电极结构100d的指状电极2d其中任意二者间皆设有多个凹槽，如第一侧边12d的指状电极2d间即开设有三个第一凹槽121d，而第二侧边13d的指状电极2d间则开设有三个第二凹槽131d。
请参阅图9与图20，图20显示本发明电极结构的第六实施态样示意图。如图所示，一太阳能电池的电极结构100e相较于上述的太阳能电池的电极结构100，其中汇流排电极本体1进一步设有数复个镂空段S1，且镂空段S1的长度介于1至10毫米，于本实施例中，汇流排电极本体1包含三个镂空段S1与二个连接段S2的交替排列，第一凹槽(图未标示)与第二凹槽(图未标示)则是设置在连接段的指状电极间，而镂空段S1则未设有第一凹槽与第二凹槽。其中，通过镂空段S1的设置，可以有效的节省电极结构100e的材料使用量，且连接段S2具有平坦连接顶面，使外部的导电连接件的导电连接面能够稳固地连接于连接段S2。
请参阅图8与图21，图21显示本发明太阳能电池的电极结构的高度检测示意图。如图所示，本发明所提供的电极结构在无第一凹槽与第二凹槽处的高度剖面，相较于现有技术的电极结构而言，本发明的电极结构在高度上确实较为平坦，改善了公知汇流排电极的中间凹陷且两侧突起的问题，因此可以使导电连接件稳固地贴附在电极结构上。
综合以上所述，相较于公知的电极结构，由于本发明的汇流排电极本体具有较为平坦的连接顶面，因此可以有效的使导电连接面与汇流排电极本体间有充分的接触面积，让导电连接面能够稳固地连接于电极结构。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。举凡所属技术领域中具有通常知识者当可依据本发明的上述实施例说明而作其它种种的改良及变化。然而这些依据本发明实施例所作的种种改良及变化，当仍属于本发明的发明构思及界定的专利范围内。
Claims (24)
1.一种太阳能电池的电极结构，设置于一太阳能电池基板，该太阳能电池的电极结构包含：
一汇流排电极本体，设置于该太阳能电池基板上，并沿一第一方向延伸，且该汇流排电极本体具有一平坦连接顶面以及位于该平坦连接顶面两侧的一第一侧边与一第二侧边，该第一侧边开设有至少一第一凹槽，该第二侧边开设有至少一第二凹槽；以及
多个指状电极，电性连结于该汇流排电极本体，并分别设置于该第一侧边与该第二侧边，且该第一凹槽位于该些指状电极位于该第一侧边的任意相邻二者间，该第二凹槽位于该些指状电极位于该第二侧边的任意相邻二者间；
其中，该第一凹槽以及该第二凹槽各具有一沿该第一方向延伸的凹槽宽度以及一沿一第二方向延伸的凹槽长度，且该第二方向相异于该第一方向。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该第一凹槽与该第二凹槽皆为多个，且该些第一凹槽设置于该些指状电极位于该第一侧边的任意相邻二者间，该些第二凹槽设置于该些指状电极位于该第二侧边的任意相邻二者间。
3.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该汇流排电极本体具有一汇流排电极宽度，该汇流排电极宽度介于20至2500微米。
4.如权利要求3所述的太阳能电池的电极结构，其中，该汇流排电极宽度介于20至1500微米。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该些指状电极以一间隔距离间隔地排列，且该间隔距离介于20至2000微米。
6.如权利要求5所述的太阳能电池的电极结构，其中，该间隔距离介于20至1500微米。
7.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该些第一凹槽与该些第二凹槽彼此不相互连接。
8.如权利要求7所述的太阳能电池的电极结构，其中，该些第一凹槽与该些第二凹槽彼此为对称排列。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的电极结构，该凹槽宽度介于20至2000微米，该凹槽长度介于10至1245微米。
10.如权利要求8所述的太阳能电池的电极结构，该凹槽宽度介于20至1500微米，该凹槽长度介于10至745微米。
11.如权利要求7所述的太阳能电池的电极结构，其中，该些第一凹槽与该些第二凹槽彼此为交错排列。
12.如权利要求11所述的太阳能电池的电极结构，该凹槽宽度介于20至2000微米，该凹槽长度介于10至2490微米。
13.如权利要求11所述的太阳能电池的电极结构，该凹槽宽度介于20至1500微米，该凹槽长度介于10至1490微米。
14.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该第一方向垂直于该第二方向。
15.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该些第一凹槽以及该些第二凹槽的形状为多边形、V形、U形与弧形其中的一者。
16.如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其中，该汇流排电极本体具有至少一连接段以及至少一镂空段，且该第一凹槽与该第二凹槽设置于该连接段。
17.如权利要求16所述的太阳能电池的电极结构，其中，该连接段以及该镂空段交替地排列。
18.如权利要求16所述的太阳能电池的电极结构，其中，该镂空段开设有多个镂空凹槽。
19.如权利要求16所述的太阳能电池的电极结构，其中，该镂空段沿该第一方向具有一镂空段长度，且该镂空段长度介于1至10毫米。
20.一种太阳能电池的电极结构制造方法，用以制造如权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，该电极结构制造方法包含：
(a)制备一印刷网版，该印刷网版包含一网纱层以及一设置于该网纱层上的乳剂层，该乳剂层包含至少一汇流电极涂布区以及多个连通于该汇流电极涂布区的指状电极涂布区，且该汇流电极涂布区设有至少一对应于该第一凹槽的第一支撑止挡部与至少一对应于该第二凹槽的第二支撑止挡部；以及
(b)利用该印刷网版以一网印制程于该太阳能电池基板上网印形成该太阳能电池的电极结构。
21.如权利要求20所述的太阳能电池的电极结构制造方法，其中，该些第一支撑止挡部与该些第二支撑止挡部彼此不相互连接。
22.如权利要求21所述的太阳能电池的电极结构制造方法，其中，该些第一支撑止挡部与该些第二支撑止挡部彼此为对称排列。
23.如权利要求21所述的太阳能电池的电极结构制造方法，其中，该些第一支撑止挡部与该些第二支撑止挡部彼此为交错排列。
24.如权利要求20所述的太阳能电池的电极结构制造方法，其中，该些第一支撑止挡部以及该些第二支撑止挡部的形状为多边形、V形、U形与弧形其中之一。
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