CN108550637A - 一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，包括太阳能电池片，所述太阳能电池片背面设置有铝背场，所述铝背场中开设有多个电极孔，所述电极孔分为电极段和露硅段，所述露硅段设置在电极段两侧，且电极段中设置有背银电极；所述露硅段设置为梯形，且露硅段远离背银电极一端为梯形短边，所述露硅段靠近背银电极一端为梯形长边，所述梯形短边的长度为0‑1.2mm，所述梯形长边的长度为0.6‑2mm，且梯形短边的长度始终小于梯形长边的长度。本发明改变多主栅太阳能电池背极露硅处设计，一方面有利于提升焊接的对准度，另一方面可以减少露硅面积，提升电池转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及技术领域，具体为一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构。
背景技术
将硅片制作成为太阳能电池的过程主要包括：制绒、扩散、刻蚀、镀膜、印刷和烧结，其中，印刷工序是在制作太阳电池的正面电极和背面电极，以使太阳能电池在光照下生成的正负离子输出到负载。印刷时一般先进行背电极印刷，然后进行背电场印刷，背电极的周边由背电场遮挡，以避免背电极脱落，目前的技术中，背电极和背电场设于硅片上，背电极的厚度小于背电场的厚度，背电极的周边由背电场遮挡，则背电极和背电场交界处的高度差较大，高度差约为背电场的厚度，高度差通常为20um左右。
太阳能电池组件中，需要将太阳能电池用焊带串焊起来，具体地，焊带沿背电极设置，即焊带的长度方向即为背电极的长度方向。背电极和背电场的交界处高度差较大，则焊带在背电极和背电场的交界处的应力较大，太阳能电池组件较易出现隐裂和碎片，影响太阳能电池组件的质量，也导致太阳能电池组件的生产成本较大。
综上所述，如何减小背电极和背电场交界处的高度差，以减小太阳能电池组件出现隐裂和碎片的几率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
现有技术中，为了解决上述问题，申请号为“201720711052.9”的一种太阳能电池和太阳能电池组件，太阳能电池包括背电极和背电场；其中，沿背电极的长度方向，背电极的端面与背电场之间具有第一间隙，或背电极的端面与背电场平齐，在该太阳能电池中，沿背电极的长度方向，背电极的端面与背电场之间具有第一间隙或背电极的端面与背电场平齐，这样，有效减小了背电极和背电场交界处的高度差，从而减小了焊带于背电极和背电场交界处的应力，进而减小了太阳能电池组件出现隐裂和碎片的几率。
虽然上述该太阳能电池解决了背电极和背电场交界处的高度差的问题，但是，针对第一间隙的问题，如何调整第一间隙，使得电池的转换效率更高仍然是个比较难解决的缺陷问题。
随着太阳能技术的发展，电池制造成本的下降一直被认为是行业发展的趋势，近两年来，在晶硅太阳能电池技术里，多主栅技术由于可以节省正银浆料15％-30％，并且电池转换效率绝对值可以提升0.1％-0.3％，目前此技术已逐渐被各大企业青睐。
如说明书附图1、说明书附图2以及说明书附图3所示，显示了传统的多主栅晶硅太阳能电池背面示意图，可以看到传统的电池背电极边缘的背场设计都是背极两端留有一定尺寸的露硅，且露硅图形的尺寸是方形，这种设计是沿用常规非多主栅晶硅太阳能电池的背极背场设计，因为常规非多主栅晶硅太阳能电池是使用焊带进行焊接，由于焊带较为扁平，其宽度一般为0.9-1.5mm，所以背电极两边的露硅设计须采用说明书附图1中的方形设计。
但是多主栅晶硅太阳能电池在组件焊接过程中使用的是焊丝，焊丝的横截面是圆形，其直径一般为0.3-0.5mm，比焊带的宽度小很多，因此传统的非多主栅晶硅电池背电极两头的露硅设计就不再适合于多主栅电池。晶硅太阳能电池在烧结后背电极的高度一般小于背电场的高度，且在组件焊接过程中使用的焊带或焊丝具有一定的刚性，采用露硅的设计就是为了保障焊带或焊丝与背电极接触点之间形成有效过渡，这样可以增加焊点或焊丝与背电极的接触面积，保障焊接质量，露硅实际上就是不印刷背电场，让底层硅片表面裸露出来。背电场有利于对硅片表面进行保护，提升光在硅片的反射率，并且有一定钝化作用，从而提升电池转换效率，因此露硅设计会在一定程度上降低电池转换效率。
由于多主栅技术使用的焊丝横截面是圆形的，且面积很小，目前主要的缺点是：1、在焊接时很难对位，容易出现偏移，导致组件外观不良甚至是影响发电功率；2、由于焊丝的硬度比较大，不容易发生弯曲，为保障焊丝与硅片重复的接触，这就使得在电池背极位置需要留有较大长度的露硅设计，这种露硅设计会导致电池转换效率下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，包括太阳能电池片，所述太阳能电池片背面设置有铝背场，所述铝背场中开设有多个电极孔，所述电极孔分为电极段和露硅段，所述露硅段设置在电极段两侧，且电极段中设置有背银电极；
所述露硅段设置为梯形，且露硅段远离背银电极一端为梯形短边，所述露硅段靠近背银电极一端为梯形长边，所述梯形短边的长度为0-1.2mm，所述梯形长边的长度为0.6-2mm，且梯形短边的长度始终小于梯形长边的长度。
优选的，所述梯形短边的长度为0.5mm，所述梯形长边的长度为1.0mm。
优选的，所述背银电极高度小于电极孔高度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明能够使得多主栅晶硅太阳能电池在组件焊接过程中避免焊丝对位不准造成的偏移现象，提升焊接良率；
2、本发明可以有效降低露硅面积，从而使得电池转换效率比常规露硅设计更高。
本发明改变多主栅太阳能电池背极露硅处设计，一方面有利于提升焊接的对准度，另一方面可以减少露硅面积，提升电池转换效率。
附图说明
图1为传统的多主栅晶硅太阳能电池背电场结构示意图；
图2为传统的多主栅晶硅太阳能电池背面电极孔结构示意图；
图3为传统的多主栅晶硅太阳能电池背面示意图；
图4为本发明的背电场结构示意图；
图5为本发明的电极孔结构示意图；
图6为本发明的电极孔与背银电极结构示意图；
图7为本发明的电池背面示意图。
图中：1太阳能电池片、2铝背场、3电极孔、31电极段、32露硅段、4背银电极、5梯形短边、6梯形长边。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：
一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，包括太阳能电池片1，如说明书附图4所示，太阳能电池片1背面设置有铝背场2，铝背场2中开设有多个电极孔3，如说明书附图5所示，电极孔3分为电极段31和露硅段32，露硅段32设置在电极段31两侧，且电极段31中设置有背银电极4，且背银电极4高度小于电极孔3高度。
露硅段32设置为梯形，且露硅段32远离背银电极4一端为梯形短边5，露硅段32靠近背银电极4一端为梯形长边6，梯形短边5的长度为0.5mm，对应焊丝的宽度和横截面，梯形长边6的长度为1.0mm，且梯形短边5的长度始终小于梯形长边6的长度，可以很好的对焊丝进行焊接时的限位，防止偏移现象的发生。
对比实验：
选择同等大小尺寸和参数的电池片，分别采用说明书附图3所示的传统电池背面结构和本发明的如说明书附图7所示的电池背面结构进行对比，进行电池转换效率的测试，测试数据如下表1所示：
表1
| Item | Eta(％) | Uoc(V) | Isc(mA) | FF(％) |
| 传统背面结构 | 21.51 | 0.6703 | 9.774 | 80.23 |
| 本发明背面结构 | 21.56 | 0.671 | 9.78 | 80.27 |
根据表1中的数据可得，本发明的背面结构，在电池转换效率上，能够明显得到提升，相比传统的背面结构的电池转换效率，提升0.05个百分点。
与传统露硅设计相比，本发明的电池背面结构的露硅段32采用一种梯形设计，可以有效降低露硅面积，从而电池转换效率比常规露硅设计更高，另外，梯形露硅设计由于两端较窄，可以有效避免多主栅电池在焊接过程中焊丝的偏移，从而提升多主栅组件的焊接良率，组件外观更加美观。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，包括太阳能电池片(1)，其特征在于：所述太阳能电池片(1)背面设置有铝背场(2)，所述铝背场(2)中开设有多个电极孔(3)，所述电极孔(3)分为电极段(31)和露硅段(32)，所述露硅段(32)设置在电极段(31)两侧，且电极段(31)中设置有背银电极(4)；
所述露硅段(32)设置为梯形，且露硅段(32)远离背银电极(4)一端为梯形短边(5)，所述露硅段(32)靠近背银电极(4)一端为梯形长边(6)，所述梯形短边(5)的长度为0-1.2mm，所述梯形长边(6)的长度为0.6-2mm，且梯形短边(5)的长度始终小于梯形长边(6)的长度。
2.根据权利要求1所述的一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，其特征在于：所述梯形短边(5)的长度为0.5mm，所述梯形长边(6)的长度为1.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种多主栅晶硅太阳能电池背电场结构，其特征在于：所述背银电极(4)高度小于电极孔(3)高度。
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| GR01 | Patent grant | ||
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