CN113644145B - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种太阳能电池及光伏组件,太阳能电池包括:硅基底、第一栅线导电件及第二栅线导电件。硅基底表面上设置有钝化层,第一栅线导电件至少部分设置于钝化层上,第一栅线导电件包括线段部及位于线段部两端的点状部,点状部在线段部宽度方向上的长度大于线段部的宽度。第二栅线导电件至少部分设置于钝化层上,第二栅线导电件的至少一部分与点状部重叠。本申请提供的太阳能电池及光伏组件的开路电压高、转化效率高。

Description

太阳能电池及光伏组件
技术领域
本发明涉及光伏技术领域,尤其涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
太阳能电池其在钝化层上通常设置有相互连接的烧穿性浆料及非烧穿性浆料,二者在烧结固化后形成局域性接触的金属化结构以导电。
现有技术中的太阳能电池其制造过程往往需要在硅片表面印刷烧穿性浆料与非烧穿性浆料,受限于印刷工艺精度、浆料的粘连特性和网版的过墨性,非接触性浆料与接触性浆料固化后形成的金属化结构接触较差,使得太阳能电池的开路电压及转换效率降低。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种太阳能电池,用以解决现有技术中的太阳能电池开路电压低及转化效率低的问题。
本申请提供一种太阳能电池,包括硅基底、第一栅线导电件及第二栅线导电件,所述硅基底表面上设置有钝化层;所述第一栅线导电件至少部分设置于所述钝化层上,所述第一栅线导电件包括线段部及位于所述线段部两端的点状部,所述点状部在所述线段部宽度方向上的长度大于所述线段部的宽度;所述第二栅线导电件至少部分设置于所述钝化层上,所述第二栅线导电件的至少一部分与所述点状部重叠。
在一种可能的设计中,所述第一栅线导电件与所述第二栅线导电件的重叠面积S1占所述第一栅线导电件总面积的5%~25%。
在一种可能的设计中,所述S1的面积为0.001μm2~0.05μm2
在一种可能的设计中,所述第二栅线导电件在所述硅基底上的投影面积S2为0.05μm2~0.1μm2
在一种可能的设计中,每一所述点状部在所述硅基底上的投影面积为S3,每一所述点状部与所述线段部重叠的面积为S4,所述S3减去所述S4后的面积为0.002μm2~0.1μm2
在一种可能的设计中,所述线段部在所述硅基底上的投影面积为S5,所述S5的面积为0.05μm2~0.1μm2
在一种可能的设计中,所述第一栅线导电件穿透所述钝化层并与所述硅基底接触,所述第二栅线导电件不穿透所述钝化层并与所述硅基底隔离。
在一种可能的设计中,所述第一栅线导电件由烧穿性浆料固化而成,所述第二栅线导电件由非烧穿性浆料固化而成。
在一种可能的设计中,所述第二栅线导电件穿透所述钝化层并与所述硅基底接触,所述第一栅线导电件不穿透所述钝化层并与所述硅基底隔离。
在一种可能的设计中,所述第二栅线导电件由烧穿性浆料固化而成,所述第一栅线导电件由非烧穿性浆料固化而成。
在一种可能的设计中,所述点状部的在钝化层上的投影形状为圆形、椭圆形、半圆形、梯形、方形中的至少一种。
在一种可能的设计中,所述第一栅线导电件与所述第二栅线导电件中均穿透所述钝化层并与所述硅基底接触。
本申请还提供一种光伏组件,所述光伏组件包括上述任一项所述的太阳能电池。
本申请至少具有以下优点:
本申请中的太阳能电池通过设置第一栅线导电件及第二栅线导电件的形状结构使得第一栅线导电件及第二栅线导电件在太阳能电池制作完毕后能保持充分接触,避免了断栅情况发生,且其串联电阻低、开路电流高、功率损耗低,同时降低了印刷过程中的不良率,避免了断栅形成后电流不能汇流导致的功率损耗。本申请中的光伏组件因为采用了前述太阳能电池,所以其同样具有上述优点,在此不再赘述。
本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的太阳能电池的剖视示意图;
图3为本申请实施例提供的太阳能电池内第一栅线导电件与第二栅线导电件的连接示意图;
图4为本申请实施例提供的太阳能电池的第一栅线导电件的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的电池网版的俯视示意图。
附图标记:
10-第一方向;
20-第二方向;
100-太阳能电池;
1-硅基底;
11-钝化层;
2-第一栅线导电件;
21-线段部;
22-点状部;
3-第二栅线导电件。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案,下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其它含义。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
需要注意的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
为了下述各实施例的描述清楚简洁,首先给出相关概念或技术的简要介绍:
太阳能电池发电:太阳电池的基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的,这种结构称为一个PN结。当太阳光照射到一般的半导体(例如硅)时,会产生电子与空穴对,但它们很快的便会结合,并且将能量转换成光子或声子(热),光子和能量相关,声子则和动量相关。因此电子与空穴的生命期甚短;在P型中,由于具有较高的空穴密度,光产生的空穴具有较长的生命期,同理,在N型半导体中,电子有较长的生命期。在P-N半导体接合处,由于有效载流子浓度不同而造成的扩散,将会产生一个由N指向P的内建电场,因此当光子被接合处的半导体吸收时,所产生的电子将会受电场作用而移动至N型半导体处,空穴则移动至P型半导体处,因此便能在两侧累积电荷,若以导线连接,则可产生电流,而太阳能电池的挑战就在于如何将产生的电子空穴对在复合之前将其搜集起来。
复合:复合是指在硅片表面发生的复合过程,硅片中的少数载流子寿命在很大程度上受到硅片表面状态的影响,因为硅片表面有以下3个特点:(1)从硅晶体内延伸到表面的晶格结构在表面中断,表面原子出现悬挂键,排列到边缘的硅原子的电子不能组成共价键,因此出现了成为表面态的表面能级,表面态中靠近禁带中心的能级是有效的表面复合中心;(2)硅片在切片过程中表面留下的切割损伤,造成很多缺陷和晶格畸变,增加了更多的复合中心;(3)硅片表面吸附的带正、负电荷的外来杂质,也会成为复合中心。
复合会严重影响太阳能电池的光电性能,显著降低光电转换效率,在实际情况下,由于非均匀分布的缺陷中心造成的非辐射复合和载流子输运损失限制了效率的提升。前者降低了两个能带中的非平衡载流子浓度,导致准费米能级分裂和最大开路电压(VOC)的降低,而后者则表示结载流子输运到电极过程中发生的损耗。因此,降低非辐射复合和载流子传输损失是设计高性能太阳能电池的重要课题。
下面根据本申请实施例提供的太阳能电池的结构,对其具体实施例进行说明。
在太阳能电池100的制备过程中,需要在硅基底1的钝化层11上印刷烧穿性浆料及非烧穿性浆料,且烧穿性浆料需要与非烧穿性浆料接触。如此,在将二者烧结固化后,烧穿性浆料穿透钝化层11并与硅基底1形成欧姆接触,而非烧穿性浆料不烧穿钝化层11并与硅基底1隔离,又因为烧穿性浆料与非烧穿性浆料接触,所以烧穿性浆料与非烧穿性浆料固化后共同形成的局域金属化结构能够导电,载流子也能从硅基底1上传递至局域金属化结构上。
烧穿性浆料与非烧穿性浆料在印刷时交叉排列进行连接,且二者印刷时存在先后顺序,在其中一个实施例中,非烧穿性浆料经由网版印刷至硅基底1的钝化层11表面,此时非烧穿性浆料在第一方向10上间隔设置。随后需要将烧穿性浆料经由网版印刷至硅基底1的钝化层11表面,且使得烧穿性浆料将在第一方向10上间隔设置的非烧穿性浆料连接起来。
但是因为存在先后两次印刷操作,且网版印刷过程中的定位精度不够高,所以在将烧穿性浆料经由网版印刷至硅基底1的钝化层11表面时,烧穿性浆料在第二方向20(即与第一方向10垂直的方向)上容易出现偏移,严重时甚至会导致烧穿性浆料与非烧穿性浆料之间完全断开,影响太阳能电池100的正常使用。
综合上述工艺特点及受限于浆料的粘连特性和网版的过墨性而造成浆料与硅基体接触较差,烧穿性浆料及非烧穿性浆料在印刷时易出现接触不良,换言之,烧穿性浆料与非烧穿性浆料之间容易断开或者接触面积过小,在此情况下烧结固化后形成的局域金属化结构的接触电阻较大,无法顺利将硅基底1上的载流子传递至钝化层11表面的局域金属化结构上,导致太阳能电池100的转化效率降低。
为保证二者的接触条件足够,本申请设计了一种太阳能电池100,请参阅图1及图2,太阳能电池100包括硅基底1、第一栅线导电件2及第二栅线导电件3,硅基底1表面上设置有钝化层11。第一栅线导电件2至少部分设置于钝化层11上,第一栅线导电件2包括线段部21及位于线段部21两端的点状部22,点状部22在线段部21宽度方向上的长度大于线段部21的宽度。以线段部21沿第一方向10延伸为例,线段部21的宽度方向即为与第一方向10垂直的第二方向20,通过在线段部21是两端设置点状部22使得第一栅线导电件2的两端在第二方向20上所覆盖的范围更大,以提高第一栅线导电件2与第二栅线导电件3的接触稳定性。
第二栅线导电件3至少部分设置于钝化层11上,第二栅线导电件3的至少一部分与点状部22重叠。
其中,第一栅线导电件2与第二栅线导电件3中的一者穿透钝化层11并与硅基底1接触,另一者不穿透钝化层11并与硅基底1隔离。
在一些实施例中,第一栅线导电件2穿透钝化层11并与硅基底1接触,此时第一栅线导电件2部分突出于钝化层11的表面,部分穿透钝化层11并与硅基底1接触,第二栅线导电件3不穿透钝化层11并与硅基底1隔离。进一步地,第一栅线导电件2可以由烧穿性浆料固化而成,第二栅线导电件3可以由非烧穿性浆料固化而成,且经过固化后,第一栅线导电件2及第二栅线导电件3相互连接并形成整体的局域金属化结构。
在一些实施例中,第二栅线导电件3穿透钝化层11并与硅基底1接触,此时第二栅线导电件3部分突出于钝化层11的表面,部分穿透钝化层11并与硅基底1接触,第一栅线导电件2不穿透钝化层11并与硅基底1隔离。进一步地,第二栅线导电件3可以由烧穿性浆料固化而成,第一栅线导电件2可以由非烧穿性浆料固化而成,且经过固化后,第一栅线导电件2及第二栅线导电件3相互连接并形成整体的局域金属化结构。
在一些实施例中,第一栅线导电件2与第二栅线导电件3中均穿透所述钝化层11并与所述硅基底1接触。进一步地,第一栅线导电件2与第二栅线导电件3均可以由烧穿性浆料固化而成,且经过固化后,第一栅线导电件2及第二栅线导电件3相互连接并形成整体的局域金属化结构。
参阅图2,硅基底1可以是n型半导体或者p型半导体,硅基底1表面可以具有n+或p+的扩散层,且扩散层表面可以由氮化硅或氧化铝/氮化硅膜层钝化形成钝化层11,硅基底1的表面可以是制绒面和刻蚀面。
以下示例性地给出烧穿性浆料的主要成分:其包括银粉(或任意金属粉末)、玻璃(片状或是粉末状)、有机相和有机溶剂,在烧结过程中,这种烧穿性浆料中的玻璃成分会破坏钝化层11,烧穿性浆料中的导体成分就会与硅基体形成欧姆接触。以下示例性地给出非烧穿性浆料的主要成分:其包括银粉(或任意金属粉末)、玻璃(相较于烧穿性浆料玻璃含量更少)、有机相和有机溶剂,在烧结过程中,这种非烧穿性浆料中的玻璃成分较少难以破坏钝化层11,非烧穿性浆料中的导体成分就会与硅基体隔离。
第一栅线导电件2包括线段部21及位于线段部21两端的点状部22,点状部22在线段部21宽度方向上的长度大于线段部21的宽度。也就是说,线段部21及位于线段部21两端的点状部22大致组成“工”字形结构,而第二栅线导电件3的至少一部分与点状部22重叠接触,如此,第一栅线导电件2与第二栅线导电件3相互连接并形成整体的局域金属化结构,接触电阻小,导电性能良好,提升了太阳能电池100的开路电压,进而提高了太阳能电池100的转化效率。
参阅图5,为本申请实施例提供的电池网版的俯视示意图,图中显示出了电池网版中第一栅线导电件2与第二栅线导电件3之间的相互位置关系,图中的第一栅线导电件2与第二栅线导电件3依次交叠形成行列结构,且每相邻的两行至少具有一个主栅线导电结构将二者相连。主栅线可以包括宽度与长度不同的一级栅线与二级栅线等,一级栅线可以将数排第一栅线导电件2与第二栅线导电件3依次交叠形成行列结构相连,一级栅线与二级栅线彼此之间可以相互交叉或垂直,二级栅线可以将数根一级栅线相连,凭此,将电池片上的电流汇流到一起并向外界输出。
在其中一个实施例中,第一栅线导电件2与第二栅线导电件3的重叠面积S1占第一栅线导电件2总面积的5%~25%。
参阅图3,因为烧穿性浆料与非烧穿性浆料重叠后会形成较大的复合,影响太阳能电池100整体的转化效率,所以为了在保证接触的前提下尽量降低复合带来的影响,本实施例中,将重叠面积S1限定为第一栅线导电件2总面积的5%~25%,具体地,重叠面积S1可以为第一栅线导电件2总面积的5%、10%、15%、20%、25%。当所述重叠面积S1为第一栅线导电件2总面积的5%~25%时,太阳能电池100的开路电压可以提升1.1%左右。
需要说明的是,本申请中对S1、S2、S3、S4、S5等面积进行测算时,可以通过正投影法进行扫描测算,也可以采用3D表面积测量仪进行面积的测量得到。例如,可以采用基于图像处理的方法获得所述面积。在一些实例中,为了更快速的表征或测试第一栅线导电件和第二栅线导电件之间的面积关系,考虑到部分产品中每个第一栅线导电件的面积基本相等,因此可以只需测量其中一个第一栅线导电件的面积作为基准,然后将其获得的第一栅线导电件的面积乘以其数量即可推算出其第一栅线导电件的总面积。对于第二栅线导电件,可以采用类似的测量方法,在此不再赘述。
通过实验发现,当第一栅线导电件2与第二栅线导电件3的重叠面积S1占第一栅线导电件2总面积的比例小于5%时,二者的接触电阻较大,影响降低了太阳能电池100的开路电压,进而降低了太阳能电池100的转化效率。而当第一栅线导电件2与第二栅线导电件3的重叠面积S1占第一栅线导电件2总面积的比例大于25%时,烧穿性浆料与非烧穿性浆料重叠后形成了较大的复合,同样会降低太阳能电池100的开路电压及转化效率。
在其中一个实施例中,S1的面积为0.001μm2~0.05μm2
参阅图3,发明人经过大量实验后发现,当S1的面积为0.001μm2~0.05μm2时,具体地,S1的面积可以为0.001μm2、0.002μm2、0.003μm2、0.004μm2、0.005μm2。采用上述设置能在保证接触的前提下尽量降低复合带来的影响,进而提高太阳能电池100的开路电压及光伏转化效率。可以理解,S1部分的面积为第一栅线导电件2与第二栅线导电件3的重叠面积,二者的重叠面积过大也会影响光线照射到电池片上的照射范围,所以为了保证发电效率,在本实施例中限定了S1的较优面积范围。
在其中一个实施例中,第二栅线导电件3在硅基底1上的投影面积S2为0.05μm2~0.1μm2
请参阅图1,在本实施例中,将投影面积S2限制为0.05μm2~0.1μm2,具体地,投影面积S2可以是0.05μm2、0.06μm2、0.07μm2、0.08μm2、0.09μm2、0.1μm2。若第二栅线导电件3在硅基底1上的投影面积越大,则太阳能电池100被遮挡的面积越大,会显著影响太阳能电池100的发电效率。而且当第二栅线导电件3是由烧穿性浆料烧结固化而来时,烧穿性浆料大面积损伤钝化层11也会导致太阳能电池100的开路电压降低,影响太阳能电池100的转化效率。
通过实验后发现,当投影面积S2大于0.1μm2时,太阳能电池100被遮挡的面积较大,当投影面积S2小于0.05μm2时,第二栅线导电件3的成型范围过于狭小,影响其与第一栅线导电件2之间的接触,二者之间容易接触不良。
在其中一个实施例中,每一点状部22在硅基底1上的投影面积为S3,每一点状部22与线段部21重叠的面积为S4,S3减去S4后的面积为0.002μm2~0.1μm2
请参阅图3,可以理解,S3减去S4后的面积即为点状部22突出于线段部21部分的面积,在某些实施例中,S3减去S4后的面积可以为:0.002μm2、0.004μm2、0.006μm2、0.008μm2、0.01μm2、0.03μm2、0.05μm2、0.07μm2、0.09μm2、0.1μm2。在其余条件不变的前提下,点状部22突出于线段部21部分的面积越大,则第二栅线导电件3与点状部22越容易形成接触,在网版印刷浆料时也能增大容错率,保证烧穿性浆料与非烧穿性浆料之间能接触到,但是点状部22突出于线段部21部分的面积越大也会相应减小太阳能电池100的受光面积,因此本实施例限定S3减去S4后的面积为0.002μm2~0.1μm2可以在保证第二栅线导电件3与点状部22接触的前提下增大太阳能电池100的受光面积,进而提高太阳能电池100的转化效率。
在其中一个实施例中,线段部21在硅基底1上的投影面积为S5,S5的面积为0.05μm2~0.1μm2
请参阅图4,线段部21在硅基底1上的投影面积为S5,在某些实施例中,S5的面积为0.05μm2、0.06μm2、0.07μm2、0.08μm2、0.09μm2、0.1μm2。而线段部21会遮盖太阳能电池100片的受光区域,在本实施例中,限制S5的面积可以避免线段部21在太阳能电池100上的遮光区域过大,避免影响太阳能电池100的发电效率。
通过实验发现,当S5的面积大于0.1μm2时,线段部21在太阳能电池100上的遮光区域过大,大大降低了太阳能电池的光伏发电效率,而当S5的面积销于0.05μm2时,线段部21的部分过于狭窄,在印刷与烧结过程中,极易断开,进而导致电路整体断开,影响太阳能电池的100的生产良率。
在其中一个实施例中,当第一栅线导电件2穿透钝化层11并与硅基底1接触,第二栅线导电件3不穿透钝化层11并与硅基底1隔离时,第一栅线导电件2由烧穿性浆料固化而成,第二栅线导电件3由非烧穿性浆料固化而成。
在其中一个实施例中,当第二栅线导电件3穿透钝化层11并与硅基底1接触,第一栅线导电件2不穿透钝化层11并与硅基底1隔离时,第二栅线导电件3由烧穿性浆料固化而成,第一栅线导电件2由非烧穿性浆料固化而成。
请参阅图2,烧穿性浆料烧结固化后会穿透钝化层11并与硅基底1接触,非烧穿性浆料烧结固化后不穿透钝化层11并与硅基底1隔离,而且经过固化后,第一栅线导电件2及第二栅线导电件3相互连接并形成整体的局域金属化结构,以使载流子能从硅基底1沿局域金属化结构传递至太阳能电池100表面。第一栅线导电件2与第二栅线导电件3之间的相互位置关系可以是第一栅线导电件2覆盖于第二栅线导电件3上,也可以是第二栅线导电件3覆盖于第一栅线导电件2上,无论那种堆叠方式,二者相互重叠后都会熔融为整体的导电结构。
在其中一个实施例中,点状部22在钝化层11上的投影形状为圆形、椭圆形、半圆形、梯形、方形中的至少一种。
请参阅图1,点状部22的形状可以根据实际情况设置,点状部22可以为长方形,且使得长方形的长边方向与线段部21的延伸方向垂直,如此,第一栅线导电件2与第二栅线导电件3之间能保证良好地接触。
在其中一个实施例中,所述太阳能电池包括硅基底和设置在所述硅基底上的多个第一栅线导电件及多个第二栅线导电件,所述第一栅线导电件与所述硅基底接触连接;所述第二栅线导电件连接于所述第一栅线导电件上;相邻的两个所述第一栅线导电件之间由一个所述第二栅线导电件连接;所述第一栅线导电件的总面积与所述第一栅线导电件和所述第二栅线导电件的总面积之比x满足:30%≤x≤70%;其中,x=X1*m/(X1*m+X2*n),X1为单个所述第一栅线导电件的面积,m为单位电池片上所述第一栅线导电件的数量,X2为单个所述第二栅线导电件的面积,n为单位电池片上所述第二栅线导电件的数量。
这样的设计能更有效地降低金属化区域的复合电流,提升电池转化效率,另外,因为第二电极的制作材料成本比第一电极的制作材料成本低,在制备太阳能电池过程中,部分第二电极由第一电极取代后太阳能电池的制作成本会降低。
在其中一个实施例中,所述m大于等于600,所述n大于等于599。
在其中一个实施例中,所述第一电极的宽度大于等于所述第二电极的宽度。
在其中一个实施例中,所述第二电极的宽度大于等于20μm,且小于等于45μm。
本申请还提供了一种光伏组件,光伏组件包括上述所述的太阳能电池100(在此不再重复描述),光伏组件可以包括多个相互串联或并联的太阳能电池100。
光伏组件中的太阳能电池100,可以是P型太阳能电池,也可以是N型太阳能电池,该太阳能电池包括硅基底1和设置在硅基底1上的多根第一栅线导电件2及第二栅线导电件3。第一栅线导电件2及第二栅线导电件3能将光生伏特效应产生的电子收集并导出,是作为太阳能电池电能的枢纽。根据实际的设计需要,第一栅线导电件2及第二栅线导电件3可以设置在硅基底1的正面或者背面。在一些实施例中,硅基底1为经过钝化处理的半导体硅片。半导体硅片的材质可以为单晶硅、多晶硅、微晶硅等。经过钝化处理后的半导体硅片具有覆盖其表面的钝化层,钝化层的材料可以是氮化硅、氧化铝或氮氧化硅等材料,钝化层可以是单层结构,也可以包含多层结构,其中,多层结构可以包括第一钝化层和减反射层等。钝化层可以是由硅氮化物膜、包含氢的硅氮化物膜(即SiNx:H减反射钝化薄膜)、硅氧化物膜、硅氮氧化物膜和铝氧化物膜中的一种构成,或者,由其中任意两种或更多种膜进行组合得到的多层结构。设置钝化层可以减少太阳能电池对太阳光的反射,但更重要的目的是起到钝化作用。
第一栅线导电件2及第二栅线导电件3可以是导电性能较好的金属材料,如银或铝。第一栅线导电件2及第二栅线导电件3用于电流的收集。相邻的两个第一栅线导电件2之间由一个第二栅线导电件3连接。本申请的第一栅线导电件2及第二栅线导电件3与硅基底1的欧姆接触区域采用局部接触电极,有效降低了金属化区域的复合电流,提升了电池转换效率。
综上,本申请中的太阳能电池100通过设置第一栅线导电件2及第二栅线导电件3的形状、结构,能够有效地减少串联电阻、提升开路电流,降低功率损耗,同时降低因电池印刷不良形成断栅后,电流不能汇流导致电池功率的损耗。
以下给出光伏组件的结构一种实施例:
光伏组件通常采用“面光板/封装材料/太阳能电池100/封装材料/背光板”的层叠结构,使用时将光伏组件面光板一侧面向光,背光板一侧背向光,光线穿过面光板照射于太阳能电池100上,光伏组件正常发电。其中,面光板的材料通常为透光玻璃,背光板的材料为透光玻璃或者高分子背板,封装材料通常为胶膜。而透光玻璃主要为压花玻璃(表面压花)或浮法玻璃(表面压花)。在面光板及背光板的内表面设计有花纹结构,可将光伏组件内部的太阳能电池100/焊带/太阳能电池100间隙等区域反射的太阳光,或电池间隙处入射的太阳光,进一步漫反射回太阳能电池100上,实现对太阳光的二次利用,从而可以一定程度提升光伏组件的功率。
具体地,光伏组件可以包括面光板、背光板、第一反射结构及至少两个太阳能电池100,在某些实施例中,多个太阳能电池100相互串联或并联,每相邻的两太阳能电池100可以通过导电金属条电连接,而每相邻的两太阳能电池100间均存在有一定间隔。光伏组件内的背光板与面光板相对设置,在某些实施例中,光伏组件包括从上至下依次设置的面光板、封装材料、太阳能电池100、封装材料及背光板。
其中,封装材料可以是是EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer,乙烯-醋酸乙烯脂共聚物),EVA是一种热固性的热熔胶,常温下无黏性,以便操作,经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化,变得完全透明。封装材料不仅可以将脆弱的太阳能电池100与面光板及背光板隔开,还能起到一定的缓震、缓冲作用,有利于增强光伏组件的结构强度及使用寿命。
背光板可以是TPT(Tedlar Polyster Tedlar)、PET(Polyethyleneterephthalate,涤纶树脂)或者透光玻璃等,TPT的结构为Tedlar/Polyster/Tedlar三层复合结构,PET为单层聚酯结构,背光板用在组件背面,作为背面保护和电绝缘材料,主要用于抗环境侵蚀。背光板的颜色可以选用白色,如此,背光板对阳光能起到一定起反射作用,提高发电效率。
各太阳能电池100平铺设置于面光板与背光板之间,每一太阳能电池100上设置有焊带,焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带,也叫互连条,主要用于太阳能电池100之间的连接,发挥导电聚电的重要作用。
在某些实施例中,光伏组件还包括边框,边框可以采用铝合金材质或不锈钢材质,边框选用铝合金材质时,边框的强度、耐腐蚀性都非常好。边框可以起到支撑和保护整个电池板的作用。光伏组件还可以通过边框连接到外部的光伏支架上面,多个光伏组件可以相互连接共同组成光伏电站。
在某些实施例中,光伏组件还包括接线盒,太阳能电池组件的正、负极从背面引出后需要一个专门的电气连接盒来实现与外电路的连接,接线盒也可以保护整个电池板的发电系统,它相当于一个电流中转站,当有太阳能电池100出现短路,利用接线盒可以自动断开短路的电池串。
为了保证使用寿命,接线盒可以由工程塑料注塑制成,还可以加有防老化和抗紫外线辐射剂,能确保组件在室外长期使用不出现老化破裂现象。接线柱可以由外镀镍层的电解铜制成,能确保电气导通及电气连接的可靠。
因为本光伏组件中应用的太阳能电池100,其串联电阻低、开路电流高、功率损耗低,同时降低了印刷过程中的不良率,避免了断栅形成后电流不能汇流导致的功率损耗。所以本光伏组件具有发电效率高的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种太阳能电池,其特征在于,包括:
硅基底,所述硅基底表面上设置有钝化层;
第一栅线导电件,所述第一栅线导电件至少部分设置于所述钝化层上,所述第一栅线导电件包括线段部及位于所述线段部两端的点状部,所述点状部在所述线段部宽度方向上的长度大于所述线段部的宽度;
第二栅线导电件,所述第二栅线导电件至少部分设置于所述钝化层上,所述第二栅线导电件的至少一部分与所述点状部重叠;
所述第一栅线导电件与所述第二栅线导电件的重叠面积S1占所述第一栅线导电件总面积的5%~25%;
所述第一栅线导电件与所述第二栅线导电件,其中一者由烧穿性浆料固化而成,另一者由非烧穿性浆料固化而成;
所述S1的面积为0.001μm2~0.05μm2
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二栅线导电件在所述硅基底上的投影面积S2为0.05μm2~0.1μm2
3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,每一所述点状部在所述硅基底上的投影面积为S3,每一所述点状部与所述线段部重叠的面积为S4,所述S3减去所述S4后的面积为0.002μm2~0.1μm2
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述线段部在所述硅基底上的投影面积为S5,所述S5的面积为0.05μm2~0.1μm2
5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一栅线导电件穿透所述钝化层并与所述硅基底接触,所述第二栅线导电件不穿透所述钝化层并与所述硅基底隔离。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一栅线导电件由烧穿性浆料固化而成,所述第二栅线导电件由非烧穿性浆料固化而成。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二栅线导电件穿透所述钝化层并与所述硅基底接触,所述第一栅线导电件不穿透所述钝化层并与所述硅基底隔离。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池,其特征在于,所述第二栅线导电件由烧穿性浆料固化而成,所述第一栅线导电件由非烧穿性浆料固化而成。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述点状部的在钝化层上的投影形状为圆形、椭圆形、半圆形、梯形、方形中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一栅线导电件与所述第二栅线导电件均穿透所述钝化层并与所述硅基底接触。
11.一种光伏组件,其特征在于,所述光伏组件包括如权利要求1-10中任一项所述的太阳能电池。
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