CN1953211A - 硅太阳电池电极及其制造方法 - Google Patents

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张铃菊
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Abstract

本发明公开了一种硅太阳电池电极的结构，电池的主栅线用一种涂有导电胶的金属箔导电栅构成，在形成电池主栅线的金属箔导电栅与分栅线接触处设置有导电盘。本发明还公开了所述的硅太阳电池电极的制造方法，以制备受光和非受光面分栅线和铝背场电极→粘贴金属箔导电栅→固化金属箔导电栅取代现有工艺中印制正、背面电极和烧结电极的步骤，避免了制造过程中对电池的损伤和焊接材料引起的化学腐蚀隐患，提高了电池的光电转化效率、增强了电极与硅基体的连接可靠性、方便了多块单体电池间的互连。

Description

硅太阳电池电极及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种硅太阳电池电极的结构，本发明还涉及该太阳电池电极的制造方法。
背景技术
目前，公知的硅太阳电池典型的受光面电极结构如图1，包括：太阳电池基片1、太阳电池主栅线2和太阳电池分栅线3；该电池的背面电极结构如图2，包括：太阳电池基片1、铝背场电极4和电极焊盘5。其中主栅线的作用是汇集各分栅线的电流和将电池片产生的电力输出。
公知的硅太阳电池制造工艺技术采用如下的技术路线：①硅片清洗→②硅片表面处理→③扩散制PN结→④去氧化层→⑤制备减反射膜→⑥印制正、背面电极→⑦烧结电极→⑧检验。其中，在电极印制和随后的电极烧结中其电池分栅线和汇流主栅线是同时完成的。
现有技术存在如下几个不足，首先是由于电池受光面的扩散层很薄，大面积的栅线烧结区形成大面积的高复合区，直接影响电池的光电转化效率；第二，背面的焊盘对烧结背场的完整性也有不利影响。第三，在随后形成电池组件的焊接过程中，因为要经历较高的焊接温度，互连条和电池基片不同的膨胀系数，会引起较大的焊接应力。第四，栅线表面涂锡层或随后在组成组件时栅线经过锡焊，经长期运行，元素铜会逐渐迁移至焊锡表面并且在潮湿环境下发生电化学腐蚀，焊锡过程中使用的酸性焊剂残留和组件中渗入的微量水汽加剧了这一过程。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种硅太阳电池电极及其制造方法，采用了一种涂有导电胶层的金属箔(导电胶带)作为电池的主栅线，代替现有技术印刷烧结的主栅线，从而达到减少制造过程中高温引起的损伤和焊接材料引起的化学腐蚀隐患，提高电池光电转化效率、增强电极与硅基体的可靠连接的目的。
为了实现上述技术方案，本发明提供一种硅太阳电池电极，该电池受光面电极包括：太阳电池基片、分栅线、导电盘、金属箔导电栅。该电极非受光面结构包括：太阳电池基片、铝背场电极、金属箔导电栅。所述的受光面和非受光面中至少有一面包括金属箔导电栅构成的主栅线，该金属箔导电栅与分栅线相交粘接于设计为电池主栅线的位置。
本发明的另一方面，为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种硅太阳电池电极的制造方法，该方法包括如下步骤：①硅片表面处理→②制PN结→③制备减反射膜→④制备受光和非受光面分栅线和铝背场电极→⑤粘贴金属箔导电栅→⑥固化金属箔导电栅。其特征在于：以④制备受光和非受光面分栅线和铝背场电极→⑤粘贴金属箔导电栅→⑥固化金属箔导电栅取代了现有技术工艺中的印制正、背面电极和烧结电极的工艺步骤。
本发明硅太阳电池电极及其制造方法的有益效果是：减少了硅太阳电池制造过程中高温过程引起的损伤，提高了电池的光电转化效率；有利于消除焊接材料引起的化学腐蚀隐患，提高了电极与硅基体的连接可靠性；方便了多块单体电池间的互连。
附图说明
图1是现有技术硅太阳电池的受光面栅线和电极图形；
图2是现有技术硅太阳电池背面电极图形；
图3是本发明硅太阳电池电极的受光面栅线和电极结构图形；
图4是本发明硅太阳电池电极的背面图形；
图5是实施本发明后，单片太阳电池的连接示意图。
具体实施方式
图1和图2为现有技术硅太阳电池电极受光面和非受光面的结构图形。本发明的特征在于，图1或图2受光面和非受光面中至少有一面还包括有金属箔导电栅构成的主栅线，所述的金属箔导电栅与分栅线相交粘接于设计为电池主栅线的位置。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图3和图4为本发明的一个实施例。
图3是本发明硅太阳电池电极受光面栅线和电极结构图形，包括：太阳电池基片1、导电盘6、分栅线7、金属箔导电栅8。金属箔导电栅8采用一种涂有导电胶层的金属箔(导电胶带)取代现有硅太阳电池的主栅线，汇集各分栅线的电流和将电池片产生的电力输出。所述金属箔导电栅8与分栅线7相交粘接于现有技术硅太阳电池主栅线的原有位置，用以取代现有技术印刷烧结的主栅线。在形成电池主栅线的金属箔导电栅8与电池分栅线7接触处设置有导电盘6，使得电池分栅线7上有适于电导性要求的较大面积的金属淀积。
图4是本发明硅太阳电池电极的背面图形，包括：太阳电池基片1、铝背场电极4、金属箔导电栅9。同样地，金属箔导电栅9采用一种涂有导电胶层的金属箔(导电胶带)作为电池的主栅线，代替现有技术硅太阳电池的焊区，取消了现有技术图2中的电极焊盘5。
图5为实施本发明后单片太阳电池之间的连接方式。包括：主栅线互连导线10和单片太阳电池11。其中主栅线互连导线10是金属箔导电栅的延长，可方便地实现两块或更多块单体太阳电池间的互连。同时，所述主栅线互连导线10可制备成各种不同的颜色和标识。
本发明的另一方面，为制造本发明硅太阳电池电极所采取的工艺步骤如下：①硅片表面处理→②制PN结→③制备减反射膜→④制备受光和非受光面分栅线和铝背场电极→⑤粘贴金属箔导电栅→⑥固化金属箔导电栅。其特征在于：以④制备受光和非受光面分栅线和铝背场电极→⑤粘贴金属箔导电栅→⑥固化金属箔导电栅取代了现有技术工艺中的印制正、背面电极和烧结电极的工艺步骤。其中，根据金属箔和导电胶类型的不同，可进行或不进行步骤⑥固化金属箔导电栅。
本发明的有益效果在于：1)印制或蒸发制备电极时，可以在相应主栅线的位置大量减少电极与硅电池表面的烧结接触面积，减少这一区域由于电极烧结而产生的应力，减少电极位置下的少数载流子的高复合区域面积，提高电池的光电转化效率。2)由于有机导电胶的缓冲作用和低温操作减少了电极和引线间的应力，提高电极与硅基体的连接可靠性。3)延长粘接的金属箔，便可实现两块或更多块单体电池间的互连。4)金属箔可制备成各种不同的颜色满足标识和视觉美观的需要。

Claims (6)

1、一种硅太阳电池电极，该电池受光面电极包括：太阳电池基片、主栅线、分栅线；非受光面电极包括：太阳电池基片、铝背场电极，其特征在于：所述的受光面和非受光面中至少有一面包括有金属箔导电栅构成的主栅线，所述的金属箔导电栅与分栅线相交粘接于设计为电池主栅线的位置。
2、根据权利要求书1所述的硅太阳电池电极，其特征在于：在形成电池主栅线的金属箔导电栅与分栅线接触处设置有导电盘。
3、根据权利要求书1所述的硅太阳电池电极，其特征在于：所述的金属箔导电栅为一种涂有导电胶层的金属箔。
4、根据权利要求书1所述的硅太阳电池电极，其特征在于：所述的金属箔导电栅可适当延长，进行两块或更多块单体太阳电池间的互连。
5、一种生产权利要求书1所述的硅太阳电池电极的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：①硅片表面处理→②制PN结→③制备减反射膜→④制备受光和非受光面分栅线和铝背场电极→⑤粘贴金属箔导电栅→⑥固化金属箔导电栅。
6、根据权利要求书5所述的生产硅太阳电池电极的方法，其特征在于：根据金属箔和导电胶类型的不同，可进行或不进行步骤⑥固化金属箔导电栅。
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