CN202159675U - 太阳能电池片的电极结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种太阳能电池片的电极结构，包括背电极和正面栅电极，背电极分布于太阳能电池片的反面，正面栅电极分布于太阳能电池片的正面，正面栅电极包括主栅线，主栅线和背电极呈交叉分布。本实用新型提供的太阳能电池片的电极结构中，主栅线和背电极呈交叉分布，大幅减小了主栅线和背电极的正对面积，使得主栅线收集的载流子在背电极处的表面复合几率减小，有效提高了太阳能电池片收集载流子的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电技术领域，特别涉及一种太阳能电池片的电极结构。
背景技术
随着全球能源的日趋紧张，太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到世界各国的广泛重视。光伏发电具有安全可靠、无噪声、故障率低等优点，太阳能电池是光伏发电技术中将太阳能直接转换为电能的主要器件。
常见的晶体硅太阳能电池是由背面电极、半导体材料构成的P型层、N型层、P-N结、减反射薄膜、正面栅电极等部分构成。当太阳光照射到太阳能电池表面时，减反射薄膜和绒面结构可有效减少电池表面的光反射损失。太阳能电池中的半导体结构吸收太阳光能后，激发产生电子、空穴对，电子、空穴对被半导体内部P-N结自建电场分开，电子流入N区，空穴流入P区，形成光生电场，如果将晶体硅太阳电池的正、负电极与外部电路连接，外部电路中就有光生电流流过。
目前多数的晶硅太阳能电池采用P型硅片，经过磷扩散后形成P-N结，在P型硅上制作背电极和背场，在扩散形成的N面制作正面栅电极，整个器件利用P-N结的光生伏特效应来工作。对于125mm×125mm的单晶硅或多晶硅电池的正面栅电极一般选用两条主栅线，对于156mm×156mm的单晶硅或多晶硅电池的正面栅电极可增加到三条主栅线。然后在垂直于主栅线的两边加上一定数目的均匀且平行分布的副栅线。在光照下晶硅太阳能电池产生的电流通过副栅线与主栅线相互导通，主栅线构成电池的负电极，电流汇聚到主栅线上导出。
采用丝网印刷制作的晶硅太阳能电池结构中，正面栅电极由正面银浆烧结而成，主要起到收集光生载流子的作用，要求栅线的高宽比大，能与扩散工艺形成的N型硅构成良好的欧姆接触。背电极由银铝浆烧结而成，主要作用就是通过其上焊接焊带来引出光生电流，其对太阳能电池性能的影响相对较小，对背银的要求主要是单耗、焊接性能等。在常规结构中，正面栅电极和背电极呈平行正对分布，使主栅线收集的载流子在背电极处的表面复合几率很大，影响光收集效率。此外，平行正对分布的正面栅电极和背电极在制作成太阳能电池组件时，层压的密封性差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池片的电极结构，以解决平行正对分布的正面栅电极和背电极影响光收集效率以及在制作太阳能电池组件时层压的密封性差的问题。
本实用新型提供一种太阳能电池片的电极结构，包括背电极和正面栅电极，所述背电极分布于太阳能电池片的反面，所述正面栅电极分布于太阳能电池片的正面，所述正面栅电极包括主栅线，所述主栅线和背电极呈交叉分布。
优选地，所述主栅线和所述背电极相互垂直。
优选地，所述主栅线和所述背电极的夹角大于0度小于90度。
优选地，所述主栅线的数量与所述背电极的数量相等。
优选地，所述主栅线为两条平行线或三条平行线。
优选地，所述背电极为两条平行线或三条平行线。
优选地，所述正面栅电极由银浆烧结而成。
优选地，所述背电极由银铝浆烧结而成。
优选地，采用太阳能电池片边沿定位使所述主栅线和所述背电极呈交叉分布。
由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、主栅线和背电极呈交叉分布，大幅减小了主栅线和背电极的正对面积，使得主栅线收集的载流子在背电极处的表面复合几率减小，有效提高了太阳能电池片收集载流子的效率。
2、在制作成太阳能电池组件时，呈交叉分布的主栅线和背电极便于边沿处太阳能电池片的转向焊接，有利于改善层压时的密封性。
3、本实用新型提供的电极排布方式将常规结构主栅线和背电极引入的太阳能电池片单一方向应力转变成两个交叉方向的应力，应力的相互中和能部分消除太阳能电池片的弯曲变形，降低了太阳能电池片的碎片率。
4、本实用新型提供的电极排布方式制作过程简单易行，仅需设计丝网印刷网版结构，并根据设计需要调整丝网印刷时的电池片进板方向，无需购置新设备，不会增加额外成本，对各种类型的太阳能电池和各种制作正面、背面电极的工艺均可达到规模化生产。
附图说明
参照附图阅读了本实用新型的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本实用新型的各个方面。其中，
图1a为本实用新型实施例一提供的太阳能电池片的正面栅电极的分布结构示意图；
图1b为本实用新型实施例一提供的太阳能电池片的背电极的分布结构示意图；
图2a为本实用新型实施例二提供的太阳能电池片的正面栅电极的分布结构示意图；
图2b为本实用新型实施例二提供的太阳能电池片的背电极的分布结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的太阳能电池片的电极结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型的核心思想在于，提供一种太阳能电池片的电极结构，主栅线和背电极呈交叉分布，大幅减小了主栅线和背电极的正对面积，使得主栅线收集的载流子在背电极处的表面复合几率减小，有效提高了太阳能电池片收集载流子的效率；在制作成太阳能电池组件时，呈交叉分布的主栅线和背电极便于边沿处太阳能电池片的转向焊接，有利于改善层压时的密封性；本实用新型提供的电极排布方式将常规结构主栅线和背电极引入的太阳能电池片单一方向应力转变成两个交叉方向的应力，应力的相互中和能部分消除太阳能电池片的弯曲变形，降低了太阳能电池片的碎片率。
实施例一
图1a为本实用新型实施例一提供的太阳能电池片的正面栅电极的分布结构示意图；图1b为本实用新型实施例一提供的太阳能电池片的背电极的分布结构示意图。参照图1a，图1b，太阳能电池片的电极结构，包括背电极11和正面栅电极12，所述背电极11分布于太阳能电池片10的反面，所述正面栅电极12分布于太阳能电池片10的正面，所述正面栅电极12包括主栅线121，所述主栅线121和背电极11呈交叉分布。
进一步地，正面栅电极12包括主栅线121以及与所述主栅线121连接的副栅线122，所述主栅线121和所述背电极11相互垂直，所述主栅线121的数量与所述背电极11的数量相等。在本实施例中，主栅线121为两条平行线，背电极11也为两条平行线，并且主栅线121与所述背电极11垂直。本领域的普通技术人员应该理解，所述主栅线121与所述背电极11的交叉分布形式不仅仅局限于垂直，它们之间的夹角可以在大于0度小于90度的任意一个角度。
制作太阳能电池片10的电极可以采用丝网印刷、蒸发、溅射、电镀、喷涂等任何制作电极的方法，在本实施例中，采用丝网印刷的方式制作背场13、背电极11和正面栅电极12。首先选取检验合格的P型单晶硅片，规格为125mm×125mm，经过化学清洗和表面制绒以在单晶硅片上形成金字塔结构，增加光的吸收，提高电池的短路电流和转换效率；再利用高温扩散或者离子注入等工艺在P型单晶硅片上制作出N型的晶硅层，这样便形成了P-N结结构，然后经过等离子刻蚀去除边沿的扩散层，通过化学腐蚀去掉扩散形成的磷硅玻璃层，淀积氮化硅增透薄膜，所述氮化硅增透薄膜能减少硅片表面的光反射率，同时利用氢离子的成键来增强硅片表面和体内的钝化效果，降低载流子的复合；最后利用丝网印刷来制作背电极11和正面栅电极12。
在本实施例中，首先采用丝网印刷铝浆方式在所述的太阳能电池片10的背面印刷太阳能电池的背场13，然后再印刷背电极11，背电极11由银铝浆烧结而成。在本实施例中，所述背电极11的数量为两根。由于太阳能电池片10本身具有很好的对称性，且主栅线121和背电极11呈垂直正交分布，因而只需将正面栅电极12印刷时的电池片进片方向转90°后印刷，或者是将栅电极网版转90°安装到印刷机上再行印刷，此外太阳能电池片10的对称性也可以采用电池片边沿来定位印刷精度。对于主栅线121和背电极11夹角不是90°的情况，则要设计网版对准标记或其它定位对准标记来保证主栅线121和背电极11的交叉角度符合设计要求。本领域的普通技术人员可根据需要自行调整太阳能电池片10的主栅线121和背电极11的夹角大小。此外，所设计的主栅线121和背电极11的夹角参数，是为了方便在制作太阳能电池组件时边沿处太阳能电池片10的转向焊接，减少了焊带的外露，有利于改善层压时的密封性。
实施例二
图2a为本实用新型实施例二提供的太阳能电池片的正面栅电极的分布结构示意图；图2b为本实用新型实施例二提供的太阳能电池片的背电极的分布结构示意图。参照图2a，图2b，与实施例一不同的是，太阳能电池片10表面所包含的主栅线121为三条平行线，背电极11为三条平行线。，
在本实施例中，制作太阳能电池片10的电极结构的工艺流程同实施例一。在此不再赘述。
在本实施例中，所述太阳能电池片10的材料是多晶硅，多晶硅片的规格为156mm×156mm。本领域的普通技术人员应该理解，所述太阳能电池的材料可以是单晶硅、多晶硅，还可以是有机半导体、纳米材料、低维材料等。
本实用新型提供的电极排布方式制作过程简单易行，仅需设计丝网印刷网版结构，并根据设计需要调整丝网印刷时的电池片进片方向，无需购置新设备，不会增加额外成本，对各种类型的太阳能电池和各种制作正面、背面电极的工艺均可达到规模化生产。
上文中，参照附图描述了本实用新型的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以对本实用新型的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本实用新型权利要求书所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种太阳能电池片的电极结构，包括背电极和正面栅电极，所述背电极分布于太阳能电池片的反面，所述正面栅电极分布于太阳能电池片的正面，所述正面栅电极包括主栅线，其特征在于，所述主栅线和所述背电极呈交叉分布。
2.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述主栅线和所述背电极相互垂直。
3.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述主栅线和所述背电极的夹角大于0度小于90度。
4.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述主栅线的数量与所述背电极的数量相等。
5.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述主栅线为两条平行线或三条平行线。
6.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述背电极为两条平行线或三条平行线。
7.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述正面栅电极由银浆烧结而成。
8.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，所述背电极由银铝浆烧结而成。
9.如权利要求1所述的太阳能电池片的电极结构，其特征在于，采用太阳能电池片边沿定位使所述主栅线和所述背电极呈交叉分布。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106024920A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-10-12 | 太极能源科技（昆山）有限公司 | 太阳能电池片、太阳能电池板及太阳能充电器 |
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