CN202749382U

CN202749382U - 正面电极结构及具有其的晶硅太阳能电池

Info

Publication number: CN202749382U
Application number: CN201220455261.9U
Authority: CN
Inventors: 孙小娟; 王静; 张东升; 李翠双; 赵学玲
Original assignee: Yingli Energy China Co Ltd
Current assignee: Yingli Energy China Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2022-09-07

Abstract

本实用新型提供了一种晶硅太阳能电池的正面电极结构及具有其的晶硅太阳能电池。该正面电极结构包括相互垂直的多条主栅和多条副栅，任意一条主栅包括：相互平行的两条主栅边线，两端分别延伸至正面电极的边缘；一个或多个栅条区，设置在两条主栅边线之间且沿主栅的延伸方向排布，栅条区包括：浆料印刷区；多个第一矩形镂空区，沿主栅的延伸方向相互间隔地设置在浆料印刷区中，第一矩形镂空区的宽沿与主栅边线平行的方向延伸，且第一矩形镂空区宽度a占主栅的长度b的百分比为0.03~0.7%。本实用新型的正面电极结构的镂空区，内部不需要印刷银浆，减少了银浆的用量，降低了成本，减小了主栅覆盖面积，减小了正面电极的遮光率、接触电阻。

Description

正面电极结构及具有其的晶硅太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种正面电极结构及具有其的晶硅太阳能电池。

背景技术

目前大多数的太阳能电池都是用价格昂贵的重金属银在硅片的正背面通过丝网印刷的方式印刷上银浆形成电极，经过高温烧结后银浆可与硅片形成良好的欧姆接触，即电池制备完成。

图1和图2示出了现有技术中一种典型的正面电极结构，电极包括主栅1’与副栅2’，主栅1’与副栅2’相互垂直设置，主栅1’的宽度大于副栅2’的宽度，且主栅1’和副栅2’全部用银浆填充，主栅1’靠近电池边缘的末端部分逐渐变细，太阳能电池在将光能转换成电能的过程中，其内部产生的光生载流子需要通过正面电极的主栅1’和副栅2’收集并引出，然后与外部电路连接，从而将电流输送出来。正面电极的主栅1’和副栅2’不仅可以用来收集光生载流子，还能保证测试仪的探针与电池的正负电极在电池性能测试分选过程中具有良好的接触，进而选取不同效率的电池；同时还便于在组件生产过程中将单个电池焊接连在一起。由图1可以看出主栅1’和副栅2’在硅片上的覆盖面积较大，从而使得遮光率和接触电阻较大，从而会降低太阳能电池的利用率；另外，主栅1’和副栅2’在硅片上的覆盖面积较大并且全部印刷有银浆，因此需要耗费较多的银浆，从而使得太阳能电池的制作成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种正面电极结构及具有其的晶硅太阳能电池，能够降低银浆的用量，节约电池的制作成本。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种晶硅太阳能电池的正面电极结构，包括相互垂直的多条主栅和多条副栅，任意一条主栅包括：相互平行的两条主栅边线，两端分别延伸至正面电极的边缘；一个或多个栅条区，设置在两条主栅边线之间且沿主栅的延伸方向排布，栅条区包括：浆料印刷区；多个第一矩形镂空区，沿主栅的延伸方向相互间隔地设置在浆料印刷区中，第一矩形镂空区的宽沿与主栅边线平行的方向延伸，且第一矩形镂空区宽度a占主栅的长度b的百分比为0.03~0.7%。

进一步地，上述栅条区为多个，主栅还包括一个或多个第二矩形镂空区，两个相邻的栅条区与两条主栅边线围成的区域内设置有至少一个第二矩形镂空区，第二矩形镂空区的长沿与主栅边线平行的方向延伸，且第二矩形镂空区的长度大于第一矩形镂空区的宽度。

进一步地，上述主栅宽度为c，栅条区的长度为d，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离为e，第一矩形镂空区的长度为f，且0.05mm≤a≤1mm，a≤e≤d/2，0.1mm≤f≤c*85%。

进一步地，上述第一矩形镂空区宽度a为：0.1mm≤a≤1mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为：2a≤e≤d/4，第一矩形镂空区的长度f为：0.1mm≤f≤c/3。

进一步地，上述栅条区为7~11个，每个栅条区的长度d为：1.2mm≤d≤31.9mm。

进一步地，上述主栅的末端包括两条主栅边线的末端和设置在两条主栅边线的末端之间的栅条区。

进一步地，上述主栅的末端包括两条主栅边线的末端和设置在两条主栅边线的末端之间的第二矩形镂空区。

进一步地，两条上述主栅边线的间距g为：0.9mm≤g≤1.6mm，主栅的宽度c为：1.3mm≤c≤2mm，主栅的长度b为153mm。

进一步地，两条上述主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm。

根据实用新型的另一方面，还提供了一种晶硅太阳能电池，具有正面电极，正面电极具有上述的正面电极结构。

本实用新型的正面电极结构的主栅内部具有多个镂空的第一矩形镂空区，在该区域内不需要印刷银浆，从而减少了生产过程正面银浆的用量，进而降低了太阳能电池的制作成本；而且由于具有多个第一矩形镂空区，减小了主栅覆盖正面电极的面积，进而减小了正面电极的遮光率以及与硅片的接触电阻。同时，第一矩形镂空区之外的浆料印刷区和主栅边线依然能够很好地实现通过主栅将单个电池焊接在一起，并与测试仪的探针在电池性能测试分选过程中具有良好的接触的功能，而且，主栅边线与副栅垂直相交，保证了在工作过程中副栅收集的电流能汇集到主栅上。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的晶硅太阳能电池的正面电极结构；

图2示出了图1中A部分的放大图；

图3示出了根据本实用新型的晶硅太阳能电池的正面电极结构；以及

图4示出了图3中B部分的放大图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型一种典型的实施例中，如图3和图4所示，提供了一种晶硅太阳能电池的正面电极结构，包括相互垂直的多条主栅1和多条副栅2，任意一条主栅1包括相互平行的两条主栅边线11和一个或多个栅条区12栅条区，主栅边线11的两端分别延伸至正面电极的边缘；栅条区12设置在两条主栅边线11之间且沿主栅1的延伸方向排布，栅条区12包括浆料印刷区121和多个第一矩形镂空区122，第一矩形镂空区122沿主栅1的延伸方向相互间隔地设置在浆料印刷区121中，第一矩形镂空区122的宽沿与主栅边线11平行的方向延伸，且第一矩形镂空区122宽度a占主栅1的长度b的百分比为0.03~0.7%。

上述的正面电极结构的主栅1内部具有多个镂空的第一矩形镂空区122，在该区域内不印刷银浆，从而减少了生产过程正面银浆的用量，进而降低了太阳能电池的制作成本；而且由于具有多个第一矩形镂空区122，减小了主栅1覆盖正面电极的面积，进而减小了正面电极的遮光率以及与硅片的接触电阻。同时，第一矩形镂空区122之外的浆料印刷区121和主栅边线11依然能够很好地实现通过主栅1将单个电池焊接在一起以及与测试仪的探针在电池性能测试分选过程中具有良好的接触的功能，而且，主栅边线11与副栅2垂直相交，保证了在工作过程中副栅2收集的电流能汇集到主栅1上。

在本实用新型一种优选的实施例中，如图3和图4所示，栅条区12为多个，主栅1还包括一个或多个第二矩形镂空区13，两个相邻的栅条区12与两条主栅边线11围成的区域内设置有至少一个第二矩形镂空区13，第二矩形镂空区13的长沿与主栅边线11平行的方向延伸，且第二矩形镂空区13的长度大于第一矩形镂空区122的宽度。

在主栅1上设置的第二矩形镂空区13并与栅条区12间隔排布进一步减少了银浆的用量，多个第二镂空区13大大减小了主栅1在正面电极上的覆盖面积，从而进一步减小了正面电极的遮光率以及与硅片的接触电阻。这些栅条区12的长度和位置设置可以依据焊接机的要求以及探针测试位置的要求来确定。

本实用新型的主栅1宽度为c，栅条区12的长度为d，相邻两个第一矩形镂空区122之间的距离为e，第一矩形镂空区122的长度为f，为了使按照上述实施例的正面电极结构制作的正面电极具有较好的发电性能，优选0.05mm≤a≤1mm，a≤e≤d/2，0.1mm≤f≤c*85%。按照上述方式设置的栅条区12能够有效地缓解焊接过程中产生的拉力对正面电极的影响。

为了进一步缓解焊接过程中产生的拉力对正面电极产生的影响，在本实用新型另一种优选的实施例中，优选第一矩形镂空区122宽度a为：0.1mm≤a≤1mm，相邻两个第一矩形镂空区122之间的距离e为：2a≤e≤d/4，第一矩形镂空区122的长度f为：0.1mm≤f≤c/3。

针对目前常规的硅片，由其所制作的正面电极上的栅条区12为7~11个，每个栅条区12的长度d为：1.2mm≤d≤31.9mm。上述栅条区12根据测试和焊接要求分为测试段和焊接端。

由于目前的正面电极的主栅1’的两端在组件焊接过程中不属于焊接位置而且一般也不会对该部位进行测试，在保证正面电极正常工作的前提下，尽可能的节约银浆的用量，优选主栅1的末端包括两条主栅边线11的末端和设置在两条主栅边线11的末端之间的栅条区12。进一步优选主栅1的末端包括两条主栅边线11的末端和设置在两条主栅边线11的末端之间的第二矩形镂空区13。

一般晶硅太阳能电池所用的硅片的尺寸是156mm*156mm，主栅的主要作用是收集电流，为了是主栅具有较好的收集电流的效果，一般主栅距硅片边缘距离不会太远，此外，在焊接时常用的焊带的宽度一般为1.5mm或2mm，测试时电池测试探针的直径为1mm，为了满足目前常规的焊接和测试要求，在本发明优选正面电极的两条所述主栅边线11的间距g为0.9mm~1.6mm，主栅1的宽度c为1.3mm~2mm，主栅1的长度为153mm。

在本发明一种优选的实施例中的两条主栅边线11的间距g为1.1mm，主栅1的宽度c为1.5mm。

在本实用新型另一种典型的实施例中，还提供了一种晶硅太阳能电池，具有正面电极，该正面电极具有上述的正面电极结构。由于具有本实用新型的正面电极结构的正面电极具有较小的遮光率和接触电阻，因此，具有其的晶硅太阳能电池具有较好的电性能。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本实用新型的有益效果。

实施例1

实施例1的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm，主栅共有7个栅条区，且栅条区的长度d为10.6~31.9mm，第一矩形镂空区的长度f为0.1mm，宽度a为0.05mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为0.05mm。

实施例2

实施例2的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm，主栅共有8个栅条区，且条区的长度d为10.6~11.7mm，第一矩形镂空区的长度f为0.5mm，宽度a为0.1mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为0.2mm。

实施例3

实施例3的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm，主栅共有11个栅条区，且栅条区的长度d为6.8mm，第一矩形镂空区的长度f为0.5mm，宽度a为0.1mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为0.2mm。

实施例4

实施例4的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm,主栅共有9个栅条区，且每个栅条区的长度d为6.8mm，第一矩形镂空区的长度f为0.5mm，宽度a为0.5mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为1.3mm。

实施例5

实施例5的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm，主栅共有10个栅条区，且栅条区的长度d为1.2~6.8mm，第一矩形镂空区的长度f为0.5mm，宽度a为1mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e等于1mm。

实施例6

实施例6的晶硅太阳能电池的正面电极具有一个栅条区，主栅1的长度b为153mm，栅条区的长度d为153mm，主栅边线的间距g为1.1mm，主栅的宽度c为1.5mm第一矩形镂空区的长度f为0.5mm，宽度a为0.1mm。

实施例7

实施例7的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为0.9mm，主栅的宽度c为1.3mm，主栅共有9个栅条区，且每个栅条区的长度d为7.5mm，第一矩形镂空区的长度f为0.1mm，宽度a为0.05mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为0.05mm。

实施例8

实施例8的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图3和图4所示的结构，主栅1的长度b为153mm，主栅边线的间距g为1.6mm，主栅的宽度c为2.0mm，主栅共有10个栅条区，且每个栅条区的长度d为10mm，第一矩形镂空区的长度f为0.1mm，宽度a为0.05mm，相邻两个第一矩形镂空区之间的距离e为0.05mm。

对比例1

对比例1的晶硅太阳能电池的正面电极具有如图1和图2所示的结构，主栅的宽度为1.5mm，副栅的宽度为0.035-0.08mm。

对实施例1至8和对比例1的晶硅太阳能电池进行性能测试，测试结果见表1。

表1

	开路电压(V)	短路电流(A)	填充因子（%）	光电转换率（%）
					实施例1	0.623	8.475	77.93	16.93
实施例2	0.623	8.482	77.87	16.93
					实施例3	0.624	8.487	77.68	16.92
实施例4	0.624	8.463	77.94	16.93
					实施例5	0.623	8.465	77.81	16.88
实施例6	0.623	8.476	77.68	16.89
					实施例7	0.624	8.440	78.04	16.94
实施例8	0.622	8.484	77.73	16.88

对比例1

0.622

8.488

77.65

16.87

由表1中的数据可以看出，实施例1至8的晶硅太阳能电池的开路电压、填充因子和光电转换效率均较对比例1有所改善，其中的填充因子的提高正是由于接触电阻的减少引起的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种晶硅太阳能电池的正面电极结构，包括相互垂直的多条主栅（1）和多条副栅（2），其特征在于，任意一条所述主栅（1）包括：

相互平行的两条主栅边线（11），两端分别延伸至所述正面电极的边缘；

一个或多个栅条区（12），设置在所述两条主栅边线（11）之间且沿所述主栅（1）的延伸方向排布，所述栅条区（12）包括：

浆料印刷区（121）；

多个第一矩形镂空区（122），沿所述主栅（1）的延伸方向相互间隔地设置在所述浆料印刷区（121）中，所述第一矩形镂空区（122）的宽沿与所述主栅边线（11）平行的方向延伸，且所述第一矩形镂空区（122）宽度a占所述主栅（1）的长度b的百分比为0.03~0.7%。

2.根据权利要求1所述的正面电极结构，其特征在于，所述栅条区（12）为多个，所述主栅（1）还包括一个或多个第二矩形镂空区（13），两个相邻的所述栅条区（12）与所述两条主栅边线（11）围成的区域内设置有至少一个所述第二矩形镂空区（13），所述第二矩形镂空区（13）的长沿与所述主栅边线（11）平行的方向延伸，且所述第二矩形镂空区（13）的长度大于所述第一矩形镂空区（122）的宽度。

3.根据权利要求2所述的正面电极结构，其特征在于，所述主栅（1）宽度为c，所述栅条区（12）的长度为d，相邻两个所述第一矩形镂空区（122）之间的距离为e，所述第一矩形镂空区（122）的长度为f，且0.05mm≤a≤1mm，a≤e≤d/2，0.1mm≤f≤c*85%。

4.根据权利要求3所述的正面电极结构，其特征在于，所述第一矩形镂空区（122）宽度a为：0.1mm≤a≤1mm，相邻两个所述第一矩形镂空区（122）之间的距离e为：2a≤e≤d/4，所述第一矩形镂空区（122）的长度f为：0.1mm≤f≤c/3。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的正面电极结构，其特征在于，所述栅条区（12）为7~11个，每个所述栅条区（12）的长度d为：1.2mm≤d≤31.9mm。

6.根据权利要求2所述的正面电极结构，其特征在于，所述主栅（1）的末端包括两条所述主栅边线（11）的末端和设置在两条所述主栅边线（11）的末端之间的栅条区（12）。

7.根据权利要求2所述的正面电极结构，其特征在于，所述主栅（1）的末端包括两条所述主栅边线（11）的末端和设置在两条所述主栅边线（11）的末端之间的所述第二矩形镂空区（13）。

8.根据权利要求1所述的正面电极结构，其特征在于，两条所述主栅边线（11）的间距g为：0.9mm≤g≤1.6mm，所述主栅（1）的宽度c为：1.3mm≤c≤2mm，所述主栅（1）的长度b为153mm。

9.根据权利要求8所述的正面电极结构，其特征在于，两条所述主栅边线（11）的间距g为1.1mm，所述主栅（1）的宽度c为1.5mm。

10.一种晶硅太阳能电池，具有正面电极，其特征在于，所述正面电极具有权利要求1至9中任一项所述的正面电极结构。