CN202905727U - 一种太阳能电池正面电极布局结构 - Google Patents

Abstract

一种太阳能电池正面电极布局结构，包括由左右两根或左中右三根相互平行的主栅线构成的主栅线组，由与主栅线垂直相连的副栅线构成的副栅线组；副栅线组包括由位于左右两根主栅线之间且两端分别和相应的主栅线相连的副栅线构成的中间副栅线组、分别由位于左右两根主栅线的左侧和右侧的副栅线构成的边副栅线组；中间副栅线组包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区；中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组中的副栅线一一对应共线，中间副栅线中心增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一或二分之一。

Description

一种太阳能电池正面电极布局结构

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其是涉及一种对太阳能电池正面电极布局结构的改良。

背景技术

目前晶硅太阳能电池制造工艺分为：制绒、扩散制PN结、清洗、PECVD等离子体气相沉积镀减反射膜、丝网印刷制电极、烧结形成欧姆接触几个步骤，其中扩散制PN结是指在P型或者N型晶硅衬底上扩散N型或者P型杂质形成PN结，所述的PN结是电池片实现光电转换的核心部位，被称之为太阳能电池片的心脏。PN结的特性直接制约了电池片的电性能及光电转换效率，衡量PN特性主要的因素有材料本身特性、掺杂杂质种类及浓度等等。我们常常用扩散方阻R_□来衡量PN结的特性，扩散方阻是指硅体内PN以上扩散层的薄层电阻，如公式1表示R_□与结深、电阻率之间的关系：

Ω/□             1

式中

代表扩散层电阻率，

代表PN结深度，从式中可以看出R_□与扩散层电阻率和PN结深度有关。在电池片各个区域中，由于扩散层电阻率及PN结深度受扩撒工艺及设备等因素影响很大，而电池片扩散方阻的均匀性对电池片的性能有较大的影响。一般来说，PN结深度越深，R_□越小，均匀性越好，而浅结造成高R_□，方阻越高，均匀性越差。

常见的一种晶硅太阳能电池的正面电极布局结构，通常包括若干条相互平行的主栅线和若干条相互平行并与主栅线垂直相连的副栅线。而目前电池片扩散制PN结工序采用的设备是管式扩散。在管式扩散中，温度对PN结深度具有重大的影响影响。由于管式扩散是在管的四周进行加热，这就很容易造成管内硅片各点温度是不均匀，硅片中间区域温度低于四周，因此造成硅片中间区域杂质源推进深度不够，从而导致硅片中间区域的方阻因结深偏低而形成为高方阻区域。而硅片平均方阻越大，其中心区域的平均方阻与周边区域的平均方阻的差异也越大，对太阳能电池片的光电转换效能提高有不利的影响。。

当前，在对电池片效率要求提高的背景下，太阳能电池片的平均方阻从原来的30-40Ω/□提高至当前的60-120Ω/□，甚至更高，以此来提高太阳能电池短波段的响应，并减少扩散层的死层效应，从而提高电池片的效率；然而浅结会引起电池片串联电阻Rs的增加，同时加大太阳能电池正面电极的中心区域的平均方阻与周边区域的平均方阻的差异，这又不利于电池片效率的提高。目前通常做法是通过增加晶硅太阳能电池的正面电极中的银栅线包括主栅、副栅数目来降低电池片的串联电阻Rs，提高填充因子FF。现在这种均匀增加银栅线的数目的方法，一方面会增大银栅线的银浆消耗量而增大太阳能电池片的制造成本，另一方面栅线的增加也会带来遮光面积的增加，这在硅片的四周方阻偏低区域，反而带来不利的影响，而未能有效减少太阳能电池正面电极的中心区域的平均方阻与周边区域的平均方阻的差异带来的不利影响，因此难以取得很好的效果。

发明内容

本实用新型主要发明目的是提供一种可以减少高方阻引起的中心区域和周边区域的电池片的串联电阻Rs差异性的太阳能电池正面电极布局结构。

本实用新型所用的技术方案是：一种太阳能电池正面电极布局结构，包括由左右两根相互平行的主栅线构成的主栅线组，由若干相互平行的副栅线构成的副栅线组；所述副栅线组由位于两根主栅线之间且左右两端分别和相应的主栅线垂直相连的若干副栅线构成的中间副栅线组、位于左边一根主栅线的左侧的若干副栅线构成的边副栅线组和位于右边一根主栅线右侧的若干副栅线构成的边副栅线组，共三个分副栅线组构成；边副栅线组的各条副栅线的里端和对应的左右主栅线垂直相连，且相邻两条副栅线的间距相等；所述中间副栅组包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区，所述中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组中的副栅线一一对应共线，所述中间副栅线中心增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一到二分之一。

本实用新型所用的另一种技术方案是：一种太阳能电池正面电极布局结构，包括由左中右三根相互平行的主栅线构成的主栅线组，由相互平行的若干副栅线构成的副栅线组；所述副栅线组由位于左右两根主栅线之间、被中间一根主栅线垂直平分且左右两端分别和相应的主栅线垂直相连的若干副栅线构成的中间副栅线组、由位于左边一根主栅线的左侧的若干副栅线构成的边副栅线组和位于右边一根主栅线右侧的若干副栅线构成的边副栅线组，共三个分副栅线组构成；边副栅线组中的副栅线的里端和对应的左右主栅线垂直相连，且相邻两条副栅线的间距相等；其特征是：所述中间副栅组包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区；所述中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组中的副栅线一一对应共线；所述中间副栅线中心增密区中的副栅线包括左右两端分别和左右两根主栅线垂直相连的长副栅线外，还包括设于相邻两根长副栅线之间、长度为长副栅线长度的二分之一到三分之一的增密副栅线，且增密副栅线被中间一根主栅线垂直平分，中间副栅线中间增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一到二分之一；所述增密副栅线的左自由端之间及右自由端之间还各可用端点连线相连在一起。

这里所述的“中间副栅线中间增密区中的相邻两根副栅线”中的相邻两根副栅线，包括一根长副栅线与一根增密副栅线。本实用新型通过在太阳能电池正面电极布局结构的中心区域设置增密副栅线区域，使得太阳能电池正面电极布局结构的中心区域的电池片的串联电阻Rs和周边区域的电池片的串联电阻Rs的差异减少，这样可以减少因为提高太阳能电池片的平均方阻而需要通过适当增加银栅线的数目来降低电池片的串联电阻Rs时银栅线的总增量，或者在不改变主副栅线布局结构及其尺寸大小的情况下提高太阳能电池片的光电转换效率。本实用新型具有结构简单合理，提高太阳能电池片光电转换效率效果好、成本低的优点。

作为优选，前述本实用新型所用的两个技术方案中，所述主栅线由若干测试节点、节点连线和主栅线线头构成；节点连线由线宽大于等于0.1mm且小于等于测试节点线宽的四分之一的单根直线线段构成或由线宽大于等于0.05mm且小于等于节点线宽的四分之一的两根平行直线线段构成。进一步的，主栅线线头的自由端为梯形端头，所述梯形端头的尖端宽度为0.3mm到0.7mm、梯形的高度为9mm到13mm，节点连线的长度为测试节点的长度的2倍到3倍。这里，所述的测试节点为矩形节点，测试节点的线宽指的是测试节点垂直于主栅线长度方向的边长，测试节点的长度指的是测试节点沿主栅线长度方向的边长。本优选方案，有利于降低太阳能电池片的主栅线的银浆消耗量，从而降低太阳能电池片的银浆消耗量，进而降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的性价比。

作为优选，前述本实用新型所用的两个技术方案中，同一个边副栅线组中的副栅线的自由端部用边连线相连在一起。进一步地，边连线的线宽与副栅线的线宽相等。本优选方案，即使边副栅线组中的副栅线出现断点，远离主栅线的那段边副栅线依旧可以通过所设置的边连线发挥收集电流的作用，所述的太阳能电池片的电池正面电极布局结构的工作可靠性要高于现有技术，有利于提高太阳能电池片的光电转换效能以及批量制造的良品率。同时，边连线的设置，还具有通过增加并联支路来降低降低电池片串联电阻Rs、提高填充因子FF的作用，以及增加电池片边缘的收集范围、进一步提高短路电流Isc的作用，这些作用对提高太阳能电池片的光电转换效能也都具有积极的贡献。

综上所述，本实用新型带来的有益效果是：太阳能电池正面电极布局结构的中心区域的电池片的串联电阻Rs和周边区域的电池片的串联电阻Rs的差异小，且银浆消耗量小、工作可靠性高。本实用新型具有结构合理，制造良品率和性价比高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例一： 

如图1所示，本实用新型包括由左右两根相互平行的主栅线1构成的主栅线组，由若干相互平行的副栅线构成的副栅线组2；所述副栅线组2由位于两根主栅线之间且左右两端分别和相应的主栅线1垂直相连的若干副栅线构成的中间副栅线组2.1、位于左边一根主栅线1的左侧的若干副栅线构成的边副栅线组2.2和位于右边一根主栅线右侧的若干副栅线构成的边副栅线组2.2，共三个分副栅线组构成；边副栅线组2.2的各条副栅线的里端和对应的左右主栅线1垂直相连，且相邻两条副栅线的间距相等；所述中间副栅线组2.1包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区，所述中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组中的副栅线一一对应共线，所述中间副栅线中心增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一或二分之一；本实施例所述中间副栅线中心增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的二分之一；

为了减少银浆消耗量，其中主栅线1由若干测试节点1.1、节点连线1.2和主栅线线头1.3构成；节点连线1.2由线宽大于等于0.1mm且小于等于测试节点线宽的四分之一的单根直线线段构成，测试节点线宽为1mm到3mm；主栅线线头1.3由与测试节点全等的测试段和呈梯形的自由端头构成，所述梯形端头的尖端宽度为0.3mm到0.7mm，梯形的高度为9mm到13mm，节点连线1.2的长度为测试节点的长度的2倍到3倍；为了提高太阳能电池片的光电转换效能以及批量制造的良品率，同一个边副栅线组2.2中的副栅线的自由端部用边连线4相连在一起，边连线4的线宽与副栅线组2的线宽相等；

本实施例，测试节点线宽为1.5mm，测试节点长度为3mm，节点连线的线宽为0.3mm，节点连线的长度为9mm，副栅线组2中的副栅线线宽、边连线4的线宽均为0.04mm，边副栅线组2.2中的副栅线根数为55根，边副栅线组2.2中相邻两根副栅线组的间距为1.5mm，中间副栅线中心增密区占整个中间副栅线组面积的三分之一，主栅线线头1.3的梯形端头的尖端宽度为0.3mm，梯形的高度为9mm。

实施例二：

如图2所示，本实用新型包括由左中右三根相互平行的主栅线1构成的主栅线组，由相互平行的若干副栅线构成的副栅线组2；所述副栅线组2由位于左右两根主栅线1之间、被中间一根主栅线1垂直平分且左右两端分别和相应的主栅线1垂直相连的若干副栅线构成的中间副栅线组2.1、位于左边一根主栅线1的左侧的若干副栅线构成的边副栅线组2.2和位于右边一根主栅线右侧的若干副栅线构成的边副栅线组2.2，共三个分副栅线组构成；边副栅线组2.2中的副栅线的里端和对应的左右两边的主栅线1垂直相连；所述中间副栅组包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区；所述中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组中的副栅线一一对应共线；所述中间副栅线中心增密区中的副栅线包括左右两端分别和左右两根主栅线垂直相连的长副栅线外，还包括设于相邻两根长副栅线之间、长度为长副栅线长度的二分之一到三分之一的增密副栅线3，且增密副栅线3被中间一根主栅线1垂直平分，中间副栅线中间增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一到二分之一；本实施例，中间副栅线中间增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的二分之一；所述增密副栅线3的左自由端之间及右自由端之间还各可用端点连线3.1相连在一起；

为了减少银浆消耗量，其中主栅线1由若干测试节点1.1、节点连线1.2和主栅线线头1.3构成；节点连线1.2由线宽大于等于0.1mm且小于等于测试节点线宽的四分之一的两根平行直线线段构成，且为了最大限度地减少银浆消耗量，节点连线1.2的两根平行直线线段与均与相应的测试节点1.1的节点角部相连，从而在主栅线1上形成尽可能大的镂空区段，从而既最大限度第减少了主栅线的银浆消耗量，也减少了副栅线的银浆消耗量；测试节点线宽为1mm到3mm；主栅线线头1.3由与测试节点全等的测试段和呈梯形的自由端头构成，所述梯形端头的尖端宽度为0.3mm到0.7mm，梯形的高度为9mm到13mm，节点连线1.2的长度为测试节点的长度的2倍到3倍；为了提高太阳能电池片的光电转换效能以及批量制造的良品率，同一个边副栅线组2.2中的副栅线的自由端部用边连线4相连在一起，边连线4的线宽与副栅线组2的线宽相等；

本实施例，测试节点线宽为1.5mm，测试节点长度为3mm，构成节点连线的两根平行直线线段的线宽为0.1mm，节点连线的长度为9mm，副栅线组2中的副栅线的线宽、边连线4和端点连线3.1的线宽均为0.04mm；边副栅线组2.2中相邻两根副栅线的间距为1.5mm，根数为55根；中间副栅线中心增密区占整个中间副栅线组面积的三分之一，中间副栅线中心增密区的增密副栅线3的长度等于中间副栅线中心增密区的长副栅线的长度的三分之二；主栅线线头1.3的梯形端头的尖端宽度为0.3mm，梯形的高度为9mm。

以上实施例一中的主栅线，可以改用为实施例二中的镂空式主栅线。同样实施例二中的主栅线的节点连线也可以改用为实施例一中的单根节点连线。事实上，实施例一和实施例二中的主栅线可以换用现有技术所采用的各种直线型主栅线。总之以上所述之具体实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围。凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种太阳能电池正面电极布局结构，包括由左右两根相互平行的主栅线（1）构成的主栅线组，由若干相互平行的副栅线构成的副栅线组（2）；所述副栅线组（2）由位于两根主栅线（1）之间且左右两端分别和相应的主栅线（1）垂直相连的若干副栅线构成的中间副栅组（2.1）、位于左边一根主栅线（1）的左侧的若干副栅线构成的边副栅线组（2.2）和位于右边一根主栅线右侧的若干副栅线构成的边副栅线组（2.2），共三个分副栅线组构成；边副栅线组（2.2）的各条副栅线的里端和对应的左右主栅线（1）垂直相连，且相邻两条副栅线的间距相等；其特征是：所述中间副栅线组（2.1）包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区，所述中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组（2.2）中的副栅线一一对应共线，所述中间副栅线中心增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一到二分之一。

2.一种太阳能电池正面电极布局结构，包括由左中右三根相互平行的主栅线（1）构成的主栅线组，由相互平行的若干副栅线构成的副栅线组（2）；所述副栅线组（2）由位于左右两根主栅线之间、被中间一根主栅线（1）垂直平分且左右两端分别和相应的主栅线（1）垂直相连的若干副栅线构成的中间副栅线组（2.1）、由位于左边一根主栅线（1）的左侧的若干副栅线构成的边副栅线组（2.2）和位于右边一根主栅线右侧的若干副栅线构成的边副栅线组（2.2），共三个分副栅线组构成；边副栅线组（2.2）中的副栅线的里端和对应的左右主栅线（1）垂直相连，且相邻两条副栅线的间距相等；其特征是：所述中间副栅组（2.1）包括上下各一个中间副栅线常规间距区和位于这两个中间副栅线常规间距区之间的中间副栅线中心增密区；所述中间副栅线常规间距区内的各条副栅线分别和边副栅线组（2.2）中的副栅线一一对应共线；所述中间副栅线中心增密区中的副栅线包括左右两端分别和左右两根主栅线垂直相连的长副栅线外，还包括设于相邻两根长副栅线之间、长度为长副栅线长度的二分之一到三分之一的增密副栅线（3），且增密副栅线（3）被中间一根主栅线（1）垂直平分，中间副栅线中间增密区中的相邻两根副栅线的间距为中间副栅线常规间距区中的相邻两根副栅线间距的三分之一到二分之一；所述增密副栅线（3）的左自由端之间及右自由端之间还各可用端点连线（3.1）相连在一起。

3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：所述主栅线（1）由若干测试节点（1.1）、节点连线（1.2）和主栅线线头（1.3）构成；节点连线（1.2）由线宽大于等于0.1mm且小于等于测试节点线宽的四分之一的单根直线线段构成或由线宽大于等于0.05mm且小于等于节点线宽的四分之一的两根平行直线线段构成。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：主栅线线头（1.3）的自由端为梯形端头。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：所述梯形端头的尖端宽度为0.3mm到0.7mm，梯形的高度为9mm到13mm。

6.根据权利要求3所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：节点连线（1.2）的长度为测试节点的长度的2倍到3倍。

7.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：同一个边副栅线组（2.2）中的副栅线的自由端部用边连线（4）相连在一起。

8.根据权利要求3所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：同一个的边副栅线组（2.2）中的副栅线的自由端部用边连线（4）相连在一起。

9.根据权利要求7所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：边连线（4）的线宽与副栅线的线宽相等。

10.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池正面电极布局结构，其特征是：边连线（4）的线宽与副栅线的线宽相等。

Images