CN203250754U - 一种太阳能电池片的正面栅线及太阳能电池片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种太阳能电池片的正面栅线及太阳能电池片，正面栅线包括至少4条相互平行的主栅线，主栅线中的至少1条主栅线包括交替首尾相连的第一连接部和第二连接部，第一连接部的宽度大于第二连接部的宽度。通过将正面栅线中主栅线的数量增加为至少4条，降低了太阳能电池片的串联电阻；并且主栅线中至少1条采用第一连接部和第二连接部交替首尾相连、第一连接部的宽度大于第二连接部的宽度的结构，第一连接部的宽度与现有技术中主栅线的宽度基本相同，节省了制作单条主栅线所用的金属浆料，实现了在生产成本较低的前提下，降低电池片的串联电阻，进而提高电池片的转换效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池片的正面栅线及太阳能电池片。
背景技术
太阳能电池是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且利用的是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池具有广阔的发展前景。
常见的太阳能电池片从正面至背面依次为：正面栅线、钝化减反射膜、掺杂层、硅片基体及背面电极，其中，正面栅线的结构如图1所示，包括3条相互平行的主栅线11及多条相互平行的副栅线12，主栅线11与副栅线12相互垂直。主栅线11的宽度一般设置成与焊条的宽度基本相同，其目的是通过在主栅线上焊接焊条将多片太阳能电池片串接起来，以实现太阳能电池片的封装。
转换效率是衡量太阳能电池片将光能转换成电能的能力的重要指标，增加正面栅线中主栅线11的数量可以降低电池片的串联电阻，进而提高电池的光电转换效率。但是，太阳能电池的正面栅线一般由昂贵的银浆形成，增加主栅线11的数量会使太阳能电池片的制作成本变大。
实用新型内容
本实用新型提供了一种太阳能电池片的正面栅线及太阳能电池片，以在生产成本较低的前提下，降低太阳能电池片的串联电阻，提高太阳能电池片的转换效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种太阳能电池片的正面栅线，所述正面栅线包括至少4条相互平行的主栅线，所述主栅线中的至少1条主栅线包括交替首尾相连的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的宽度大于所述第二连接部的宽度。
优选的，所述第一连接部的宽度范围为0.3mm～2mm，包括端点值。
优选的，所述第一连接部的长度范围为3mm～15mm，包括端点值。
优选的，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部的数量范围为3个～10个，包括端点值。
优选的，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部等间距分布。
优选的，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部非等间距分布。
优选的，所述第二连接部的宽度范围为0.1mm～0.4mm，包括端点值。
优选的，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部的数量范围为3个～10个，包括端点值。
优选的，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部等间距分布。
优选的，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部非等间距分布。
优选的，所述主栅线的数量为5条。
优选的，所述主栅线等间距分布。
优选的，所述主栅线非等间距分布。
本实用新型还提供了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括：
硅片基体；
覆盖在所述硅片基体正面的掺杂层；
覆盖在所述掺杂层背离所述硅片基体一侧的钝化减反射膜；
设置于所述钝化减反射膜背离所述硅片基体一侧的正面栅线，所述正面栅线为以上任一项所述的太阳能电池片的正面栅线；
设置于所述硅片基体背面的背面电极。
与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案至少具有以下优点：
本实用新型所提供的太阳能电池片的正面栅线及太阳能电池片，将正面栅线中主栅线的数量增加为至少4条，减小了电流传输的横向电阻，降低了太阳能电池片的串联电阻；并且主栅线中至少1条采用第一连接部和第二连接部交替出现、首尾相连、第一连接部的宽度大于第二连接部的宽度的结构，第一连接部的宽度与现有技术中主栅线的宽度基本相同，节省了制作单条主栅线所用的金属浆料，相对于现有技术3根主栅线的电池片生产成本不至于增加很多，当有多条主栅线采用上述结构时，整体主栅线所用的金属浆料相比现有技术能够实现不会增加，反而会减少，也就是说，本实用新型所提供的技术方案实现了在生产成本较低的前提下，降低电池片的串联电阻，进而提高电池片的转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术太阳能电池片正面栅线的结构图；
图2为本实用新型实施例一所提供的一种太阳能电池片正面栅线的结构图；
图3为本实用新型实施例一所提供的另一种太阳能电池片正面栅线的结构图；
图4为本实用新型实施例二所提供的太阳能电池片的剖面图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例一
本实用新型提供了一种太阳能电池片的正面栅线，所述正面栅线包括至少4条相互平行的主栅线，所述主栅线中的至少1条主栅线包括交替首尾相连的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的宽度大于所述第二连接部的宽度。
由于太阳能电池片需要通过焊条与主栅线焊接进行串联，为了增加焊条与主栅线的接触面积，以降低二者的欧姆接触电阻，所以一般将主栅线的宽度设置的与焊条的宽度基本一致。形成主栅线材料与焊条的材料存在差异，因此电流从主栅线传输到焊条会有电阻，即太阳能电池片的串联电阻。电流传输时的横截面积是影响电阻大小的直接因素，横截面积越大，电阻越小，常规晶硅太阳能电池正面栅线的主栅线为3条，造成电流传输时的横截面积不是很大，因此串联电阻较大。而串联电阻与生产成本是两个相互制衡的因素，如果为了降低串联电阻，增加主栅线数量以增大横截面积，由昂贵的金属银浆形成的主栅线会直接导致电池片的生产成本过高。
本实施例所提供的正面栅线，增加了主栅线的数量，将常规的3条主栅线增至至少4条，从而增加了电流传输的横截面积，降低了太阳能电池片的串联电阻，进而提高了电池片的转换效率，同时降低了电池片封装后组件的功率损耗。
并且，将主栅线中至少一条主栅线设置为宽度较粗的第一连接部与宽度较细的第二连接部交替出现、首尾相连的结构，第一连接部的宽度与现有技术中主栅线的宽度基本相同，从单条主栅线银浆的用量来看，这种主栅线较现有技术中宽度均匀较粗的主栅线银浆用量明显减少，成本降低，因此，采用本实施例所提供的正面栅线结构的太阳能电池片能够在成本较低的前提下，降低电池片的串联电阻。
单片太阳能电池片上可以根据实际情况选择采用宽度较粗的第一连接部与宽度较细的第二连接部交替出现、首尾相连的结构的主栅线条数，因此当有多条主栅线均采用上述结构时，本实施例能够实现电池片正面栅线银浆总用量比现有技术中包含3根主栅线的正面栅线的银浆总用量更少，从而使电池片在降低生产成本的同时，降低串联电阻。本实施例优选的使单片电池片的全部主栅线均采用上述结构。
需要说明的是，考虑到主栅线对电池片正面的遮挡作用，会导致电池片吸收的光能下降，本实施例中单片电池主栅线的数量需要根据串联电阻与遮挡面积的相互制衡关系适当选取。
第一连接部为主栅线中较宽的部分，除了收集电流的作用外，主要用于与焊条焊接，所以其宽度设置为与焊条的宽度基本一致，所述第一连接部的宽度范围优选为0.3mm～2mm，包括端点值。
第一连接部的长度需要适当选取，如果过长，则节省浆料、降低成本的效果不好，如果过短，则可能会增加主栅线与焊条的接触电阻，所以所述第一连接部的长度优选为3mm～15mm，包括端点值。
根据所选取的第一连接部与第二连接部各自的长度，可以得到具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部的数量，范围优选为3个～10个，包括端点值。
具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部可以等间距分布，也可以非等间距分布；为了使太阳能电池片的性能更优更稳定，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部优选的等间距分布。
第二连接部为主栅线中较细的部分，除了收集电流的作用外，主要用于节省浆料，所以所述第二连接部的宽度范围优选为0.1mm～0.4mm，包括端点值。
第一连接部的长度和分布情况决定第二连接部的长度和分布情况，第二连接部如果过长，虽然能很好的节省浆料、降低成本，但是电池片大部分靠较细的第二连接部与焊条的接触连接，可能会增加主栅线与焊条的接触电阻，如果过短，则节省的浆料会很少。
具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部的数量范围为3个～10个，包括端点值。
具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部可以等间距分布，也可以非等间距分布；为了使太阳能电池片的性能更优更稳定，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部优选的等间距分布。
本实施例更为优选的将主栅线的条数设置为5条，相对于具有4条主栅线的正面结构的电池片，电池片串联电阻更低，从而电池的损耗更小。
并且，本实施例并不限定主栅线在电池正面的分布情况，主栅线可以等间距分布，也可以非等间距分布；为了兼顾太阳能电池片的性能和外观，单片太阳能所述主栅线优选的等间距分布。
下面结合附图2具体介绍本实施例所提供的正面栅线，该电池片的正面栅线包括4条相互平行且等间距分布的主栅线和多条相互平行且等间距分布的副栅线，主栅线与副栅线相互垂直。每条主栅线包括8个宽度相等且长度相等的第一连接部21和9个宽度相等且长度相等的第二连接部22，其中，第一连接部21的长度为7mm，宽度为1.4mm，第二连接部22的宽度为0.2mm，每条副栅线的宽度0.04mm。采用上述结构的太阳能电池片单片的串联电阻为1.9毫欧，相比现有技术中单片串联电阻为2.5毫欧降低24%。
如图3所示，为本实施例所提供的另一种结构的正面栅线，包括4条相互平行且等间距分布的主栅线和多条相互平行且等间距分布的副栅线，主栅线与副栅线相互垂直。每条主栅线包括6个宽度相等且长度相等的第一连接部31和7个宽度相等且长度相等的第二连接部32，其中，第一连接部31的长度为12mm，宽度为0.45mm，第二连接部32的宽度为0.15mm，每条副栅线的宽度0.045mm。采用上述结构的太阳能电池片单片的串联电阻为1.8毫欧，相比现有技术中单片串联电阻为2.5毫欧降低28%。
另外，为了节省浆料，发明人考虑将主栅线设置为镂空结构，如：单根主栅线整体的宽度不变，但是主栅线为实心段与镂空段交替出现的分段结构，虽然这种结构能够减少浆料的使用量，但是镂空段与焊条之间几乎不能存在接触；本实施例中，第一连接部的宽度与焊条的宽度基本一致，因此能够与焊条完全接触，第二连接部为实心结构，在烧结中也能够与焊条形成一定面积的接触；可见，本实施例中主栅线与焊条的接触面积比镂空结构的主栅线与焊条的接触面积更大，因此，在焊接应力一定的情况下，本实施例中单位面积主栅线所承受的应力更小，从而电池片破碎的几率减小。
并且，为了节省浆料，发明人还考虑将主栅线的两端或一段设置为带尖端的结构，这种结构的主栅线在具有尖端的部分极易发生破碎，其原因与上述镂空结构主栅线易破碎的原因基本相同，由于尖端部分与焊条的接触面积极小，所承受的应力很大；本实施例中，主栅线的端部为平直的结构，其宽度与第一连接部或第二连接部的宽度相同，从而与焊条的接触面积较大，降低了电池片的碎片率。
实施例二
基于实施例一，本实施例提供了一种太阳能电池片，如图4所示，所述太阳能电池片包括：
硅片基体41；
该硅片基体41可以为N型或P型，多晶硅太阳能电池片通常选用P型，单晶硅太阳能电池片通常选用N型。
覆盖在所述硅片基体正面的掺杂层42；
掺杂层42的掺杂类型与硅片基体41相对应，如果硅片基体41为P型，则需要进行N型磷掺杂，形成N型磷掺杂层，如果硅片基体41为N型，则需要进行P型硼掺杂，形成P型硼掺杂层。
一般采用扩散工艺形成掺杂层42，掺杂层42与硅片基体41的交界面形成PN结，太阳能电池片接收光照的能量，在PN结产生的内建电场作用下，电池片外部电路内会有电流流过。
覆盖在所述掺杂层42背离所述硅片基体41一侧的钝化减反射膜44；
通常采用PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积）工艺在电池片正面沉积钝化减反射膜44，钝化减反射膜的主要材料为氮化硅，氮化硅薄膜能够增强太阳能电池片对光的吸收，有效提高电池的光电转换效率，钝化减反射膜44中同时含有大量的H原子，在薄膜沉积的过程中，H原子到达电池片表面和内部，结合电池片中的悬挂键，起到表钝化和体钝化的作用，从而降低载流子的复合。
设置于所述钝化减反射膜44背离所述硅片基体41一侧的正面栅线43（图中仅示出主栅线），所述正面栅线43为实施例一所述的太阳能电池片的正面栅线；
普遍采用丝网印刷技术将金属银浆印刷在硅片的正面形成正面栅线43，关于正面栅线43的结构，实施例一中已进行了详细描述，这里不再赘述。
设置于所述硅片基体41背面的背面电极45。
背面电极45也可以采用丝网印刷技术形成，背面电极45包括背面场和背面栅线，背面场的形成材料一般为铝浆，背面栅线的形成材料一般为银浆，背面场的作用主要是收集电流，背面栅线除了能够收集电流外，还具有焊接焊条以便太阳能电池片串联封装的作用。
本实施例所提供的太阳能电池片，其正面栅线中的主栅线至少为4条，并且至少一条主栅线为较粗的第一连接部与较细的第二连接部交替出现、首尾相连的结构，从而在生产成本较低的前提下，增加了电流流通的横截面积，降低了电池片的串联电阻，提高了太阳能电池片的转换效率，减少了功率损耗。
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (14)
1.一种太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述正面栅线包括至少4条相互平行的主栅线，所述主栅线中的至少1条主栅线包括交替首尾相连的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的宽度大于所述第二连接部的宽度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述第一连接部的宽度范围为0.3mm～2mm，包括端点值。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述第一连接部的长度范围为3mm～15mm，包括端点值。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部的数量范围为3个～10个，包括端点值。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部等间距分布。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第一连接部非等间距分布。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述第二连接部的宽度范围为0.1mm～0.4mm，包括端点值。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部的数量范围为3个～10个，包括端点值。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部等间距分布。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，具有所述第一连接部和第二连接部的主栅线中同一条主栅线所包括的第二连接部非等间距分布。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述主栅线的数量为5条。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述主栅线等间距分布。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池片的正面栅线，其特征在于，所述主栅线非等间距分布。
14.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片包括：
硅片基体；
覆盖在所述硅片基体正面的掺杂层；
覆盖在所述掺杂层背离所述硅片基体一侧的钝化减反射膜；
设置于所述钝化减反射膜背离所述硅片基体一侧的正面栅线，所述正面栅线为权利要求1～13任一项所述的太阳能电池片的正面栅线；
设置于所述硅片基体背面的背面电极。
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