CN203423194U - 太阳能电池的电极结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳能电池的电极结构，其包括至少一第一电极以及多条第二电极。第一电极具有主体部以及多个凸出部。主体部具有第一边以及与第一边相对的第二边，而各凸出部具有第一端以及与第一端相对的第二端。第二端连接于第一边以及第二边的其中一者，并且第一端往远离主体部的方向延伸，其中凸出部的厚度由第一端朝向第二端递增，并且凸出部在第二端的厚度实质上相同于主体部的厚度。各第二电极与其中一个凸出部重叠，且由凸出部往远离凸出部的方向延伸。

Description

太阳能电池的电极结构

技术领域

本实用新型是有关于一种电池的电极结构，且特别是有关于一种太阳能电池的电极结构。

背景技术

在石化能源短缺以及能源需求量与日俱增的情况下，再生能源(Renewable energy)的开发成为近年来非常重要的课题之一。再生能源泛指永续且无污染的天然能源，例如太阳能、风能、水利能、潮汐能或是生质能等，其中，太阳能的开发更是近几年来在能源开发的研究上相当重要且受欢迎的一环。

太阳能电池是一种能量转换的光电元件(photovoltaic device)，其主要的结构包括光电转换层以及配置于光电转换层的两侧的电极层。一般而言，太阳能电池中的两电极层会分别设置在受光面和非受光面上，以供外界联线，其中受光面的电极层(又称作正面电极)的图案设计为提升太阳电池效率的重要技术之一。

具体地，正面电极除了要能够有效地收集载流子之外，还要尽量减少金属线遮蔽入射光的比例。因此，正面电极一般会设计成具有特殊图案的电极结构，例如是从汇流电极(busbar)延伸出多条指状电极(finger)。

在现有技术中，通常采用分次形成汇流电极与指状电极的二次网印技术，来对两者的材料以及厚度分别进行设计，藉以节省加工成本。然而，在二次网印技术中，若指状电极与汇流电极重叠，则在后续进行模块封装时，锡条将无法良好地与汇流电极接合，而发生焊接不良的问题。此外，在指状电极与汇流电极的重叠处附近容易因包覆到空气而在焊接时因空气的挤压而造成断线的情况发生。如此一来，除了造成串联电阻增加之外，还降低了太阳能电池的发电效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种太阳能电池的电极结构，其可改善焊接时的焊接不良以及断线的情况。

本实用新型的一种太阳能电池的电极结构，其包括至少一第一电极以及多条第二电极。第一电极具有主体部以及多个凸出部。主体部具有第一边以及与第一边相对的第二边，而各凸出部具有第一端以及与第一端相对的第二端。第二端连接于第一边以及第二边的其中一者，并且第一端往远离主体部的方向延伸，其中凸出部的厚度由第一端朝向第二端递增，并且凸出部在第二端的厚度实质上相同于主体部的厚度。各第二电极电性连接于第一电极，并与其中一个凸出部重叠，且由凸出部往远离凸出部的方向延伸。

在本实用新型的一实施例中，上述的主体部沿第一方向延伸，而这些凸出部以及这些第二电极沿第一方向排列并分别沿第二方向以及第二方向的反方向延伸，其中第二方向不同于第一方向。

在本实用新型的一实施例中，上述的第二方向垂直于第一方向。

在本实用新型的一实施例中，上述的各凸出部的宽度由第一端朝向第二端递增。

在本实用新型的一实施例中，上述的各凸出部的长度落在100微米至300微米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，上述的各凸出部的最大宽度落在50微米至100微米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，上述的各凸出部的形状为类圆形、三角形、梯形、长方形、正方形或其组合。

在本实用新型的一实施例中，上述的各第二电极未与主体部重叠。

在本实用新型的一实施例中，上述的各第二电极的侧壁与主体部的侧壁切齐。

在本实用新型的一实施例中，上述的各第二电极具有连接部以及连接连接部的延伸部，其中连接部位于主体部与延伸部之间，且至少部份连接部的宽度小于延伸部的宽度。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的侧壁与主体部的侧壁切齐。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部与主体部重叠，而延伸部与凸出部重叠。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的厚度小于或等于10微米。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的长度小于或等于250微米。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部在第二端的宽度小于或等于50微米。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的形状为正方形、长方形、梯形、类圆形、三角形或其组合。

基于上述，本实用新型的太阳能电池的电极结构的第一电极由主体部及凸出部所构成，并且通过凸出部的图案设计(包括厚度、长度及宽度)以改善焊接时焊接不良及断线的问题。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是依照本实用新型的第一实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图1B是图1A中A-A’剖线的剖面示意图；

图2是图1B的对照组的剖面示意图；

图3是依照本实用新型的第二实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图4是依照本实用新型的第三实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图5是依照本实用新型的第四实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图6是依照本实用新型的第五实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图7是依照本实用新型的第六实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图8是依照本实用新型的第七实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图；

图9是依照本实用新型的第八实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。

附图标记说明：

100、200、300、400、500、600、700、800：太阳能电池的电极结构；

110A、110B、110C、110D、110E、210：第一电极；

112：主体部；

114A、114B、114C、114D、114E：凸出部；

120A、120B、120C、120D、220：第二电极；

122B、122C、122D：连接部；

124：延伸部；

230：空气；

D1：第一方向；

D2：第二方向；

DW：宽度方向；

DD：厚度方向；

D114A、D112：厚度；

L114A、L114B、L114C、L114D、L114E、L122B、L122C、L122D：长度；

W114A、W114B、W114C、W114D、W114E、W120A、W122B、W122C、W122D、W124：宽度；

S1：第一边；

S2：第二边；

X1：第一端；

X2：第二端；

A-A’：剖线。

具体实施方式

图1A是依照本实用新型的第一实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图，而图1B是图1A中A-A’剖线的剖面示意图。请参照图1A及图1B，本实施例的太阳能电池的电极结构100包括至少一第一电极110A以及电性连接于第一电极110A的多条第二电极120A。

第一电极110A具有主体部112以及多个凸出部114A，其中这些凸出部114A配置于主体部112的相对两边并分别往远离主体部112的方向延伸。具体地，主体部112具有第一边S1以及与第一边S1相对的第二边S2，而各凸出部114A具有第一端X1以及与第一端X1相对的第二端X2。第二端X2连接于第一边S1以及第二边S2的其中一者，并且第一端X1往远离主体部112的方向延伸。

在本实施例中，主体部112例如沿第一方向D1延伸，而这些凸出部114A沿第一方向D1排列并分别沿第二方向D2以及第二方向D2的反方向延伸，其中第二方向D2不同于第一方向D1。在本实施例中，第二方向D2例如是，但不限于，垂直于第一方向D1。

各凸出部114A的形状可以是类圆形、三角形、梯形、长方形、正方形或其组合。须说明的是，上述类圆形指的是非完整的圆形或是非完整的椭圆形，也就是类圆形可以是局部的圆形或是局部的椭圆形，例如是半圆形或半椭圆形等。在本实施例中，各凸出部114A的形状例如为类圆形与长方形的组合，并且长方形位于类圆形与主体部112之间，其中类圆形的端部指向第一端X1，而长方形与主体部112的连接端为第二端X2。

此外，本实施例的各凸出部114A的宽度W114A由第一端X1朝向第二端X2递增，并且各凸出部114A的最大宽度例如为各凸出部114A在第二端X2的宽度W114A。在本实施例中，各凸出部114A在类圆形的部分的宽度W114A例如是第一端X1朝向第二端X2递增，并且各凸出部114A在长方形的部分例如是等宽。举例而言，本实施例的各凸出部114A的最大宽度例如落在50微米至100微米的范围内。须说明的是，本实施例所指的凸出部114A的宽度方向DW为平行于第一方向D1的方向。

此外，本实施例的各凸出部114A的长度L114A，即在第二方向上第一端X1至第二端X2的距离，例如是落在100微米至300微米的范围内。另外，本实施例的凸出部114A的厚度D114A(请参照图1B)由第一端X1朝向第二端X2递增，并且凸出部114A在第二端X2的厚度实质上相同于主体部112的厚度D112。须说明的是，本实施例所指的凸出部114A的厚度方向DD为垂直于第一方向D1以及第二方向D2的方向。

各第二电极120A与其中一个凸出部114A重叠，且由凸出部114A往远离凸出部114A的方向延伸。在本实施例中，第二电极120A的延伸方向例如是平行于第二方向D2。具体地，这些第二电极120A例如是沿第一方向D1排列，且沿第二方向D2以及第二方向D2的反方向延伸。此外，本实施例的各第二电极120A未与主体部112重叠，但本实用新型不限于此。

图2是图1B的对照组的剖面示意图。请参照图2，在第一电极210未设置图1B中的凸出部114A下，若采用二次网印技术所制作出的第二电极220重叠于第一电极210上，则在进行焊接时，锡条(未画出)容易被第一电极210上的第二电极220顶住，而无法与第一电极210良好地接合，进而产生浮焊现象。并且，在第二电极220与第一电极210间因为容易包覆到空气230，因此在焊接时容易因空气的挤压而造成断线的情况发生。如此一来，除了造成串联电阻增加之外，还会降低应用此电极结构的太阳能电池的发电效率。

相较之下，如图1B所示，本实施例的第一电极110A的凸出部114A的设置可提升焊接时的加工空间，而有助于改善浮焊现象。并且，通过使凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计，可有助于减少第一电极110A与第二电极120A间包覆到的空气量，进而改善焊接时断线的情况发生。另外，通过使凸出部114A在第二端X2的宽度W114A大于第二电极120A的宽度W120A，本实施例可提升二次网印的对位精度。并且，通过上述凸出部114A的宽度W114A及长度L114A的设计，本实施例可增加第二电极120A与第一电极110A的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

图3是依照本实用新型的第二实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图，而图4是依照本实用新型的第三实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。请参照图3及图4，太阳能电池的电极结构200、300与太阳能电池的电极结构100具有相似的膜层以及相对的配置关系。主要差异在于，图3中的太阳能电池的电极结构200的凸出部114B的形状为三角形与长方形的组合，而图4中的太阳能电池的电极结构300的凸出部114C为梯形。并且，凸出部114B、114C的最大宽度(即凸出部114B、114C在第二端X2的宽度W114B、W114C)例如落在50微米至100微米的范围内，而凸出部114B、114C的长度L114B、L114C落在100微米至300微米的范围内。

在图3及图4的实施例中，通过第一电极110B、110C的凸出部114B、114C的设置可提升焊接时的加工空间，而有助于改善浮焊现象。并且，凸出部114B、114C的厚度(未画出)可采用图1B中凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计。如此一来，图3及图4的实施例也可减少第一电极110B、110C与第二电极120A间包覆到的空气量，进而有助于改善焊接时断线的情况发生。另外，通过使凸出部114B、114C在第二端X2的宽度W114B、W114C大于第二电极120A的宽度W120A，可提升二次网印的对位精度。并且，通过凸出部114B、114C的宽度W114B、W114C及长度L114B、L114C的设计，图3及图4的实施例可增加第二电极120A与第一电极110B、110C的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

图5是依照本实用新型的第四实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。请参照图5，本实施例的太阳能电池的电极结构400与图4的太阳能电池的电极结构300具有相似的膜层以及相对的配置关系。主要差异在于，本实施例的太阳能电池的电极结构400的凸出部114D的形状为三角形，且各第二电极120A的侧壁与主体部112的侧壁切齐。并且，凸出部114D的最大宽度(即凸出部114D在第二端X2的宽度W114D)例如落在50微米至100微米的范围内，而凸出部114D的长度L114D落在100微米至300微米的范围内。

在本实施例中，第一电极110D的凸出部114D的设置可提供焊接时的加工空间，而有助于改善浮焊现象。并且，凸出部114D的厚度(未画出)可采用上述图1B中凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计。如此一来，本实施例也可减少第一电极110D与第二电极120A间包覆到的空气量，进而有助于改善焊接时断线的情况发生。另外，通过使凸出部114D在第二端X2的宽度W114D大于第二电极120A的宽度W120A，可提升二次网印的对位精度。并且，通过凸出部114D的宽度W114D及长度L114D的设计，本实施例也可增加第二电极120A与第一电极110D的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

图6是依照本实用新型的第五实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。请参照图6，本实施例的太阳能电池的电极结构500与图5的太阳能电池的电极结构400具有相似的膜层以及相对的配置关系。主要差异在于，本实施例的太阳能电池的电极结构500的凸出部114E的形状为半圆形。并且，凸出部114E的最大宽度(即凸出部114E在第二端X2的宽度W114E)例如落在50微米至100微米的范围内，而凸出部114E的长度L114E落在100微米至300微米的范围内。

在本实施例中，第一电极110E的凸出部114E的设置可提供焊接时的加工空间，而有助于改善浮焊现象。并且，凸出部114E的厚度(未画出)可采用上述图1B中凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计。如此一来，本实施例也可减少第一电极110E与第二电极120A间包覆到的空气量，进而有助于改善焊接时断线的情况发生。另外，通过使凸出部114E在第二端X2的宽度W114E大于第二电极120A的宽度W120A，可提升二次网印的对位精度。并且，通过凸出部114E的宽度W114E及长度L114E的设计，本实施例可增加第二电极120A与第一电极110E的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

上述第一至第五实施例主要是针对凸出部进行图案设计，然而，本实用新型也可对第二电极进行图案设计。以下将以图7至图9说明第二电极不同的型态。

图7是依照本实用新型的第六实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。请参照图7，本实施例的太阳能电池的电极结构600与图6的太阳能电池的电极结构500具有相似的膜层以及相对的配置关系。主要差异在于，本实施例的太阳能电池的电极结构600的各第二电极120B具有连接部122B以及连接连接部122B的延伸部124，其中连接部122B位于主体部112与延伸部124之间，且连接部122B的侧壁例如与主体部112的侧壁切齐。此外，至少部份连接部122B的宽度W122B小于延伸部124的宽度W124。

具体地，连接部122B的形状可以是正方形、长方形、梯形、类圆形、三角形或其组合。在本实施例中，连接部122B的形状例如是梯形，并且梯形具有两侧边以及彼此平行的短边及长边，其中梯形的长边与延伸部124连接，并且梯形的短边例如与主体部112的侧壁切齐。在本实施例中，连接部122B在梯形的长边的宽度W122B实质上相同于延伸部124的宽度W124，并且，连接部122B的宽度W122B从延伸部124的一侧往主体部112的一侧递减。此外，连接部122B在第二端X2的宽度W122B例如小于或等于50微米，而延伸部124的宽度W124例如与图1A中第二电极120A的宽度W120A相同。另外，连接部122B的长度L122B例如小于或等于250微米。

在本实施例中，通过第一电极110E的凸出部114E的设置，可提供焊接时的加工空间而有助于改善浮焊现象。并且，凸出部114E的厚度(未画出)可采用图1B中凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计。如此一来，本实施例也可减少第一电极110E与第二电极120B间包覆到的空气量，进而有助于改善焊接时断线的情况发生。另外，通过缩减第二电极120B的连接部122B在第二端X2的宽度W122B，并且使凸出部114E在第二端X2的宽度W114E大于连接部122B在第二端X2的宽度W122B，可提升二次网印的对位精度。再者，通过凸出部114E的宽度W114E及长度L114E的设计，本实施例可增加第二电极120B与第一电极110E的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

图8是依照本实用新型的第七实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。请参照图8，本实施例的太阳能电池的电极结构700与图7的太阳能电池的电极结构600具有相似的膜层以及相对的配置关系。主要差异在于，本实施例的太阳能电池的电极结构700的连接部122C的形状例如是长方形。换言之，本实施例的连接部122C为等宽的结构，并且连接部122C的宽度W122C小于延伸部124的宽度W124。在本实施例中，连接部122C的宽度W122C例如小于或等于50微米。此外，连接部122C的长度L122C例如小于或等于250微米。

在本实施例中，通过第一电极110E的凸出部114E的设置，可提供焊接时的加工空间而有助于改善浮焊现象。并且，凸出部114E的厚度(未画出)可采用图1B中凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计。如此一来，本实施例也可减少第一电极110E与第二电极120C间包覆到的空气量，进而有助于改善焊接时断线的情况发生。另外，通过缩减第二电极120C的连接部122C在第二端X2的宽度W122C，并且使凸出部114E在第二端X2的宽度W114E大于连接部122C在第二端X2的宽度W122C，可提升二次网印的对位精度。再者，通过凸出部114E的宽度W114E及长度L114E的设计，本实施例可增加第二电极120C与第一电极110E的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

图9是依照本实用新型的第八实施例的一种太阳能电池的电极结构的局部上视示意图。请参照图9，本实施例的太阳能电池的电极结构800与图8的太阳能电池的电极结构700具有相似的膜层以及相对的配置关系。主要差异在于，本实施例的太阳能电池的电极结构800的连接部122D与主体部112重叠，而延伸部124与凸出部114E重叠。在本实施例中，连接部122D的宽度W122D例如小于或等于50微米。此外，连接部122D的长度L122D例如小于或等于250微米。并且，连接部122D的厚度(未画出)小于或等于10微米，其中连接部122D的厚度方向平行于凸出部114E的厚度方向DD。

在本实施例中，连接部122D的厚度设计有助于改善浮焊现象。并且，凸出部114E的厚度(未画出)可采用图1B中凸出部114A的厚度D114A由第一端X1往第二端X2递增的设计。如此一来，本实施例也可减少第一电极110E与第二电极120D间包覆到的空气量，进而有助于改善焊接时断线的情况发生。另外，通过使凸出部114E在第二端X2的宽度W114E大于延伸部124在第二端X2的宽度W124，可提升二次网印的对位精度。再者，通过凸出部114E的宽度W114E及长度L114E的设计，本实施例可增加第二电极120D与第一电极110E的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

综上所述，本实用新型的太阳能电池的电极结构的第一电极由主体部及凸出部所构成，并且通过凸出部的图案设计(包括厚度、长度及宽度)以改善焊接时焊接不良及断线的问题。此外，本实用新型可通过使凸出部在第二端的宽度大于第二电极的宽度，或者是进一步对在第二端处的第二电极进行图案设计(例如连接部的设置及其厚度的调节)的宽度进行设计，以提升对位精度。再者，通过凸出部的宽度及长度的设计，可增加第二电极与第一电极的接触面积，藉此减少串联电组并进一步降低断线的情况发生。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种太阳能电池的电极结构，其特征在于，包括：

至少一第一电极，该第一电极具有一主体部以及多个凸出部，该主体部具有一第一边以及一与该第一边相对的第二边，而各该凸出部具有一第一端以及一与该第一端相对的第二端，该第二端连接于该第一边以及该第二边的其中一者，并且该第一端往远离该主体部的方向延伸，其中该凸出部的厚度由该第一端朝向该第二端递增，并且该凸出部在该第二端的厚度实质上相同于该主体部的厚度；以及

多条第二电极，各该第二电极电性连接于该第一电极，并与其中一个凸出部重叠，且由该凸出部往远离该凸出部的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该主体部沿一第一方向延伸，而该些凸出部以及该些第二电极沿该第一方向排列并分别沿一第二方向以及该第二方向的反方向延伸，该第二方向不同于该第一方向。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该第二方向垂直于该第一方向。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该凸出部的宽度由该第一端朝向该第二端递增。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该凸出部的长度落在100微米至300微米的范围内。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该凸出部的最大宽度落在50微米至100微米的范围内。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该凸出部的形状为类圆形、三角形、梯形、长方形、正方形或其组合。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该第二电极未与该主体部重叠。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该第二电极的侧壁与该主体部的侧壁切齐。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，各该第二电极具有一连接部以及一连接该连接部的延伸部，该连接部位于该主体部与该延伸部之间，且至少部份该连接部的宽度小于该延伸部的宽度。

11.根据权利要求10所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该连接部的侧壁与该主体部的侧壁切齐。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该连接部与该主体部重叠，而该延伸部与该凸出部重叠。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该连接部的厚度小于或等于10微米。

14.根据权利要求10所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该连接部的长度小于或等于250微米。

15.根据权利要求10所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该连接部在该第二端的宽度小于或等于50微米。

16.根据权利要求10所述的太阳能电池的电极结构，其特征在于，该连接部的形状为正方形、长方形、梯形、类圆形、三角形或其组合。

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