CN203536446U - 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。这些第二电极分别连接于第一电极的两对边，并由第一电极的两对边往远离第一电极的方向延伸。各第二电极包括至少一连接部以及延伸部，且连接部位于第一电极与延伸部之间，其中连接部的厚度及第一电极的厚度分别小于延伸部的厚度，且连接部的宽度大于延伸部的宽度。

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，以供外界连线，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），其中汇流电极的宽度通常设计成大于指状电极的宽度，以汇集指状电极的电流。

由于现有技术主要是针对正面电极的图案进行设计，而未对其厚度进行设计，因此汇流电极以及指状电极通常具有相同的厚度。然而，汇流电极的宽度相对宽，其厚度不用与指状电极等厚即可具有良好的导电性。相较之下，指状电极的宽度相对窄，因此其厚度需相对厚以维持一定的导电性。由此可见，现有技术并未依据汇流电极以及指状电极各自的宽度而对两者的厚度分别进行设计，而容易造成材料上不必要的浪费进而徒增加工成本。

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，其在维持汇流电极及指状电极的导电性下，对汇流电极以及指状电极的宽度及厚度分别进行设计，进而节省制作太阳能电池的电极结构的材料的使用量，并且降低加工成本。

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。这些第二电极分别连接于第一电极的两对边，并由第一电极的两对边往远离第一电极的方向延伸。各第二电极包括至少一连接部以及延伸部，且连接部位于第一电极与延伸部之间，其中连接部的厚度及第一电极的厚度分别小于延伸部的厚度，且连接部的宽度大于延伸部的宽度。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一电极与这些第二电极彼此不重叠。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一电极沿第一方向延伸，且这些第二电极沿第一方向排列并分别沿第二方向延伸，其中第二方向不同于第一方向。第一电极以及这些第二电极的厚度方向垂直于第一方向并且垂直于第二方向，且这些第二电极的宽度方向平行于第一方向。

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，上述的连接部的厚度实质上相同于第一电极的厚度。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一电极的厚度落在3微米（micrometer）至7微米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的厚度落在1微米至22微米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，上述的延伸部的厚度落在2微米至25微米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，上述的延伸部的宽度落在10微米至50微米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的宽度小于400微米。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的长度大于0且小于或等于1毫米（millimeter）。

在本实用新型的一实施例中，上述的连接部的形状为长方形或正方形。

基于上述，本实用新型的太阳能电池的电极结构通过缩减第一电极（类似上述的汇流电极）的厚度以及改良第二电极的结构（包括设置连接部以及延伸部，其中延伸部类似上述的指状电极），以在维持第一电极及第二电极的导电性下，节省制作太阳能电池的电极结构的材料的使用量。并且，本实用新型通过第二电极的连接部的厚度设计，提供焊接时的加工空间（processwindow），而有助于改善浮焊现象。

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一实施例的一种太阳能电池的电极结构的上视示意图；

图1B是图1A的侧视示意图；

图2是应用图1A及图1B的太阳能电池的电极结构的一种太阳能电池的侧视示意图。

附图标记说明：

1：太阳能电池；

100：太阳能电池的电极结构；

110：第一电极；

120、120A、120B：第二电极；

122：连接部；

124：延伸部；

210：光电转换层；

220：背面电极；

E：正面电极；

H110、H122、H124：厚度；

W122、W124：宽度；

L122：长度；

D1：第一方向；

D2：第二方向；

DH：厚度方向；

DW：宽度方向；

S1：受光面；

S2：非受光面。

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上视示意图，而图1B是图1A的侧视示意图。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110以及多条第二电极120。这些第二电极120分别连接于第一电极110的两对边，并由第一电极110的两对边往远离第一电极110的方向延伸。

具体地，第一电极110例如沿第一方向D1延伸，且这些第二电极120沿第一方向D1排列并分别沿第二方向D2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。

本实施例的第一电极110以及这些第二电极120例如是通过单次的网板印刷（screen printing）制作而成，因此本实施例的第一电极110与这些第二电极120彼此不重叠。此外，第一电极110与这些第二电极120例如具有相同的材质。举例而言，第一电极110与这些第二电极120的材质可以是银胶、铝导电胶、银-铝胶、或其他本技术领域具有通常知识者所熟知的导电胶。

各第二电极120包括至少一连接部122以及延伸部124，其中连接部122位于第一电极110与延伸部124之间，且延伸部124通过连接部122而与第一电极110电性连接。当第一电极110的数量大于1时（如图1A及图1B所示），第二电极120包括两种形态，一种是位于相邻两第一电极110间的第二电极120A，另一种是仅一端连接于第一电极110的第二电极120B。第二电极120A的相对两端分别连接两相邻的第一电极110，因此，第二电极120A由两条连接部122以及一条延伸部124所构成。另一方面，第二电极120B仅一端连接于第一电极110，因此第二电极120B由一条连接部122以及一条延伸部124所构成。在另一实施例中，当第一电极110的数量等于1时，这些第二电极120则分别为第二电极120B的形态。

由于现有技术并未依据汇流电极以及指状电极各自的宽度而对两者的厚度分别进行设计，因此容易造成材料上不必要的浪费而徒增加工成本。相较之下，本实施例可通过减缩第一电极110的厚度H110，例如使第一电极110的厚度H110小于延伸部124的厚度H124，来节省制作太阳能电池的电极结构100的材料的使用量。举例而言，第一电极110的厚度H110例如是落在3微米（micrometer）至7微米的范围内，而延伸部124的厚度H124例如是落在2微米至25微米的范围内。

由于第一电极110与第二电极120的接触面积会随着第一电极110的厚度H110减缩而减缩，因此本实施例通过设置连接部122，并使连接部122的宽度W122大于延伸部124的宽度W124，来维持，甚至提升，第二电极120与第一电极110的接触面积，藉以维持或提升第二电极120与第一电极110间的电流通量。举例而言，延伸部124的宽度W124例如是落在10微米至50微米的范围内，而连接部122的宽度W122大于延伸部124的宽度W124并且例如是小于400微米。

另外，本实施例可进一步使连接部122的厚度H122小于延伸部124的厚度H124，例如使连接部122的厚度H122实质上相同于第一电极110的厚度H110，来提供焊接时的加工空间，进而有助于改善焊接时因延伸部124相对高所造成锡条无法与第一电极110接合的浮焊现象。举例而言，连接部122的厚度H122例如是落在1微米至22微米的范围内，并且较佳是落在3微米至7微米的范围内。此外，连接部122的长度L122例如是大于0且小于或等于1毫米。

须说明的是，上述的第一电极110以及这些第二电极120的厚度方向DH例如垂直于第一方向D1并且垂直于第二方向D2，且这些第二电极120的宽度方向DW平行于第一方向D1。

再者，本实施例虽以连接部122的形状为长方形进行说明，但本实用新型并不限于此。在其他实施例中，连接部122的形状也可以是正方形。

图2是应用图1A及图1B的太阳能电池的电极结构的一种太阳能电池的侧视示意图。请参照图2，本实施例的太阳能电池1包括正面电极E、光电转换层210以及背面电极220，其中光电转换层210位于正面电极E与背面电极220之间。光电转换层210例如是第一型半导体层以及第二型半导体层的堆叠层，或者是第一型半导体层、本质层以及第二型半导体层的堆叠层。

具体地，光电转换层210具有受光面S1以及相对于受光面S1的非受光面S2，其中受光面S1即光电转换层210面向太阳光或环境光的表面，而非受光面S2即光电转换层210背对太阳光或环境光的表面。正面电极E配置于受光面S1上，在本实施例中，正面电极E例如是应用图1A及图1B中的太阳能电池的电极结构100。另一方面，背面电极220例如为全面地覆盖在非受光面S2上。

通过采用图1A及图1B中的太阳能电池的电极结构100的设计，本实施例的正面电极E除了能够有效地收集载流子并减少其遮蔽入射光的比例之外，还可在维持第一电极110及第二电极120的导电性下，节省制作指正面电极E的材料的使用量。并且，通过第二电极120的连接部122的设置及其厚度的设计，可提供焊接时的加工空间，而有助于改善浮焊现象，进而提升太阳能电池模组的信赖性。

须说明的是，本实施例并不用以限定太阳能电池1的形态，而是举例说明太阳能电池的电极结构100的实施形态。在另一实施例中，背面电极220也可以应用太阳能电池的电极结构100。

综上所述，本实用新型的太阳能电池的电极结构通过减缩第一电极的厚度以及改良第二电极的结构，而在维持第一电极及第二电极的导电性下，节省制作太阳能电池的电极结构的材料的使用量。并且，通过连接部的设置及其宽度的设计，本实用新型可在第一电极的厚度的缩减下，维持或提升第二电极与第一电极的接触面积，藉以维持或提升第二电极与第一电极间的电流通量。另外，通过使连接部的厚度小于延伸部的厚度，本实用新型可提供焊接时的加工空间，进而有助于改善焊接时的浮焊现象。

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 (12)

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；以及多条第二电极，分别连接于该第一电极的两对边，并由该第一电极的两对边往远离该第一电极的方向延伸，各该第二电极包括至少一连接部以及一延伸部，该连接部位于该第一电极与该延伸部之间，其中该连接部的厚度及该第一电极的厚度分别小于该延伸部的厚度，且该连接部的宽度大于该延伸部的宽度。 

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，该第一电极与该些第二电极彼此不重叠。 

3.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，该第一电极沿一第一方向延伸，且该些第二电极沿该第一方向排列并分别沿一第二方向延伸，该第二方向不同于该第一方向，该第一电极以及该些第二电极的厚度方向垂直于该第一方向并且垂直于该第二方向，且该些第二电极的宽度方向平行于该第一方向。 

4.根据权利要求3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。 

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，该连接部的厚度实质上相同于该第一电极的厚度。 

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，该第一电极的厚度落在3微米至7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，该连接部的厚度落在1微米至22微米的范围内。 

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，该延伸部的厚度落在2微米至25微米的范围内。 

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，该延伸部的宽度落在10微米至50微米的范围内。 

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，该连接部的宽度小于400微米。 

11.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，该连接部的长度大于0且小于或等于1毫米。 

12.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，该连接部的形状为长方形或正方形。 

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