CN204516777U - 丝网阵列导电膜和太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种丝网阵列导电膜和太阳能电池。该丝网阵列导电膜包括光学膜和导电金属网，导电金属网设置于光学膜的任一侧，其包括横向金属线和纵向金属线，横向金属线和纵向金属线均包括高导电率金属芯，高导电率金属芯的外表面包覆有低熔点金属层。太阳能电池，包括无主栅线晶硅电池片和丝网阵列导电膜，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线的一侧与所述丝网阵列导电膜设有导电金属网的一侧加热120至160摄氏度层压贴合，同时，所述低熔点金属层与所述副栅线形成焊接。采用导电金属网代替主栅线，具有通孔多、遮光少、导电率高的特点。太阳能电池制造过程中，减少了银浆的用量，有效降低了生成成本。
Description
技术领域
本实用新型属电池技术领域，尤其涉及一种丝网阵列导电膜和太阳能电池。
背景技术
由于太阳光从电池正面进入电池，正面的金属电极会遮挡一部分硅片，所以，照在金属电极上的光能就无法转变成电能。从这个角度分析，金属电极的栅线做的越细越好。但是，金属电极的栅线的作用在于传导电流，从电阻率的角度分析，栅线越细则导电横截面积越小，电阻损失越大。综上所述，电池的栅线设计的核心在于遮光和导电之间取得平衡。
在现今的太阳能电池生产技术基础上，厂商为了进一步提高电池的光伏效率，提出的解决方案是增加正面电极的主栅数量，从二或三根超过2毫米宽的粗主栅变成多根小于1毫米宽的窄线主栅排，甚至采用重叠印刷两层银栅线，务求提高导电效果。从技术的角度来看，这些方法都能稍微提升光伏效率。然而，所需投入的银材料成本远高于效率提升所能赚取的回报，对产业毫无受益。从生产成本的角度考虑，晶硅和银浆是最贵的两种材料，能实现提高电池效率而无须增加生产成本，是当前利润空间狭小的市场环境下，光伏产业亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种丝网阵列导电膜，解决了太阳能电池产业所要求的，既能满足遮光少同时又能提升比丝网印刷银浆更佳的导电率的新型材料的结构和应用。本实用新型的丝网阵列导电膜，可以通过独立工程化卷对卷加工生产，满足降低材料成本的技术问题，亦简化了太阳能电池生产流程中同时在硅片表面实现高光伏效率电池结构和高导电率低遮光电极结构的复杂工艺。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种丝网阵列导电膜，该丝网阵列导电膜包括光学膜和导电金属网，所述导电金属网设置于所述光学膜的任一侧，所述导电金属网包括横向金属线和纵向金属线，所述横向金属线和纵向金属线均包括高导电率金属芯，所述高导电率金属芯的外表面包覆有低熔点金属层。
优选地，所述低熔点金属层的径向厚度为0.5～10微米。
优选地，所述横向金属线之间的网格间距为100～1000微米，所述横向金属线之间的网格间距与所述纵向金属线之间的网格间距的比例为1:1至1:5。
优选地，所述横向金属线的径向宽度为5～500微米，所述横向金属线的径向高度大于所述横向金属线的径向宽度，以致减少遮光。
优选地，所述纵向金属线的径向宽度为5～500微米，所述纵向金属线的径向高度大于所述纵向金属线的径向宽度，以致减少遮光。
优选地，所述光学膜由乙烯/醋酸乙烯酯共聚物制备，且所述光学膜为适用于太阳能组件层压用的光学膜。
优选地，所述丝网阵列导电膜具有通光度超过95％和方块电阻低于0.05欧姆的特性。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括无主栅线晶硅电池片和丝网阵列导电膜，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线的一侧与所述丝网阵列导电膜设有导电金属网的一侧加热120至160摄氏度层压贴合，同时，所述低熔点金属层与所述副栅线形成焊接。
优选地，所述副栅线的径向宽度为5～70微米。
首先，本实用新型采用导电金属网代替晶硅太阳能电池电极主栅线，由于导电金属网的横向金属线和纵向金属线包括高导电率金属芯且径向宽度小，所以具有通孔多、遮光少、导电率高的特点，其次，本实用新型通过以下两个方面降低了生产成本，一方面本实用新型采用导电金属网代替主栅线，因此，太阳能电池制造过程中，无需利用银浆制作主栅线，减少了银浆的用量，本实用新型可以用铜等金属制作导电金属网的高导电率金属芯，从而降低了生产成本。另一方面，本实用新型与现有晶硅太阳能电池生产工艺及流程匹配兼容，无需废弃或添加原有工艺及生产设备。
附图说明
图1为本实用新型丝网阵列导电膜实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型太阳能电池实施例2的结构示意图；
图3为为图2中导电金属网与副栅线接触的结构示意图；
图4为图3中C部分的放大结构示意图；
图5为图3中A-A横截面结构示意图；
图6为图3中B-B横截面结构示意图；
图7为图2中丝网阵列导电膜的横截面结构示意图；
图8为图2中无主栅线晶硅电池的横截面结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用来限定本实用新型。
实施例1
参见图1，图1为本实用新型丝网阵列导电膜实施例1的结构示意图。
在实施例1中，本实用新型提供了一种丝网阵列导电膜，所述丝网阵列导电膜包括光学膜1和导电金属网，所述导电金属网设置于所述光学膜1的任一侧，所述导电金属网包括横向金属线2和纵向金属线3，所述横向金属线2和纵向金属线3均包括高导电率金属芯，所述高导电率金属芯的外表面包覆有低熔点金属层。
值得说明的是，图1中导电金属网的网格为矩形，但是，根据电池生产厂商或者用户的需求不同等其他原因，网格也可以设置为蜂窝形、圆形、矩形、正方形、多角形及各种规则或不规则等形状，均能够解决本实用新型的技术问题，也均在本实用新型的保护范围以内。
值得说明的是，图1中的横向金属线2和纵向金属线3的横截面的形状为矩形，但是，根据电池生产厂商或者用户的需求不同等其他原因，横向金属线2和纵向金属线3的横截面的形状可以设置为圆形、椭圆形、正方形及各种规则或不规则等形状，均能够解决本实用新型的技术问题，也均在本实用新型的保护范围以内。
值得说明的是，本实用新型的高导电率金属芯可以采用铜等其他具有高导电率的金属制备，甚至可以采用具有高导电率特性的合金材质或金属叠层制备，制备出来的高导电率金属芯均能解决本实用新型的技术问题，均在本实用新型的保护范围以内。
值得说明的是，本实用新型的低熔点金属层可以采用铟或铟锡等其他具有低熔点的金属制备，甚至可以采用具有低熔点特性的合金材料制备，制备出来的低熔点金属层可与银形成低温焊接的均能够解决本实用新型的技术问题，均在本实用新型的保护范围以内。
本实用新型图1中导电金属网的横向金属线和纵向金属线的横截面的形状为矩形，将有效遮光面积减少，增加通光面积，同时可增加导电能力，减少了电阻损失，从而提高太阳能电池的光伏效率。
现有晶硅太阳能电池生产技术的主栅线采用银浆制备，生产成本高，本实用新型采用导电金属网替代银主栅线，提供更有效的收集电流功能，而导电金属网可以采用铜等其他高导电率而且低成本的金属或合金制备，从而银浆用量可以减少70％以上，降低太阳能电池生产成本。
首先，本实用新型采用导电金属网代替主栅线，由于导电金属网的横向金属线2和纵向金属线3包括高导电率金属芯且径向宽度小，所以具有通孔多、遮光少、导电率高的特点。其次，本实用新型采用导电金属网代替主栅线，因此，太阳能电池制造过程中，无需利用银浆制作主栅线，减少了银浆的用量，从而降低了生产成本。
还有，本实用新型通过工程化优选加工，丝网阵列导电膜可实现通光度超过95％和方块电阻低于0.05欧姆的技术效果。
进一步地，所述低熔点金属层的径向厚度为0.5～10微米。
本实用新型通过在高导电率金属芯外面包覆低熔点金属层，保证了导电金属网与银副栅线在较低的温度也能完成焊接，简化了焊接工艺，降低接触电阻，达致节省设备投资和能耗，从而可以进一步降低生产成本。
进一步地，所述横向金属线之间的网格间距为100～1000微米，所述横向金属线之间的网格间距与所述纵向金属线之间的网格间距的比例为1:1至1:5。
进一步地，所述横向金属线的径向宽度为5～500微米，所述横向金属线的径向高度大于所述横向金属线的径向宽度，以致减少遮光。
进一步地，所述纵向金属线的径向宽度为5～500微米，所述纵向金属线的径向高度大于所述纵向金属线的径向宽度，以致减少遮光。
进一步地，所述导电金属网格，可以设计成蜂窝形、圆形、矩形、正方形、多角形及各种规则或不规则形状。
进一步地，所述光学膜可由乙烯/醋酸乙烯酯共聚物制备，且所述光学膜为适用于太阳能组件层压用的光学膜。
乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，简称为EVA。乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的特点是具有良好的柔软性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老 化和耐臭氧强度好，无毒性。为光伏产业所认可，被广泛地应用于太阳能组件的层压光学膜，保护太阳能电池长期户外工作的可靠性。
实施例2
参见图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，图2为本实用新型太阳能电池实施例2的结构示意图；图3为为图2中导电金属网与副栅线接触的结构示意图；图4为图3中C部分的放大结构示意图；图5为图3中A-A横截面结构示意图；图6为图3中B-B横截面结构示意图；图7为图2中丝网阵列导电膜的横截面结构示意图；图8为图2中无主栅线晶硅电池的横截面结构示意图。
为实现上述目的，本实用新型实施例2还提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括无主栅线晶硅电池片和权利要求1～6之一所述的丝网阵列导电膜，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线的一侧与所述丝网阵列导电膜设有导电金属网的一侧加热120至160摄氏度层压贴合，同时，所述低熔点金属层与所述副栅线形成焊接。
本实用新型的丝网阵列导电膜包括光学膜1和导电金属网，所述导电金属网设置于所述光学膜1的任一侧，所述导电金属网包括横向金属线2和纵向金属线3，所述横向金属线2和纵向金属线3均包括高导电率金属芯6，所述高导电率金属芯6的外表面包覆有低熔点金属层7；本实用新型的导电金属网连接电池表面副栅线。
本实用新型的无主栅线硅电池片包括晶硅太阳能电池4、光减反射膜8、副栅线5和背面电极9，通过高温烧结，该副栅线5与晶硅太阳能电池4之间形成欧姆接触，完成收集电流电极结构。
由于本实用新型采用微米级线宽和网格间距的丝网阵列导电膜，所以，在一片标准尺寸为156毫米的正方形硅电池片面积上，导电金属网与副栅线5之间的触点可以多达10,000个以上，电流传导的路径更加优化，足以补偿个别连线或接触点不良情况，因此能有效地提升电池工作效率，减小电阻损耗。
进一步地，所述副栅线的径向宽度为5～70微米。
本实用新型由于采用导电金属网替代主栅线，所以，导电金属网与副栅线5之间的触点大幅度增加。因此，本实用新型的副栅线5线宽可以进 一步缩窄，银厚进一步减薄，节省银浆的用量，降低材料成本，也同时减少了有效遮光面积，进一步提升太阳能电池工作效率。
以上对实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本实用新型并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改或替代也都在本实用新型的范畴之中，因此，在不脱离本实用新型的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (8)
1.一种丝网阵列导电膜，其特征在于，所述丝网阵列导电膜包括光学膜和导电金属网，所述导电金属网设置于所述光学膜的任一侧，所述导电金属网包括横向金属线和纵向金属线，所述横向金属线和纵向金属线均包括高导电率金属芯，所述高导电率金属芯的外表面包覆有低熔点金属层。
2.根据权利要求1所述的丝网阵列导电膜，其特征在于，所述低熔点金属层的径向厚度为0.5～10微米。
3.根据权利要求1所述的丝网阵列导电膜，其特征在于，所述横向金属线之间的网格间距为100～1000微米，所述横向金属线之间的网格间距与所述纵向金属线之间的网格间距的比例为1∶1至1∶5。
4.根据权利要求1所述的丝网阵列导电膜，其特征在于，所述横向金属线的径向宽度为5～500微米，所述横向金属线的径向高度大于所述横向金属线的径向宽度，以致减少遮光。
5.根据权利要求1所述的丝网阵列导电膜，其特征在于，所述纵向金属线的径向宽度为5～500微米，所述纵向金属线的径向高度大于所述纵向金属线的径向宽度，以致减少遮光。
6.根据权利要求1所述的丝网阵列导电膜，其特征在于，所述光学膜由乙烯/醋酸乙烯酯共聚物制备，且所述光学膜为适用于太阳能组件层压用的光学膜。
7.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括无主栅线晶硅电池片和权利要求1～6之一所述的丝网阵列导电膜，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线，所述无主栅线晶硅电池片印刷有副栅线的一侧与所述丝网阵列导电膜设有导电金属网的一侧加热120至160摄氏度层压贴合，同时，所述低熔点金属层与所述副栅线形成焊接。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述副栅线的径向宽度为5～70微米。
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