CN206460963U - Ibc电池电极结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种IBC电池电极结构，包括正极接触细栅线、正极连接栅线、负极接触细栅线和负极连接栅线，由正极接触细栅线、正极连接栅线、负极接触细栅线和负极连接栅线在同一平面上排布而成，其中极性相同的连接栅线和接触细栅线垂直连接，极性相反的连接栅线和接触细栅线、接触细栅线和接触细栅线、连接栅线和连接栅线相互绝缘；该IBC电池电极结构，相比常规绝缘胶金属化方案可以提高电池的效率0.3‑0.5%，降低大面积IBC电池主栅线印刷的复杂性，增加工艺的可选择性。

Description

IBC电池电极结构

技术领域

本实用新型涉及一种IBC电池电极结构。

背景技术

IBC（Interdigitated back contact指交叉背接触）电池，是指电池正面无电极，正负两极金属栅线呈指状交叉排列于电池背面。IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；加上电池前表面场（Front Surface Field, FSF）以及良好钝化作用带来的开路电压增益，使得这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。

在小面积电池上(125mmx125mm)，正负极主栅位于电池的两端，可以方便的实现焊接或者边缘互联，然而对于大面积电池(156mmx156mm) 这种主栅的设计会造成串联电阻的增加而降低效率。通常的设计是在电池的中间区域等距的设置多根连接栅线来解决此问题，但是此种设计需要进行连接栅线与其下面极性相反的接触栅线的绝缘，需要在极性相反的接触细栅和连接栅线印刷绝缘胶，并且连接栅线的浆料需要采用导电性较差的低温浆料（烧结温度<250^oC），如图1中，正极接触细栅线1和负极连接栅线4间、负极接触细栅线2和正极连接栅线3间分别印刷绝缘浆料7，从而增加了丝网印刷的工艺复杂性和限制了浆料的选择性。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型的目的是提供一种IBC电池电极结构，包括电池的多连接栅设计方案，可以有效的避免采用绝缘胶等材料及印刷工艺，降低工艺复杂性，增加浆料的选择性，并通过多连接栅线的设计降低串联电阻损失，提高电池的效率。

本实用新型的技术解决方案是：

一种IBC电池电极结构，包括正极接触细栅线、正极连接栅线、负极接触细栅线和负极连接栅线，正极接触细栅线、正极连接栅线、负极接触细栅线和负极连接栅线在同一平面上排布而成，其中极性相同的连接栅线和接触细栅线垂直连接，极性相反的连接栅线和接触细栅线、接触细栅线和接触细栅线、连接栅线和连接栅线相互绝缘，正极接触细栅线和负极接触细栅线分段设置，即相邻的正极接触细栅线间、相邻的负极接触细栅线间分别设置间隙，正极连接栅线设于相邻的负极接触细栅线间的间隙处，负极连接栅线设于相邻的正极接触细栅线间的间隙处。

进一步地，正极接触细栅线、正极连接栅线和负极接触细栅线、负极连接栅线分别位于减反射钝化膜之上，掺杂层设于减反射钝化膜之下，减反射钝化膜上设置接触孔，正极接触细栅线和负极接触细栅线分别穿过接触孔与掺杂层形成欧姆接触，或者通过烧穿浆料形成欧姆接触，连接栅线与掺杂层均不形成欧姆接触。

进一步地，正极接触细栅线和负极接触细栅线分别与掺杂层形成局部欧姆接触或全部欧姆接触。

进一步地，正极接触细栅线和负极接触细栅线与掺杂层形成全部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将烧穿浆料置于正极接触细栅线、负极接触细栅线位置或者采用开孔后电镀、PVD法形成正极接触细栅线、负极接触细栅线；正极接触细栅线和负极接触细栅线与掺杂层形成局部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将非烧穿浆料置于正极接触细栅线、负极接触细栅线位置或者采用PVD法沉积金属层。

进一步地，减反射钝化膜的接触孔采用激光开孔工艺或腐蚀浆料开孔工艺制成。

进一步地，正极连接栅线、正极接触细栅线、负极连接栅线和负极接触细栅线均匀分布于金属区域内。

进一步地，连接栅线和接触细栅线垂直设置，边缘连接栅线与极性相同的边缘接触细栅线的一端相连接，除边缘的连接栅线以外，连接栅线位于极性相同的接触细栅线的中心位置，同时也是极性相反的接触细栅线的间隙处。正极接触细栅线间隙处位于与之平行的负极接触栅线段的中心线上，同时负极接触细栅线间隙处位于与之平行的正极接触栅线段的中心线上。

进一步地，极性相反的接触细栅线与连接栅线之间形成有0.1mm-1mm的间距。

进一步地，正极连接栅线、负极连接栅线的数量分别为4-20根，宽度分别为0.5mm-1.5mm。

进一步地，正极接触细栅线、负极接触细栅线的数量分别为500-4000根，宽度分别为20微米-150微米。

本实用新型的有益效果是：该种IBC电池电极结构，相比8主栅的常规绝缘胶金属化方案可以提高电池的效率0.3-0.5%，降低目前大面积IBC电池电极印刷的复杂性，增加了浆料的选择性。

附图说明

图1是常规8主栅绝缘胶电极的结构示意图。

图2是本实用新型实施例IBC电池电极结构的示意图。

图3是图1中A处的剖面示意图。

图4是实施例中连接栅线数量为30的电池电极结构示意图。

其中：1-正极接触细栅线，2-负极接触细栅线，3-正极连接栅线，4-负极连接栅线，5-掺杂层，6-减反钝化膜，7-绝缘浆料。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例

一种IBC电池电极结构，如图2，包括正极连接栅线3、正极接触细栅线1、负极连接栅线4和负极接触细栅线2，正极连接栅线3、正极接触细栅线1、负极连接栅线4和负极接触细栅线2在同一平面上排布而成，其中极性相同的连接栅线和接触细栅线垂直连接，正极连接栅线3和负极连接栅线4、正极接触细栅线1和负极接触细栅线2相互独立，正极连接栅线3和负极连接栅线4、正极接触细栅线1和负极接触细栅线2平行且交替设置，正极连接栅线3和负极连接栅线4、极性相反的连接栅线和接触细栅线、正极接触细栅线1和负极接触细栅线2相互绝缘，正极接触细栅线1和负极接触细栅线2分段设置，即相邻的正极接触细栅线1之间、相邻的负极接触细栅线2之间分别设置间隙，正极连接栅线3设于相邻的负极接触细栅线2之间的间隙处，负极连接栅线4设于相邻的正极接触细栅线1之间的间隙处。

该种IBC电池电极结构，相比8主栅的常规绝缘胶金属化方案降低目前大面积IBC电池主栅线印刷的复杂性，增加了工艺的选择性。

图2中，IBC电池背面栅线分为连接栅线和接触细栅线部分，其中细栅线分为正极接触细栅线1和负极接触细栅线2，接触细栅线分段设置，相邻段之间间距优选为2mm，且正极接触细栅线1分段处位于与之平行的负极接触栅线段的中心。电池两端分别设置正极连接栅线3和负极连接栅线4，内部连接栅线等间距设计，正极连接栅线3、负极连接栅线3相隔1/7金属区域的距离。正极接触细栅线1与负极连接栅线4的交界处，负极接触细栅线2与正极连接栅线3的交界处有0.5mm的间距。连接栅线的宽度为1mm，数量为8根。

极性相反的连接栅线和接触细栅线垂直设置，正极连接栅线3、正极接触细栅线1、负极连接栅线4和负极接触细栅线2均匀分布于金属区域内。边缘连接栅线与极性相同的边缘接触细栅线的一端相连接，除边缘的连接栅线以外，连接栅线分别位于极性相同的接触细栅线的中心位置。

正极接触细栅线1，连接栅线3和负极接触细栅线2，连接栅线4分别位于减反射钝化膜之上，掺杂层5设于减反射钝化膜之下，减反射钝化膜设有接触孔，正极接触细栅线1和负极接触细栅线2分别穿过接触孔与掺杂层5形成欧姆接触，接触细栅线可采用丝网印刷烧穿浆料形成。正极连接栅线3和负极连接栅线4与掺杂层5均不形成欧姆接触，即正极连接栅线3与掺杂层5、负极连接栅线4与掺杂层5分别通过减反钝化膜6隔离。减反射钝化膜的接触孔采用激光开孔工艺或腐蚀浆料开孔工艺而成。

正极接触细栅线1和负极接触细栅线2分别与掺杂层5形成局部欧姆接触或全部欧姆接触。正极接触细栅线1和负极接触细栅线2与掺杂层5形成全部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将烧穿浆料置于正极接触细栅线1、负极接触细栅线2位置，采用开孔后电镀或PVD法即物理气相沉积方法形成正极接触细栅线1、负极接触细栅线2。正极接触细栅线1和负极接触细栅线2与掺杂层5形成局部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将非烧穿浆料置于正极接触细栅线、负极接触细栅线位置或者采用PVD法沉积金属层。

如图2，极性相反的接触细栅线与连接栅线之间形成有0.1mm-1mm的间距，以避免产生短路。

正极连接栅线3、负极连接栅线4的数量分别为4-20根，宽度分别为0.5mm-1.5mm。正极接触细栅线1、负极接触细栅线2的数量分别为500-4000根，宽度分别为20微米-150微米。

如图3，连接栅线数量优选为30根的情况。电池背面栅线分为连接栅线和接触细栅线部分，接触细栅线分为正极接触细栅线1和负极接触细栅线2，接触细栅线分段设置，相邻段之间间距为1.1mm，内部且正极接触细栅线1分段处位于与之平行的负极接触栅线段的中心线上。电池两端分别设置正极连接栅线3和负极连接栅线4，内部连接栅线等间距设计，正、负极连接栅线3和4相隔1/29金属区域的距离。正极连接栅线3与负极接触细栅线2交界处有0.3mm的间距。连接栅线的宽度为0.5mm，数量为30根。其中接触细栅线与其下的掺杂层5通过接触孔来实现接触。接触孔采用激光开孔方式形成。掺杂层5采用连续掺杂层，连接栅线与掺杂层5通过减反钝化膜6隔离。

实施例IBC电池电极结构的原理：接触细栅线的串联电阻与电流传输距离成反比，传输距离越短则串联电阻越小，根据此原理，增加连接栅线的数目可以有效降低串联电阻，从而增加电池的填充因子，提升效率。

Claims (10)

1.一种IBC电池电极结构，其特征在于：包括正极接触细栅线、正极连接栅线、负极接触细栅线和负极连接栅线，正极接触细栅线、正极连接栅线、负极接触细栅线和负极连接栅线在同一平面上排布而成，其中极性相同的连接栅线和接触细栅线垂直连接，极性相反的连接栅线和接触细栅线、接触细栅线和接触细栅线、连接栅线和连接栅线相互绝缘，正极接触细栅线和负极接触细栅线分段设置，即相邻的正极接触细栅线间、相邻的负极接触细栅线间分别设置间隙，正极连接栅线设于相邻的负极接触细栅线间的间隙处，负极连接栅线设于相邻的正极接触细栅线间的间隙处。

2.如权利要求1所述的IBC电池电极结构，其特征在于：正极接触细栅线、正极连接栅线和负极接触细栅线、负极连接栅线分别位于减反射钝化膜之上，掺杂层设于减反射钝化膜之下，减反射钝化膜上设置接触孔，正极接触细栅线和负极接触细栅线分别穿过接触孔与掺杂层形成欧姆接触，或者通过烧穿浆料形成欧姆接触，连接栅线与掺杂层均不形成欧姆接触。

3.如权利要求2所述的IBC电池电极结构，其特征在于：正极接触细栅线和负极接触细栅线分别与掺杂层形成局部欧姆接触或全部欧姆接触。

4.如权利要求3所述的IBC电池电极结构，其特征在于：正极接触细栅线和负极接触细栅线与掺杂层形成全部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将烧穿浆料置于正极接触细栅线、负极接触细栅线位置或者采用开孔后电镀、PVD法形成正极接触细栅线、负极接触细栅线；正极接触细栅线和负极接触细栅线与掺杂层形成局部欧姆接触时，采用丝网印刷、喷墨打印或激光转印的方式将非烧穿浆料置于正极接触细栅线、负极接触细栅线位置或者采用PVD法沉积金属层。

5.如权利要求2所述的IBC电池电极结构，其特征在于：减反射钝化膜的接触孔采用激光开孔工艺或丝网印刷腐蚀浆料开孔工艺而成。

6.如权利要求1-5任一项所述的IBC电池电极结构，其特征在于：正极连接栅线、正极接触细栅线、负极连接栅线和负极接触细栅线均匀分布于金属区域内。

7.如权利要求1-5任一项所述的IBC电池电极结构，其特征在于：连接栅线和接触细栅线垂直设置，边缘连接栅线与极性相同的边缘接触细栅线的一端相连接，除边缘的连接栅线以外，连接栅线位于极性相同的接触细栅线的中心位置，同时也是极性相反的接触细栅线的间隙处，正极接触细栅线间隙处位于与之平行的负极接触栅线段的中心线上，同时负极接触细栅线间隙处位于与之平行的正极接触栅线段的中心线上。

8.如权利要求1-5任一项所述的IBC电池电极结构，其特征在于：极性相反的接触细栅线与连接栅线之间形成有0.1mm-1mm的间距。

9.如权利要求1-5任一项所述的IBC电池电极结构，其特征在于：正极连接栅线、负极连接栅线的数量分别为4-20根，宽度分别为0.5mm-1.5mm。

10.如权利要求1-5任一项所述的IBC电池电极结构，其特征在于：正极接触细栅线、负极接触细栅线的数量分别为500-4000根，宽度分别为20微米-150微米。