CN206628475U - P型perc双面太阳能电池的背电极结构和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背电极结构，所述背电极结构包括至少一条背银主栅和多条相互平行的铝栅线，所述铝栅线和背银主栅垂直连接；所述铝栅线和背银主栅之间形成重叠连接的区域，所述重叠连接的区域围绕在所述背银主栅的四周；在重叠连接的区域，所述铝栅线覆盖背银主栅。相应的，本实用新型还公开一种采用上述背电极结构的P型PERC双面太阳能电池。采用本实用新型，结构简单，成本较低，导电性好，电池的光电转换效率高。

Description

P型PERC双面太阳能电池的背电极结构和电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构和采用上述背电极结构的电池。

背景技术

太阳能电池发电是利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能，由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源。

P型PERC双面太阳能电池的制作流程包括：制绒、扩散、刻蚀、背面钝化层沉积、PECVD背面镀膜、正面PECVD镀膜、丝网印刷、烧结、退火。太阳能电池片在将光能转换成电能的过程中，其内部产生的光生载流子需要通过外部印刷的电极收集并引出，然后与外部电路连接，从而将电流输送出来。上述的丝网印刷工序又进一步细分为太阳能电池的背电极印刷和正电极印刷。背电极印刷又分为银主栅电极印刷和铝副栅电极印刷。正电极浆料和背电极浆料印刷在晶硅太阳电池正面上，经过烧结，起到收集电流的作用。背面电极图形的设计决定了背钝化电池的电流收集效果和受光面积，从而影响电池的光电转换效率，因此需要提出一种新的背面电极，可以提高电极的导电性，减小遮光面积，提高电池的光电转换效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构，结构简单，成本较低，导电性好，电池的光电转换效率高。

本实用新型所要解决的技术问题还在于，提供一种P型PERC双面太阳能电池，导电性好、光电转换效率高、电池的光电转换效率高。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构，所述背电极结构包括至少一条背银主栅和多条相互平行的铝栅线，所述铝栅线和背银主栅垂直连接；

所述铝栅线和背银主栅之间形成重叠连接的区域，所述重叠连接的区域围绕在所述背银主栅的四周；

在重叠连接的区域，所述铝栅线覆盖背银主栅。

作为上述方案的优选方式，所述背电极结构包括至少两条背银主栅，所述背银主栅之间相互平行。

作为上述方案的优选方式，所述背银主栅的数量为2-8根，所述背银主栅的宽度为0.5-5mm。

作为上述方案的优选方式，所述铝栅线的数量为20-300根，所述铝栅线的宽度为30-500微米。

作为上述方案的优选方式，所述背银主栅与铝栅线重叠连接区域的宽度为0.05-2mm。

相应的，本实用新型还提供一种P型PERC双面太阳能电池，包括背银主栅、铝栅线、背面钝化层、P型硅、N型发射极、正面钝化层和正银电极，所述背面钝化层经过激光开槽后形成若干个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元；铝栅线与激光开槽区一一对应设置，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连，所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述铝栅线和背银主栅之间形成重叠连接的区域，所述重叠连接的区域围绕在所述背银主栅的四周；

在重叠连接的区域，所述铝栅线覆盖背银主栅。

作为上述方案的优选方式，所述铝栅线与激光开槽区平行，

每个激光开槽区内设置至少2组激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm；

所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线的宽度为30-550μm。

作为上述方案的优选方式，所述铝栅线与激光开槽区垂直，

所述激光开槽单元之间的间距为0.5-50mm。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

所述铝栅线也可以是曲线形、弧形、波浪形等。

作为上述方案的优选方式，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；

当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型提供一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构，既可以替代现有单面太阳能电池结构中全铝背电场的作用，还具有载流导体的功能，适用于装设在P型PERC双面太阳能电池的背面作为背面电极。具体的，背电极结构包括至少一条背银主栅和多条相互平行的铝栅线，铝栅线和背银主栅垂直连接；铝栅线和背银主栅之间形成重叠连接的区域，重叠连接的区域围绕在背银主栅的四周，可以保证铝栅线和背银主栅之间形成良好的接触，保证背电极的电流收集效果，从而保证太阳能电池的光电转换效率。在重叠连接的区域，铝栅线覆盖背银主栅，可以提高背电极结构的导电率，提高背电极的电流收集效果，从而保证太阳能电池的光电转换效率。

本实用新型还提供一种采用上述背电极结构的P型PERC双面太阳能电池，其在电池背面设有多条平行设置的铝栅线，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场，实现背面吸光的功能，还用作背银电极中的副栅结构用于传导电子。制作本实用新型所述P型PERCP型PERC双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

附图说明

图1是本实用新型一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构的结构示意图；

图2是图1所示A-A向的剖面图；

图3是图1所示P型PERC双面太阳能电池的结构示意图；

图4是图3所示P型PERC双面太阳能电池的背面结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

近年来，随着科学家和技术人员的深入研究，发现了一种背面钝化的PERC太阳能电池可进一步提高电池的光电转换效率。然而背面的氧化铝膜和氮化硅膜为绝缘层，不能传导电子，因此常规的做法是在栅线下方的氮化硅上开槽，印刷栅线时，银浆可填充到开槽区内与P型硅形成欧姆接触，从而实现导电功能。

现有的PERC单面太阳能电池在电池的背面设有全铝背电场覆盖在硅片的整个背面，全铝背电场的作用是提高了开路电压Voc和短路电流Jsc，迫使少数载流子远离表面，少数载流子复合率降低，从而整体上提高电池效率。然而，由于全铝背电场不透光，因此，具有全铝背电场的太阳能电池背面无法吸收光能，只能正面吸收光能，其光电转换效率难以大幅度的提高。

为此，本实用新型提出一种新的背面电极，既可以替代现有单面太阳能电池结构中全铝背电场的作用，还具有载流导体的功能，适用于装设在P型PERC双面太阳能电池的背面作为背面电极。

如图1、2所示，本实用新型提供了一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构，所述背电极结构包括至少一条背银主栅1和多条相互平行的铝栅线2，所述铝栅线2和背银主栅1垂直连接；所述铝栅线2和背银主栅1之间形成重叠连接的区域12。重叠连接的区域12具体参见图1所示的虚线框，其围绕在背银主栅1的四周，可以保证铝栅线和背银主栅之间形成良好的接触，保证背电极的电流收集效果，从而保证太阳能电池的光电转换效率。铝栅线2和背银主栅1将硅片形成多个受光区10，从而实现太阳能电池的背面吸收太阳能。

在重叠连接的区域12，所述铝栅线2覆盖背银主栅1，可以提高背电极结构的导电率，提高背电极的电流收集效果，从而保证太阳能电池的光电转换效率。

所述背银主栅1与铝栅线2重叠连接区域12的宽度为0.1-2mm，具体可以是0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0mm，但不限于此。重叠连接区域12的宽度为0.1-2mm，不影响封装组件时背银主栅1与焊带的焊接。

优选的，所述背电极结构包括至少两条背银主栅1，所述背银主栅1之间相互平行。所述背银主栅1的数量为2-8根，所述背银主栅1的宽度为0.5-5mm。

所述铝栅线的数量为20-300根，所述铝栅线的宽度为30-500微米。

相应的， 本实用新型还提供一种采用上述背电极结构的P型PERC双面太阳能电池，具体如图3所示，包括背银主栅1、铝栅线2、背面钝化层、P型硅5、N型发射极6、正面钝化层7和正银电极8，其中，所述背面钝化层包括背面氮化硅膜3、背面氧化铝膜4，正面钝化层7可以是正面氮化硅膜，但不限于此。

所述背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4经过激光开槽后形成30-500组平行设置的激光开槽区9，每个激光开槽区内设置1-50组激光开槽单元；铝栅线2与激光开槽区9一一对应设置，所述铝栅线2通过激光开槽区9与P型硅5相连；所述铝栅线2与背银主栅1垂直连接。

本实用新型对现有的单面PERC太阳能电池进行改进，不再设有全铝背电场，而是将其变成许多的铝栅线2，采用激光开槽技术在背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4上开设激光开槽区9，而铝栅线2印刷在这些平行设置的激光开槽区9上，从而能与P型硅5形成局部接触，密集平行排布的铝栅线2不仅能起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，提高电池光电转换效率的作用，可替代现有单面电池结构的全铝背电场，而且铝栅线2并未全面遮盖硅片的背面，太阳光可从铝栅线2之间投射至硅片内，从而实现硅片背面吸收光能，大幅提高电池的光电转换效率。

优选地，所述铝栅线2的根数与激光开槽区的个数对应，皆为30-500条，更佳地，所述铝栅线2的根数为80-220条。

如图4所示为硅片背面，铝栅线2与背银主栅1呈垂直连接，其中背银主栅1为连续直栅，由于背面氮化硅膜3和背面氧化铝膜4设有激光开槽区9，印刷铝浆形成铝栅线2时，铝浆填充至激光开槽区9，使得铝栅线2与P型硅5形成局部接触，可将电子传输至铝栅线2，与铝栅线2相交的背银主栅1则汇集铝栅线2上的电子，由此可知，本实用新型所述铝栅线2起到提高开路电压Voc和短路电流Jsc，降低少数载流子复合率，以及传输电子的作用，可替代现有单面太阳能电池中全铝背电场，不仅减少银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

所述铝栅线与激光开槽区可以是平行，也可以是垂直的。

当铝栅线与激光开槽区平行时，激光开槽区内设置2组以上激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm。

本实用新型所述激光开槽区9的宽度为10-500μm；位于激光开槽区9下方的铝栅线2的宽度大于激光开槽区9的宽度，铝栅线2的宽度为30-550μm。在上述铝栅线2宽度选择较大数值如500μm，而激光开槽区9宽度选择较小数值如40μm，可将多组激光开槽区9并排设在同一铝栅线2之上，保证铝栅线2与P型硅5有足够的接触面积。

当铝栅线与激光开槽区垂直时，所述激光开槽单元之间的间距为0.5-50mm。

进一步，每组激光开槽单元包括至少1个激光开槽单元，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。优选的，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。

因此，本实用新型所述P型PERC双面太阳能电池改变设有多条平行设置的铝栅线2，不仅替代现有单面太阳能电池中全铝背电场以提高电池的光电转换效率，还取代背银电极中的副栅结构用作传导电子。制作本实用新型所述P型PERCP型PERC双面太阳能电池，可节省银浆和铝浆的用量，降低生产成本，而且实现双面吸收光能，显著扩大太阳能电池的应用范围和提高光电转换效率。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种P型PERC双面太阳能电池的背电极结构，其特征在于，所述背电极结构包括至少一条背银主栅和多条相互平行的铝栅线，所述铝栅线和背银主栅垂直连接；

所述铝栅线和背银主栅之间形成重叠连接的区域，所述重叠连接的区域围绕在所述背银主栅的四周；

在重叠连接的区域，所述铝栅线覆盖背银主栅。

2.如权利要求1所述背电极结构，其特征在于，所述背电极结构包括至少两条背银主栅，所述背银主栅之间相互平行。

3.如权利要求2所述背电极结构，其特征在于，所述背银主栅的数量为2-8根，所述背银主栅的宽度为0.5-5mm。

4.如权利要求1所述背电极结构，其特征在于，所述铝栅线的数量为20-300根，所述铝栅线的宽度为30-500微米。

5.如权利要求1所述背电极结构，其特征在于，所述背银主栅与铝栅线重叠连接区域的宽度为0.05-2mm。

6.一种P型PERC双面太阳能电池，其特征在于，包括背银主栅、铝栅线、背面钝化层、P型硅、N型发射极、正面钝化层和正银电极，所述背面钝化层经过激光开槽后形成若干个平行设置的激光开槽区，每个激光开槽区内设置至少1组激光开槽单元；铝栅线与激光开槽区一一对应设置，所述铝栅线通过激光开槽区与P型硅相连，所述铝栅线与背银主栅垂直连接；

所述铝栅线和背银主栅之间形成重叠连接的区域，所述重叠连接的区域围绕在所述背银主栅的四周；

在重叠连接的区域，所述铝栅线覆盖背银主栅。

7.如权利要求6所述P型PERC双面太阳能电池，其特征在于，所述铝栅线与激光开槽区平行，

每个激光开槽区内设置至少2组激光开槽单元，相邻两组平行设置的激光开槽单元之间的间距为5-300μm；

所述激光开槽区的宽度为10-500μm；位于激光开槽区下方的铝栅线的宽度大于激光开槽区的宽度，铝栅线的宽度为30-550μm。

8.如权利要求6所述P型PERC双面太阳能电池，其特征在于，所述铝栅线与激光开槽区垂直，

所述激光开槽单元之间的间距为0.5-50mm。

9.如权利要求6所述P型PERC双面太阳能电池，其特征在于，所述激光开槽单元的图案为线条、圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、十字形或星形。

10.如权利要求9所述P型PERC双面太阳能电池，其特征在于，所述激光开槽单元的图案为一条连续的直线或多个线段组成的虚线；

当所述激光开槽单元的图案为多个线段组成的虚线时，所述线段的长度相同或不同。