CN206878009U - 一种太阳能电池电极及太阳能电池 - Google Patents

一种太阳能电池电极及太阳能电池 Download PDF

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龙永灯
郁操
张津燕
徐希翔
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Abstract

本实用新型属于太阳能电池技术领域,提供了一种太阳能电池电极及太阳能电池,该太阳能电池电极包括:至少三条平行且等间隔分布的主栅线(3),以及分别位于各主栅线(3)两侧且以指定角度与相邻主栅线(3)相连的多条细栅线(2),每条主栅线(3)一侧的细栅线(2)平行分布,且每条主栅线(3)一侧的细栅线(2)等间隔分布。利用本实用新型可以有效提升太阳能电池的光电转换效率,且能提升生产良率。

Description

一种太阳能电池电极及太阳能电池
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域,尤其涉及一种太阳能电池电极及太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,在被满足一定照度条件的光照到,就可输出电压,并在有回路的情况下产生电流。其原理为太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,光生空穴流向p区,光生电子流向n区,接通电路后就产生电流。随着人们对清洁能源的需求越来越大,太阳能电池的市场需求也越来越大。
太阳能电池的光电转换效率是太阳能电池的主要指标之一,为了提升该光电转换效率,除了改进基体材料、结构化基体表面、以及采用钝化工艺等,电极设计也尤为重要。常规的电极主要由主栅线和细栅线组成,如图1所示,为现有技术的太阳能电池电极的一种结构示意图,其中,1为基板、2为细栅线,3为主栅线,细栅线2用来收集电子或空穴并传输给主栅线3,两条主栅线3输出电能和提高组件可靠性,如焊接拉力等,为了提升电子或空穴的收集能力,要求细栅线2分布均匀且密集,为此,现有技术将细栅线2和主栅线3设计成如图1所示的叶脉形。但是,由于两条主栅线3之间的间隔较大,且细栅线2与主栅线3之间的夹角不是90°,导致细栅线2的长度过长,造成容易存在断点,且会增加细栅线2的电阻;此外,两条细栅线2的相接之处不是直线,在网版印刷两条细栅线相接之处时,堆积面积较大,导致加工后塑型较差,即在设计的细栅线2处容易残留导电的遮光材料,导致遮光面增加,会造成太阳能电池的转换效率降低及产品良率降低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种太阳能电池电极及太阳能电池,以解决现有技术的太阳能电池的转换效率低及产品良率低的问题。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种太阳能电池电极,包括:
至少三条平行且等间隔分布的主栅线,以及分别位于各主栅线两侧且以指定角度与相邻主栅线相连的多条细栅线,每条主栅线一侧的细栅线平行分布,且每条主栅线一侧的细栅线等间隔分布。
优选地,所述指定角度的范围为:30°至60°。
优选地,所述主栅线和所述细栅线的材质为银或铜。
优选地,所述主栅线和所述细栅线为网版银浆印刷的银线
优选地,所述主栅线的宽度为银线500微米至1200微米。
优选地,所述细栅线的宽度为银线20微米至50微米。
优选地,相邻两条细栅线之间的间距为350微米至2150微米
相应地,本实用新型还提供了一种及太阳能电池,包括数组串联和/或并联的太阳能电池片,所述太阳能电池片包括如上所述的太阳能电池电极。
优选地,所述太阳能电池片包括以下任意一种:
异质结电池片、多晶硅电池片、非晶硅电池片和单晶硅电池片。
优选地,所述异质结电池片为非晶硅/单晶硅异质结电池片。
本实用新型提供的太阳能电池电极及太阳能电池,包括:至少三条平行且等间隔分布的主栅线,以及分别位于各主栅线两侧且以指定角度与相邻主栅线相连的多条细栅线,每条主栅线一侧的细栅线平行分布,且每条主栅线两侧的细栅线呈镜像对称。由于增加了主栅线的数量,使得主栅线之间的间距变小,有效减小了细栅线的长度,降低了细栅线的电阻及出现断点的概率;此外,至少三条平行的主栅线等间距分布,和现有技术相比,新增的主栅线会位于两条细栅线相接之处,在容易残留遮光的导电物质之处设置主栅线可以避免新增大量遮光面积,此外,由于增加了主栅线的数量,因此可以减小各主栅线的宽度以补偿增加主栅线而导致的遮光面积增加,且由于降低了整个电极的电阻,可以有效提升太阳能电池的光电转换效率。
进一步地,本实用新型提供的太阳能电池电极及太阳能电池,所述主栅线和所述细栅线的材质为银或铜,可以降低电极的电阻,提升电池的光电转换效率。
进一步地,本实用新型提供的太阳能电池电极及太阳能电池,所述主栅线和所述细栅线为网版银浆印刷的银线,制备工艺简单且成本较低,便于产业推广。
进一步地,本实用新型提供的太阳能电池电极及太阳能电池,所述主栅线的宽度为银线500微米至1200微米;所述细栅线的宽度为银线20微米至50微米;相邻两条细栅线之间的间距为350微米至2150微米,这样的设计使得本实用新型拥有最优的效果:通过对电极电阻、电极遮光面积、电极的生产良率等综合考虑,使得本实用新型的光电转效率高且生产良率高。
附图说明
图1为现有技术的太阳能电池电极的一种结构示意图;
图2为根据本实用新型所提供的太阳能电池电极的一种结构示意图。
附图标记:
在图1-图2中:
1 基板
2 细栅线
3 主栅线
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用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图2所示,为根据本实用新型所提供的太阳能电池电极的一种结构示意图。
在本实施例中,该太阳能电池电极可以包括:至少三条平行且等间隔分布的主栅线3,以及分别位于各主栅线3两侧且以指定角度与相邻主栅线3相连的多条细栅线2,每条主栅线3一侧的细栅线2平行分布,且每条主栅线3一侧的细栅线2等间隔分布。其中,每条主栅线3两侧的细栅线2可以呈镜像对称,也可以为相互平行分布,在此不做限定。
其中,所述指定角度的范围为:30°至60°。优选地,该指定角度为45°,这样的设定使得细栅线2的阻值较小且遮光度较低。所述主栅线3和所述细栅线2的材质为银或铜。当然,本实用新型还可以使用诸如铝、钛等金属作为主栅线3和/或细栅线2,在此不做限定,优选采用银来降低电极的电阻。
在一个具体实施例中,所述主栅线3和所述细栅线2为网版银浆印刷的银线,所述主栅线3的宽度为银线500微米至1200微米,优选采用1000微米。所述细栅线2的宽度为银线20微米至50微米,优选采用40微米。相邻两条细栅线2之间的间距为350微米至2150微米,优选采用2000微米。其中,网版银浆印刷细栅线2的宽度可以做到30微米。在另一实施例中,所述主栅线3和所述细栅线2的材质为铜,铜线宽度最低8微米,相邻两条细栅线2之间的间距为350微米至2150微米,优选采用2000微米。例如,铜线敷设的细栅线2的宽度可以做到8微米。
本实用新型的有益效果为:1.降低因细栅线2较长,串联电阻增加的缺陷,提高电池效率;2.降低断栅印刷不良;3.主栅线3由两根变成三根或多主栅,更加有利于电流的收集,同时主栅线3的宽度也可以相对变窄;4.避免了两条细栅线2相接处的塑型较差的现象;5.在使用铜线或银线作为细栅线2时,在敷设时,有利于长度的选取,且主栅线3与细栅线2的汇流操作更加简单。其中,细栅线2长度缩短约25%。
本实用新型提供的太阳能电池电极,包括:至少三条平行且等间隔分布的主栅线3,以及分别位于各主栅线3两侧且以指定角度与相邻主栅线3相连的多条细栅线2,每条主栅线3一侧的细栅线2平行分布,且每条主栅线3两侧的细栅线2呈镜像对称。由于增加了主栅线3的数量,使得主栅线3之间的间距变小,有效减小了细栅线2的长度,降低了细栅线2的电阻及出现断点的概率;此外,至少三条平行的主栅线3等间距分布,和现有技术相比,新增的主栅线3会位于两条细栅线2相接之处,在容易残留遮光的导电物质之处设置主栅线3可以避免新增大量遮光面积,此外,由于增加了主栅线3的数量,因此可以减小各主栅线3的宽度以补偿增加主栅线3而导致的遮光面积增加,且由于降低了整个电极的电阻,可以有效提升太阳能电池的光电转换效率。
此外,本实用新型还提供了一种太阳能电池,包括数组串联和/或并联的太阳能电池片,所述太阳能电池片包括如上所述的太阳能电池电极。
在一个具体实施例中,该太阳能电池可以包括背板铝框组件或双玻组件:
1)钢化玻璃,作用为保护发电主体(如电池片),透光要求的:1.透光率必须高(一般91%以上);2.超白钢化处理。
2)太阳能电池封装胶膜(EVA),用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片),透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA易老化发黄,从而影响组件的透光率,从而影响组件的发电质量除了EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是非常大的,如EVA胶连度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起EVA提早老化,影响组件寿命。主要粘结封装发电主体和背板。
3)太阳能电池片,主要作用就是发电,发电主体市场上主流的是晶体硅太阳电池片、薄膜太阳能电池片等,也有异质结电池片等新型电池片在进行推广。晶体硅太阳能电池片的设备成本相对较低,光电转换效率也高,在室外阳光下发电比较适宜,但消耗及电池片成本很高;薄膜太阳能电池,消耗和电池成本很低,弱光效应非常好,在普通灯光下也能发电,但相对设备成本较高。
4)背板,主要作用是密封、绝缘、防水(一般都用TPT、TPE等,材质必须耐老化,大部分组件厂家都是质保25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。)
5)铝合金保护层压件,起一定的密封、支撑作用。
6)接线盒保护整个发电系统,起到电流中转站的作用,如果组件短路接线盒自动断开短路电池串,防止烧坏整个系统接,线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同。
7)硅胶密封作用,用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处,也可以实用双面胶条、泡棉来替代硅胶,国内普遍使用硅胶,工艺简单,方便,易操作,而且成本很低。
双玻组件实例中去除背板铝框组件中所需的背板和铝合金。
其中,所述太阳能电池片优选采用以下任意一种或多种:异质结电池片、多晶硅电池片、非晶硅电池片和单晶硅电池片。按照制作材料分为硅基半导体电池、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体:如CdTe薄膜电池、铜铟镓硒CIGS薄膜电池、染料敏化薄膜电池、有机材料电池等。其中硅基电池又分为单晶电池、多晶电池和非晶硅薄膜电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率,在实验室所研发的硅基太阳能电池中,单晶硅电池效率为25.0%,多晶硅电池效率为20.4%,CIGS薄膜电池效率达19.6%,CdTe薄膜电池效率达16.7%,非晶硅(无定形硅)薄膜电池的效率为10.1%。优选地,所述异质结电池片为非晶硅/单晶硅(a-Si/c-Si)异质结电池片(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer,HJT),HJT电池片是一种利用晶体硅和非晶硅薄膜制成的混合型太阳电池,它具有制备工艺温度低,转换效率高、高温特性好等特点,是一种低价高效电池。其实验室转换效率已达到23%,且理论分析该电池结构的转换效率可以超过25%。
虽然本实用新型是结合以上实施例进行描述的,但本实用新型并不限定于上述实施例,而只受权利要求的限定,本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化,但并不离开本实用新型的实质构思和范围。

Claims (10)

1.一种太阳能电池电极,其特征在于,包括:
至少三条平行且等间隔分布的主栅线(3),以及分别位于各主栅线(3)两侧且以指定角度与相邻主栅线(3)相连的多条细栅线(2),每条主栅线(3)一侧的细栅线(2)平行分布,且每条主栅线(3)一侧的细栅线(2)等间隔分布。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述指定角度的范围为:30°至60°。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述主栅线(3)和所述细栅线(2)的材质为银或铜。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述主栅线(3)和所述细栅线(2)为网版银浆印刷的银线。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述主栅线(3)的宽度为500微米至1200微米。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述细栅线(2)的宽度为20微米至50微米。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池电极,其特征在于,相邻两条细栅线(2)之间的间距为350微米至2150微米。
8.一种太阳能电池,其特征在于,包括数组串联和/或并联的太阳能电池片,所述太阳能电池片包括如权利要求1至7任一项所述的太阳能电池电极。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池片包括以下任意一种:
异质结电池片、多晶硅电池片、非晶硅电池片和单晶硅电池片。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池,其特征在于,所述异质结电池片为非晶硅/单晶硅异质结电池片。
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