CN207367985U - 双面太阳能电池及太阳能电池模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种双面太阳能电池及其所构成的太阳能电池模块。双面太阳能电池包含太阳能电池基板、汇流电极、多个第一指状电极、多个第二指状电极及多个导电垫。汇流电极设置于太阳能电池基板的第一表面且沿第一方向延伸，汇流电极邻近太阳能电池基板的第一侧面。多个第一指状电极设置于太阳能电池基板的第一表面且沿不同于第一方向的第二方向延伸，各第一指状电极的一端连接于汇流电极。多个第二指状电极设置于太阳能电池基板的第二表面且沿第二方向延伸。多个导电垫设置于太阳能电池基板的第二表面且沿第一方向间隔设置，各导电垫连接于至少一第二指状电极的一端，各导电垫邻近太阳能电池基板的第二侧面。
Description
技术领域
本实用新型关于一种太阳能电池，特别是关于一种双面可发电的双面太阳能电池及其所构成的太阳能电池模块。
背景技术
太阳能电池是当前发展最成熟以及应用最广泛的绿色能源技术，为了提高太阳能电池的发电效率以及降低发电成本，各种太阳能电池结构不断被开发出来。太阳能电池大致可分为硅基太阳能电池、化合物半导体太阳能电池及有机太阳能电池等三种，其中又以硅基太阳能电池的技术最为成熟也最为普及，尤其硅单晶太阳能电池的转换效率更是居所有太阳能电池之冠。
目前已发表的具高转换效率的硅晶太阳能电池有异质接面结合本质硅薄膜太阳能电池(HIT,Hetero-junction with Intrinsic Thin Layer)、指叉式背电极太阳能电池(IBC,Interdigitated Back Contact)、双面太阳能电池(Bifacial Solar Cell)、射极钝化及背电极太阳能电池(PERC,Passivated Emitter and Rear Cell)。
此外，传统上还有一种所谓叠瓦式太阳能电池模块，其由多个相互串联的太阳能电池所组成。构成叠瓦式太阳能电池模块的太阳能电池具有二条汇流电极，其中一条位于上表面，另一条位于下表面。只要将其中一个太阳能电池之下表面的汇流电极与另一太阳能电池的上表面的汇流电极通过导电胶相互电性连接，如此依序叠加便可构成叠瓦式太阳能电池。
由于太阳能电池的汇流电极通过银浆烧结而成，对于叠瓦式太阳能电池模块而言，相邻二太阳能电池的二条汇流电极是重叠的。若能减少其中一条汇流电极，将可达到降低成本的功效，同时发电效率也不至于明显下降。然而，若仅是单纯移除其中一条汇流电极，由于导电胶的设计通常仅能和金属材质的汇流电极形成良好的结合，而难以和太阳能电池基板的表面(通常是钝化层)形成良好的结合。因此目前叠瓦式太阳能电池模块的各个太阳能电池的串联，都仍然还是采用导电胶来结合分别位于二太阳能电池的不同表面的汇流电极。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种太阳能电池，包含太阳能电池基板、汇流电极、多个第一指状电极、多个第二指状电极及多个导电垫。太阳能电池基板具有彼此相对的第一表面与第二表面以及彼此相对的第一侧面与第二侧面。汇流电极设置于太阳能电池基板的第一表面且沿一第一方向延伸，汇流电极邻近太阳能电池基板的第一侧面。多个第一指状电极设置于太阳能电池基板的第一表面且沿不同于第一方向的一第二方向延伸，各第一指状电极的一端连接于汇流电极。多个第二指状电极设置于太阳能电池基板的第二表面且沿第二方向延伸。多个导电垫设置于太阳能电池基板的第二表面且沿第一方向相对于第二指状电极间隔地设置。各导电垫连接于与其相对的第二指状电极的一端，且各导电垫邻近太阳能电池基板的第二侧面。
于本实用新型之一实施例中，至少一导电垫连接于二个以上的第二指状电极的一端。
于本实用新型之一实施例中，至少一导电垫的尺寸大于其他各导电垫的尺寸。
于本实用新型之一实施例中，至少一第二指状电极的二端均为自由端。
于本实用新型之一实施例中，二端均为自由端的第二指状电极彼此不相邻。
于本实用新型之一实施例中，第二指状电极连接于导电垫之处形成有一扩大部。
于本实用新型之一实施例中，更包含多个垂直电极，设置于太阳能电池基板的第二表面，各垂直电极的二端分别连接于相邻的二第二指状电极。
于本实用新型之一实施例中，所述垂直电极更设置于太阳能电池基板的第一表面，设置于第一表面的各垂直电极的二端分别连接于相邻的二第一指状电极。
于本实用新型之一实施例中，前述第一方向垂直于第二方向。
本实用新型还提出一种太阳能电池模块，包含多个前述的双面太阳能电池，于二相邻的双面太阳能电池中，其中一双面太阳能电池的汇流电极贴覆于另一双面太阳能电池的各个导电垫上而相互构成串联。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图。
图2为本实用新型第一实施例的太阳能电池的另一表面的示意图。
图3为本实用新型的叠瓦式太阳能电池模块的组合示意图。
图4为本实用新型的叠瓦式太阳能电池模块的组合图。
图5a为本实用新型的叠瓦式太阳能电池模块的侧视图。
图5b为图5a的局部区域P1的放大图。
图6为本实用新型第二实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图。
图7为本实用新型第三实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图。
图8为本实用新型第四实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图。
图9为本实用新型第五实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图。
图10为本实用新型第五实施例的太阳能电池的另一表面的示意图。
图11为本实用新型第六实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图。
图12为本实用新型第六实施例的太阳能电池的另一表面的示意图。
图13为本实用新型第一实施例的太阳能电池的第二表面的平面示意图。
图14为图13的局部区域P2的放大图(一)。
图15为图13的局部区域P2的放大图(二)。
图16为图13的局部区域P2的放大图(三)。
图17为图13的局部区域P2的放大图(四)。
图18为图13的局部区域P2的放大图(五)。
图19为图13的局部区域P2的放大图(六)。
图20为图13的局部区域P2的放大图(七)。
其中附图标记为：
100叠瓦式太阳能电池模块 10、10a、10b太阳能电池
11太阳能电池基板 111第一表面
112第二表面 113第一侧面
114第二侧面 12汇流电极
13第一指状电极 14第二指状电极
15导电垫 19导电胶
20太阳能电池 251导电垫
252导电垫 30太阳能电池
351导电垫 352导电垫
353导电垫 40太阳能电池
50太阳能电池 56垂直电极
57垂直电极 60太阳能电池
66垂直电极 67垂直电极
75扩大部
具体实施方式
请参照图1与图2，分别为本实用新型第一实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图与另一表面的示意图，其绘示出一双面可发电的太阳能电池10，其包含太阳能电池基板11、汇流电极12、多个第一指状电极13、多个第二指状电极14及多个导电垫15。其中太阳能电池基板11具有彼此相对的第一表面111与第二表面112以及彼此相对的第一侧面113与第二侧面114。如图1所示，汇流电极12设置于太阳能电池基板11的第一表面111且沿一第一方向(例如图中的Y轴方向，以下统称Y轴方向)延伸，汇流电极12邻近太阳能电池基板11的第一侧面113。多个第一指状电极13设置于太阳能电池基板12的第一表面且沿不同于Y轴方向的一第二方向(例如图中的X轴方向，以下统称X轴方向，本实施例的X轴方向垂直于Y轴方向)延伸，其中各第一指状电极13的一端连接于汇流电极12。在本实施例中，所谓“汇流电极12邻近太阳能电池基板11的第一侧面113”主要是限制汇流电极12并非位于第一表面111的中央，并非意图限制汇流电极12与第一侧面113之间不能有其他组件存在，例如第一指状电极13也可以部份延伸至汇流电极12与第一侧面113之间。此外，汇流电极12的图案并不限于直线带状，也可以如中国台湾新型专利M539701号所记载的汇流电极般，包含有镂空区或者是由多个相互间隔的岛状电极所构成。
如图2所示，多个第二指状电极14设置于太阳能电池基板11的第二表面112且沿X轴方向延伸。多个导电垫15设置于太阳能电池基板11的第二表面112且沿Y轴方向间隔设置。如图所示，各个导电垫15连接于一第二指状电极 14的一端，各导电垫15邻近太阳能电池基板11的第二侧面114。在本实施例中，所谓「各导电垫15邻近太阳能电池基板11的第二侧面114」主要是限制汇流电极12并非位于第二表面112的中央，并非意图限制各导电垫15与第二侧面114之间不能有其他组件存在，例如第二指状电极14也可以部份延伸至所连接的导电垫15与第二侧面114之间。
请参照图3至图5b，分别为本实用新型的叠瓦式太阳能电池模块的组合示意图、组合图、侧视图及图5a的局部区域P1的放大图，其绘示出二片第一实施例的太阳能电池10a及10b相互组合的态样。太阳能电池10a位于第二表面112的各个导电垫15对准另一太阳能电池10b位于第一表面111的汇流电极12，且汇流电极12及/或导电垫15的表面可以涂覆有导电胶19。接着将太阳能电池10a的导电垫15迭合于太阳能电池10b的汇流电极12上，使太阳能电池10a的导电垫15与太阳能电池10b的汇流电极12通过导电胶19彼此电性连接，如图5b所示，如此即可令太阳能电池10a与10b两者相互串联而构成叠合式太阳能电池模块100。当然，本领域的技术人员可依照上面所述的组装方式以及根据具体应用场合，进一步串联更多的太阳能电池而构成具有不同发电功率的叠合式太阳能电池模块。
相较于传统用于叠瓦式太阳能电池模块的太阳能电池，第一实施例的太阳能电池10的其中一表面(第二表面112)并没有设置汇流电极，而是在原本设置汇流电极的位置改成设置多个个别和第二指状电极14的一端相连接的导电垫15，藉此可省下原先用以在第二表面112形成汇流电极的银浆，进而降低太阳能电池的生产成本。此外，纵使第二表面112的导电垫15的材质同样选择银浆，由于导电垫15是彼此间隔设置，因此相较于形成整条连续的汇流电极来说，同样可以达到节省银浆用量进而降低太阳能电池生产成本的目的。
请参照图6，为本实用新型第二实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图，其绘示出一太阳能电池20，其与第一实施例的太阳能电池10的主要差异在于导电垫的配置方式。在第二实施例中，至少一个导电垫251(图式中为六个)同时连接于二个以上的第二指状电极14的一端，同时有至少一个导电垫252(图式中为三个)仅连接于一个第二指状电极14的一端。
请参照图7，为本实用新型第三实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图，其绘示出一太阳能电池30，其与第一实施例的太阳能电池10的主要差异 在于导电垫的配置方式。在第三实施例中，至少一个导电垫351(图式中为二个)同时连接于三个第二指状电极14的一端；至少一个导电垫352(图式中为二个)同时连接于二个第二指状电极14的一端；至少一个导电垫353(图式中为五个)仅连接于一个第二指状电极14的一端。此外如图7所示，导电垫351的尺寸大于导电垫352的尺寸，导电垫352的尺寸又大于导电垫353的尺寸。
请参照图8，为本实用新型第四实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图，其绘示出一太阳能电池40，其与第一实施例的太阳能电池10的主要差异同样在于导电垫的配置方式。在第四实施例中，至少一第二指状电极14的二端均为自由端，也就是没有连接任何的导电垫15。此外，当本实施例包含有多个二端均为自由端的第二指状电极14时，所述二端均为自由端的第二指状电极14彼此不相邻，也就是彼此之间存在至少一条其中一端连接有导电垫15的第二指状电极14。
请参照图9与图10，分别为本实用新型第五实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图与另一表面的示意图，其绘示出一太阳能电池50。第五实施例与第一实施例的主要差异在于更包含第二表面112更设置有多个垂直电极56，各个垂直电极56的二端分别连接于相邻的二个第二指状电极14。如此一来，倘若第二指状电极14有断线的情况，断线处的载子仍可沿着垂直电极56移动到邻近的第二指状电极14而被收集利用。此外，在形成太阳能电池模块100时，倘若某个导电垫15没有和相对应的汇流电极电性连接导致局部短路，发生短路的导电垫15所连接的第二指状电极14附近的载子同样也可以沿着垂直电极56移动到最近的第二指状电极14而被收集利用，不会因为单一导电垫15连接不良就导致整体发电效率显著下降。在本实施例中，相邻二个垂直电极56彼此沿Y轴方向的间距可以是恰好等于相邻二个第二指状电极14彼此沿Y轴方向的间距。
承上，如图10所示，本实施例还可以选择性地进一步在第一表面111也设置多个垂直电极57，各个垂直电极57的二端分别连接于相邻的二个第一指状电极13。如此一来，倘若第一指状电极13有断线的情况，断线处的载子仍可沿着垂直电极57移动到邻近的第一指状电极13而被收集利用。
请参照图11与图12，分别为本实用新型第六实施例的太阳能电池的其中一表面的示意图与另一表面的示意图，其绘示出一太阳能电池60。如图11所 示，本实施例与第五实施例的其中一个主要差异在于第二表面112更设置有一个垂直电极66，垂直电极66的二端分别连接于沿Y轴方向最靠近太阳能电池60边缘的二个第二指状电极14。如此一来，倘若第二指状电极14有断线的情况，无论断线发生在何处，断线处的载子均可沿着垂直电极66移动到最近的第二指状电极14而仍可以被收集利用。同样地，在形成太阳能电池模块100时，倘若某个导电垫15没有和相对应的汇流电极电性连接导致局部短路，发生短路的导电垫15所连接的第二指状电极14附近的载子同样也可以沿着垂直电极66移动到最近的第二指状电极14而被收集利用，不会因为单一导电垫15连接不良就导致整体发电效率显著下降。
此外，如图12所示，太阳能电池60的第一表面111也可以进一步设置一个垂直电极67，垂直电极67的二端分别连接于沿Y轴方向最靠近太阳能电池60边缘的二个第一指状电极13。如前述，倘若第一指状电极13有断线的情况，无论断线发生在何处，断线处的载子均可沿着垂直电极67移动到邻近的第一指状电极13而被收集利用。
请参照图13与图14，分别为本实用新型第一实施例的太阳能电池的第二表面的平面示意图以及图13的局部区域P2的放大图(一)。为了确保导电垫15与第二指状电极14之间的电性连接，可刻意让第二指状电极14与导电垫15二者之间有相互重叠，如图14所示。
请参照图15与图16，分别为图13的局部区域P2的放大图(二)、(三)，其绘示出另一种确保导电垫15与第二指状电极14之间的电性连接的方式。如图15所示，第二指状电极14连接于导电垫15之处形成有一扩大部75，且导电垫15与扩大部75二者之间相互重叠，如图16所示，如此即可确保导电垫15与第二指状电极14之间不易发生断路的情况。此外，扩大部75可以如图17与图18所示有二个，分别位于导电垫15的二侧，且导电垫15与二扩大部75之间同样都有局部相互重叠。再如图19与图20所示，扩大部75也可以是呈方框状(取决于导电垫15的几何形状)，除非导电垫15在形成的过程中与扩大部75之间发生严重偏移，否则导电垫15与扩大部75之间必然会有相互重叠的部分，此可更加确保导电垫15与第二指状电极14之间不易发生断路的情况。上述扩大部75的材质一般来说与第二指状电极14相同(例如通过铝浆烧结而成)，且可以和第一指状电极14于同一道工艺中一起形成。
上述各实施例的共通特性在于让用来形成叠瓦式太阳能电池模块的太阳能电池的其中一表面的汇流电极改以导电垫来取代，藉此达到节省银浆进而降低太阳能电池的生产成本。
本实用新型的技术内容已以数个实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型的精神所做些许的更动与润饰，皆应涵盖于本实用新型的范畴内，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种双面太阳能电池，其特征在于，包含：
一太阳能电池基板，具有彼此相对的一第一表面与一第二表面以及彼此相对的一第一侧面与一第二侧面；
一汇流电极，设置于该第一表面且沿一第一方向延伸，该汇流电极邻近该太阳能电池基板的该第一侧面；
多个第一指状电极，设置于该第一表面且沿不同于该第一方向的一第二方向延伸，各该第一指状电极的一端连接于该汇流电极；
多个第二指状电极，设置于该第二表面且沿该第二方向延伸；及
多个导电垫，设置于该第二表面且沿该第一方向相对于该些第二指状电极间隔地设置，各该导电垫连接于与其相对的该第二指状电极的一端，该些导电垫邻近该太阳能电池基板的该第二侧面。
2.如权利要求1所述的双面太阳能电池，其特征在于，至少一该导电垫连接于二以上的该第二指状电极的一端。
3.如权利要求2所述的双面太阳能电池，其特征在于，至少一该导电垫的尺寸大于其他各该导电垫的尺寸。
4.如权利要求1所述的双面太阳能电池，其特征在于，至少一该第二指状电极的二端均为自由端。
5.如权利要求4所述的双面太阳能电池，其特征在于，二端均为自由端的第二指状电极彼此不相邻。
6.如权利要求1所述的双面太阳能电池，其特征在于，该第二指状电极连接于该导电垫之处形成有一扩大部。
7.如权利要求1至6任一项所述的双面太阳能电池，其特征在于，更包含多个垂直电极，设置于该第二表面，各该垂直电极的二端分别连接于相邻的二该第二指状电极。
8.如权利要求7所述的双面太阳能电池，其特征在于，该些垂直电极更设置于该第一表面，设置于该第一表面的各该垂直电极的二端分别连接于相邻的二该第一指状电极。
9.如权利要求8所述的双面太阳能电池，其特征在于，该第一方向垂直于该第二方向。
10.一种太阳能电池模块，其特征在于，包含多个如权利要求1至9任一项所述的双面太阳能电池，于二相邻的该双面太阳能电池中，其中一该双面太阳能电池的该汇流电极与另一该双面太阳能电池的该些导电垫上相互重叠连接而构成串联。
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