CN208271914U - 一种太阳能电池片电极结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池片电极结构，该电极结构包含由多个点状电流导出单元构成的第一阵列式电极图形和由多个线状导线构成的第二阵列式电极图形，并且每个所述点状电流导出单元与两个以上所述线状导线连接；该电极结构不再使用主栅线，从而可以降低电极制作的银浆消耗量，并优化了电流的传输路径，显著降低了断栅的影响，从而提高产品的效率和质量。

Description

一种太阳能电池片电极结构

技术领域

本实用新型属于太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能电池片电极结构。

背景技术

光伏技术是一门利用大面积的p-n结二极管将太阳能转化为电能的技术。这个p-n结二极管叫做太阳能电池。制作太阳能电池的半导体材料都具有一定的禁带宽度，当太阳能电池受到太阳辐射时，能量超过禁带宽度的光子在太阳电池中产生电子空穴对，p-n结将电子空穴对分离，p-n结的非对称性决定了不同类型的光生载流子的流动方向，通过外部电路连接可以向外输出功率。这跟普通的电化学电池原理类似。

现在的电池片制作工艺中，受光面电极设计一般采用主栅加辅栅的H型版图设计，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，其受光面电极由数根主栅4以及多个垂直于主栅4的辅栅5组成。硅基体内的电子或空穴被副栅5收集并传输给主栅4。目前主流的主栅根数有3根、4根、5根，此外近年来又出现了大于10根主栅的多主栅设计，但是依旧未脱离H型版图的结构。

尽管H型版图随着主栅12数目的增加和主栅间距降低可以缩短了电流传输路径，降低了功率损耗。但是H型版图的电极排布却并非最佳传输路径。此外，随着印刷导电浆料的减少，出现副栅断栅现象的可能性大大增加，则光电流难以汇聚收集到主栅，影响到产品效率和质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池片电极结构，该电极结构不再使用主栅线，从而可以降低电极制作的银浆消耗量，优化电流的传输路径，显著降低断栅的影响，从而提高产品的效率和质量。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种太阳能电池片电极结构，该电极结构包含由多个点状电流导出单元构成的第一阵列式电极图形和由多个线状导线构成的第二阵列式电极图形，并且每个所述点状电流导出单元与两个以上所述线状导线连接；

所述电流导出单元的形状为：

(a)直径为0.1mm～5mm的圆形；

(b)长和宽分别为0.1mm～5mm与0.1mm～5mm的矩形；

(c)面积为0.01mm²～30mm²的除(a)和(b)之外的任何形状的图形；

(d)(a)、(b)、和(c)中图形的任意组合；

(e)(a)、(b)、(c)和(d)中的图形与若干条线型栅线的组合。

本实用新型所述第一阵列式电极图形中的电流导出单元的列数优选为5～20列，数量优选为16～400个。

本实用新型电流导出单元的间距优选不大于32mm，同一列中相邻两电流导出单元之间的间距优选不大于40mm。

本实用新型所述由多个线状导线构成的第二阵列式电极图形的形状优选为：

(A)凸多边形单元组成的图形；

(B)平行栅线以及与平行栅线相交的栅线组成的图形；

(C)发散型的栅线群组成的图形；

(D)(A)、(B)和(C)中的任意几种组成的图形。

本实用新型所述凸多边形单元的边长优选为0.5mm～5mm。

本实用新型所述平行栅线中相邻两栅线的间距优选为0.5mm～5mm。

本实用新型所述线状导线的线宽优选为10μm～1000μm。

本实用新型所述电极结构可以设置在所述电池片的正面和/或背面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：本实用新型中的太阳能电池片电极结构包含第一阵列式电极图形和第二阵列式电极图形，第一阵列式电极图形的排布更加均匀，第二阵列式电极图形也进行了形状的优化，相比传统的H型版图，省去了主栅浆料，优化了电流的传输路径，降低了横向电阻和线电阻的影响，使用更少的银浆达到更好的电流收集效果，显著降低了断栅的影响，可以印刷更细的栅线，总之，可以在降低太阳能电池银浆成本的同时，得到更高短路电流、更高开路电压、更高填充因子的更高效率和更高质量的太阳能电池片和光伏组件。

附图说明

图1是现有电池的电极示意图；

图2是实施例1中第一阵列式电极图形的排布示意图；

图3是图2中的第一阵列式电极图形的局部放大示意图；

图4是实施例1中的一种由第一阵列式电极图形和第二阵列式电极图形(由多边形单元构成)组成的太阳能电池片电极结构的结构示意图；

图5是图4的局部放大示意图；

图6是实施例2中的一种由第一阵列式电极图形和第二阵列式电极图形(由平行栅线以及与平行栅线相交的栅线构成)组成的太阳能电池片电极结构的结构示意图；

图7是图6的局部放大示意图；

图8是实施例3中的一种太阳能电池片电极结构的结构示意图；

图9是实施例4中一种由第一阵列式电极图形和第一阵列式电极图形(由发散型的栅线群构成)组成的太阳能电池片电极结构的局部结构示意图；

其中：1、第一阵列式电极图形；2、第二阵列式电极图形；3、电池片；4、主栅；5、辅栅；11、电流导出单元；21、线状导线；22、凸多边形单元；23、平行栅线；24、栅线；25、发散型的栅线群。

具体实施方式

以下结合附图列举具体实施例对本实用新型进行说明：

实施例1

如图2-5所示，本实施例提供的太阳能电池片电极结构，该电极结构包含由多个点状电流导出单元11构成的第一阵列式电极图形1和由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2，并且每个点状电流导出单元11与两个以上线状导线21连接。

如图2-3所示，电流导出单元11的形状为：长和宽分别为0.1mm～5mm与0.1mm～5mm的矩形。

如图2所示，在第一方向上(图中箭头所示的方向)，第一阵列式电极图形中的电流导出单元的列数为12列，数量为138个。

如图3所示，相邻两列电流导出单元的间距D1为12.4mm，同一列中相邻两电流导出单元之间的间距D2为10～20mm。

如图5所示，由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2的形状为凸多边形单元22组成的图形，具体为六边形图形，其边长L₃为2～4mm，线宽度W₁为20～60μm。

电池背面使用与普通12根主栅电池相似的电极结构。

其具体为P型PERC电池的无主栅的太阳能电池片电极结构，电池片3正面采用如图4所示的电极结构，局部放大示意图如图5所示。

采用本实施例的太阳能电池片电极结构的电池正面银浆耗量为50mg，比12根主栅的常规多主栅电池正面银浆耗量降低了30mg，比5根主栅的常规电池正面银浆耗量降低了60mg。由该电池制作的60片电池组件功率达到了310W，比使用12根主栅的常规多主栅电池制作的组件功率高5W，比使用5根主栅常规电池制作的组件功率高13W。

实施例2

如图6-7所示，本实施例提供的太阳能电池片电极结构，该电极结构包含由多个点状电流导出单元11构成的第一阵列式电极图形1和由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2，并且每个点状电流导出单元11与两个以上线状导线21连接。

如图6所示，电流导出单元11的形状为：长和宽分别为0.1mm～1.2mm和0.1mm～1.2mm的矩形。

如图6所示，第一阵列式电极图形中的电流导出单元的列数为12列，奇数列每列有10个，偶数列每列有11个，数量总计为126个。

相邻两列电流导出单元的间距为12.4mm，同一列中相邻两电流导出单元之间的间距为10～20mm。

如图6所示，由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2的形状为：由平行栅线23以及与平行栅线23相交的栅线24组成的图形。

如图7所示，平行栅线23的线宽W2为20～60μm，线间距P1为1.5～1.7mm，与平行栅线相交的栅线24的线宽W3为60～200μm。

该电池片3的正面和背面均采用如图6所示的电极结构，局部放大示意图如图7所示。

采用本实施例的太阳能电池片电极结构的电池正面银浆耗量和背面银浆耗量均为60mg，比5根主栅N型双面电池的银浆总耗量降低了150mg。由该电池制作的60片电池组件功率达到了315W，比使用5根主栅的N型双面电池制作的组件功率高10W，比使用5根主栅P型PERC电池制作的组件功率高18W。

实施例3

如图8所示，本实施例提供的太阳能电池片电极结构，该电极结构包含由多个点状电流导出单元11构成的第一阵列式电极图形1和由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2，并且每个点状电流导出单元11与两个以上线状导线21连接。

如图8所示，电流导出单元11的形状为：长和宽分别为0.1mm～1.2mm和0.1mm～1.2mm的矩形。

如图8所示，第一阵列式电极图形中的电流导出单元的列数为12列，奇数列每列有10个，偶数列每列有11个，数量总计为126个。

相邻两列电流导出单元的间距为12.4mm，同一列中相邻两电流导出单元之间的间距为10～20mm。

如图8所示，由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2的形状为：由平行栅线23以及与平行栅线23相交的栅线24组成的图形。

平行栅线23的线宽为20～60μm，线间距为1.5～1.7mm，与平行栅线23相交的栅线24的线宽为60～200μm。

其具体为N型双面电池的太阳能电池片电极结构，该电池片3正面和背面均采用如图8所示的电极结构。

采用本实施例的太阳能电池片电极结构的电池正面银浆耗量和背面银浆耗量均为55mg，比5根主栅N型双面电池的银浆总耗量降低了160mg。由该电池制作的60片电池组件功率达到了315W，比使用5根主栅的N型双面电池制作的组件功率高10W，比使用5根主栅P型PERC电池制作的组件功率高18W。

实施例4

与实施例3不同的是，如图9所示，由多个线状导线21构成的第二阵列式电极图形2的形状为发散型的栅线群25组成的图形。

上面列举一部分具体实施例对本实用新型进行说明，有必要在此指出的是以上具体实施例只用于对本实用新型作进一步说明，不代表对本实用新型保护范围的限制。其他人根据本实用新型做出的一些非本质的修改和调整仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种太阳能电池片电极结构，其特征在于，该电极结构包含由多个点状电流导出单元（11）构成的第一阵列式电极图形（1）和由多个线状导线（21）构成的第二阵列式电极图形（2），并且每个所述点状电流导出单元（11）与两个以上所述线状导线（21）连接；

所述电流导出单元（11）的形状为：

（a）直径为0.1mm~5mm的圆形；

（b）长和宽分别为0.1mm~5mm与0.1mm~5mm的矩形；

（c）面积为0.01mm²~30mm²的除（a）和（b）之外的任何形状的图形；

（d）（a）、（b）、和（c）中图形的任意组合；

（e）（a）、（b）、（c）和（d）中的图形与若干条线型栅线的组合。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，所述第一阵列式电极图形中的电流导出单元的列数为5~20列，数量为16~400个。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，相邻两列电流导出单元的间距不大于32mm，同一列中相邻两电流导出单元之间的间距不大于40mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，所述由多个线状导线（21）构成的第二阵列式电极图形（2）的形状为：

（A）凸多边形单元（22）组成的图形；

（B）平行栅线（23）以及与平行栅线（23）相交的栅线（24）组成的图形；

（C）发散型的栅线群（25）组成的图形；

（D）（A）、（B）和（C）中的任意几种组成的图形。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，所述凸多边形单元（22）的边长为0.5mm~5mm。

6.根据权利要求4所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，所述平行栅线（23）中相邻两栅线的间距为0.5mm~5mm。

7.根据权利要求4所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，所述线状导线（21）的线宽为10μm~1000μm。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池片电极结构，其特征在于，所述电极结构设置在所述电池片（3）的正面和/或背面。