CN209561418U - 一种多晶太阳能电池片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种多晶太阳能电池片。其依次包括正面电极、减反射膜、N型半导体、PN结、P型半导体以及背面电极，所述正面电极包括至少两根相互平行的主栅和若干细栅，所述细栅为由若干正六边形栅线框和不完整六边形栅线框组成栅线网，所述栅线网中、中心点在同一直线上且相连的正六边形栅线框的侧边线依次连接组成折线部，所述主栅呈折线状、并设置于所述折线部。该电池片结构简单，成本低廉，且具有优异的电池转化效率。

Description

一种多晶太阳能电池片

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种多晶太阳能电池片。

背景技术

在现阶段能源问题日益严峻，传统能源储量下降和带来的环境问题越来越制约经济的发展，从而导致新能源产业迅猛发展。在这样的大背景下光伏产业作为新能源产业的中坚力量，快速在我国遍地开花。但是，长期以来光伏产业的尖端技术和工艺大部分被国外企业所垄断，况且光伏行业又面临越来越激烈的竞争，这就要求我们国内企业必须搞自主研发，提升国内光伏企业的竞争力。

在各种太阳能电池中，晶硅太阳能电池因其可靠性高、寿命长、能承受各种环境变化等优点成为太阳能电池的主要品种。太阳电池产业化所面临的主要问题之一是如何在保证电池高转换效率前提下降低生产成本。在影响效率的因素中，栅线是其中一个关键因素。硅太阳能表面的栅线设计是为了最大限度的收集光电流，并尽可能的降低串联电阻，这就意味着栅线应越密越粗越好，然而这必然减少了硅电池的受光面积。因此栅线的设计应是受光面积与收集光电流及降低串联电阻之间的折中。虽然现在有通过将栅线做的很高和很窄的截面积来降低串联电阻，但这样增加了浆料的使用量，增加制造成本。

申请号为CN201010620839.7的专利文件公开了这样一种高传输率低遮光面积的太阳能电池片，其太阳能电池片的正电极包括细栅线和主栅线，细栅线由正六边形栅线和不完整六边形栅线组成，所有正六边形栅线和不完整六边形栅线彼此相连，所述的正六边形栅线的线宽为75um，边长为2.76mm，中心距离为4.78mm，所述的正电极设置主栅线的数量为两根，主栅线的宽度为1.8mm，两根主栅线之间的间距为84mm。

该发明中采用直线型的主栅设计，由于其与折线形的细栅的不匹配性，主栅仍会遮盖一部分受光面积，依旧存在着遮光面积较大的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决上述问题，提供一种高转换效率、低成本的多晶太阳能电池片。

本实用新型解决问题的技术方案是，提供一种多晶太阳能电池片，依次包括正面电极、减反射膜、N型半导体、PN结、P型半导体以及背面电极，所述正面电极包括至少两根相互平行的主栅和若干细栅，所述细栅为由若干正六边形栅线框和不完整六边形栅线框组成栅线网，所述栅线网中、中心点在同一直线上且相连的正六边形栅线框的侧边线依次连接组成折线部，所述主栅呈折线状、并设置于所述折线部。

优选地，所述主栅和细栅的连接处设有节点，所述节点设有通孔，所述背面电极的正电极连接点通过设置于通孔的导电浆料与节点连接。

优选地，所述减反射膜未被细栅遮盖的部分向内凹陷形成聚光槽。

优选地，所述主栅的线宽由中间向两端逐渐减小，所述主栅的端部两侧设有锯齿状的辅助部。

优选地，所述N型半导体、P型半导体的尺寸均为157mm×157mm。

优选地，所述PN结结深0.15-0.3μm。

优选地，所述主栅的数量为4-5条。

优选地，相邻两根主栅线之间间距为22-28mm。

优选地，所述P型半导体包括设置所述背面电极的覆盖面和未设有背面电极的裸露面，所述裸露面和所述背面电极覆有连续的P型非晶硅膜。

本实用新型的有益效果：

1.细栅采用蜂窝状的栅线网结构，通过拓扑原理增加电子的传输速度的同时还留出了大量的受光面积；同时将主栅设计为与细栅部分匹配的折线状，提高了收集来自于细栅电流的效率且不影响原有受光面积。这种成本节约型的印刷图形设计使得正面电极的银浆整体用量降低10%，降低了生产成本，减少因栅线而遮挡的受光面积，提高了光电转换能力。

2.采用大尺寸（157mm*157mm）多晶硅太阳能电池片，既能增大电池有效受光面积且显著增大电阻损失影响填充因子，又能降低单片电池银浆耗量，从而使得转换效率提升和生产成本降低，提升企业的市场竞争力。

3.通过优化设计PN结的结深，使得显著减低太阳能电池片表面的少数载流子的复合速度，提高短波段的光谱响应。

附图说明

图1是一种多晶太阳能电池片的结构示意图；

图2是一种多晶太阳能电池片正面电极的结构示意图；

图3是一种多晶太阳能电池片正面电极A处的局部放大图；

图中： 正面电极1，主栅11，辅助部11a，细栅12，节点13，减反射膜2，聚光槽21，N型半导体3，PN结4，P型半导体5，背面电极6，P型非晶硅膜7。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施方式，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

一种多晶太阳能电池片，如图1所示，依次包括正面电极1、减反射膜2、N型半导体3、PN结4、P型半导体5以及背面电极6。

其中，N型半导体3、P型半导体5的尺寸均为157mm×157mm，在不增加制作成本的基础上，提高电池片的发电能力，匹配其它工艺进一步的发挥大面积硅片的发电优势。

如图2所示，正面电极1包括相互平行的主栅11和若干细栅12，细栅12为由若干正六边形栅线框和不完整六边形栅线框组成栅线网，栅线网中、中心点在同一直线上且相连的正六边形栅线框的侧边线依次连接组成折线部，主栅11呈折线状、并设置于折线部。主栅11的数量可以为4-5条，且相邻两根主栅11线之间间距为22-28mm。

细栅12采用蜂窝状的栅线网结构，通过拓扑原理增加电子的传输速度的同时还留出了大量的受光面积；同时将主栅11设计为与细栅12部分匹配的折线状，提高了收集来自于细栅11电流的效率且不影响原有受光面积。这种成本节约型的印刷图形设计使得正面电极1的银浆整体用量降低10%，降低了生产成本，减少因栅线而遮挡的受光面积，提高了光电转换能力。

主栅11和细栅12的连接处还设有节点13，节点13设有通孔，背面电极6的正电极连接点通过设置于通孔的导电浆料与节点13连接，以减少栅线的印刷，进一步增大电池片的有效受光面积。

为了增加受光面积还可以从受光面出发进行设计，即可以使减反射膜2未被细栅12遮盖的部分向内凹陷形成聚光槽21。

此外，如图3所示，主栅11的线宽由中间向两端逐渐减小，主栅11的端部两侧设有锯齿状的辅助部11a，可增加电池片两端的工作面积，同时使得主栅11的两端不容易被剥离。

又由于结深越浅，短波光电转换效率越高，但是结深太浅，增加了工艺难度，大大增加生产成本和能耗，为了显著减低太阳能电池片表面的少数载流子的复合速度，提高短波段的光谱响应，本实施例中，PN结4结深0.15-0.3μm。

进一步地，P型半导体5包括设置背面电极6的覆盖面和未设有背面电极的裸露面，裸露面和背面电极覆有连续的P型非晶硅膜7。这种沉积在P型半导体5的非晶硅薄膜与多晶硅的禁带宽度不同，形成了同型P-P异质结，利用异质结的“窗口效应”能进一步提高太阳能电池对光的吸收效率。

本实施例的多晶电池片具有如下优异指标：开路电压（Uoc）：≥0.634V；短路电流（Isc）：≥9.0A；填充因子（FF）：≥80%；转换效率：≥18.8%。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种多晶太阳能电池片，依次包括正面电极（1）、减反射膜（2）、N型半导体（3）、PN结（4）、P型半导体（5）以及背面电极（6），其特征在于：所述正面电极（1）包括至少两根相互平行的主栅（11）和若干细栅（12），所述细栅（12）为由若干正六边形栅线框和不完整六边形栅线框组成栅线网，所述栅线网中、中心点在同一直线上且相连的正六边形栅线框的侧边线依次连接组成折线部，所述主栅（11）呈折线状、并设置于所述折线部。

2.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述主栅（11）和细栅（12）的连接处设有节点（13），所述节点（13）设有通孔，所述背面电极（6）的正电极连接点通过设置于通孔的导电浆料与节点（13）连接。

3.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述减反射膜（2）未被细栅遮盖的部分向内凹陷形成聚光槽（21）。

4.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述主栅（11）的线宽由中间向两端逐渐减小，所述主栅（11）的端部两侧设有锯齿状的辅助部（11a）。

5.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述N型半导体（3）、P型半导体（5）的尺寸均为157mm×157mm。

6.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述PN结（4）结深0.15-0.3μm。

7.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述主栅（11）的数量为4-5条。

8.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：相邻两根主栅（11）线之间间距为22-28mm。

9.根据权利要求1所述的一种多晶太阳能电池片，其特征在于：所述P型半导体（5）包括设置所述背面电极（6）的覆盖面和未设有背面电极的裸露面，所述裸露面和所述背面电极覆有连续的P型非晶硅膜（7）。