CN209708990U - 太阳能电池单元、电池片及组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能电池单元、电池片及组件，基于本实用新型中所涉及太阳能电池单元的结构，能够有效降低金属化电极对半导体基板表面的遮光面积，优化太阳能电池片的电池效率；此外，在后期太阳能电池组件组装过程中，金属化电极主栅线上的焊盘可作为电池单元与焊带焊接的连接点，本实用新型中焊盘的配置方式能够使得焊带与电池单元之间具有更好的连接强度。
Description
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单元、用以制作该电池单元的太阳能电池片、以及由该电池单元组装的太阳能电池组件。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。
在太阳能电池单元制作过程中，相对常规2-3根主栅线的太阳能电池单元，适当增加主栅线能够在一定程度上提高电池效率。具体参考图1所示，其展示了一种具有5根主栅线的太阳能电池单元100，该太阳能电池单元100包括半导体基板10以及设置于半导体基板10表面的电池电极，电池电极具有5根主栅线11及若干相对主栅线11垂直的副栅线12，其中，结合图2所示，每一主栅线11由若干布满浆料的实心段111及若干内部镂空的空心段112交替连接成型。如图中所示，实心段111与空心段112交替连接的方式在一定程度上能够降低电池电极对半导体基板表面的遮光面积；而5根主栅线相对常规2-3根主栅线可以使副栅线电流的传输长度更短，使得副栅上的电阻功率损失减小。如此使得具有图1、图2所示电极结构的太阳能电池单元100相对常规2-3根主栅线的太阳能电池单元具有更高的电池效率。
然在实际应用过程中，随着主栅线数量的进一步增加，例如将主栅线增加至9根，即使采用图1、图2中所示的电池电极结构，电池电极还是会对半导体基板表面形成较大面积的遮挡，如此会限制太阳能电池单元效率的进一步提升。
此外，在太阳能电池单元后期组装成电池组件的过程中，电池电极的主栅线还需要与焊带之间形成焊接关系，在电池电极设计过程中若将主栅线设计得过细，将无法保证组件组装过程中电池单元与焊带之间的焊接强度。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种太阳能电池单元，其具体设计方式如下。
一种太阳能电池单元，包括半导体基板和形成在半导体基板表面的金属化电极，所述金属化电极包括若干主栅线以及与所述主栅线连接的副栅线，每一所述主栅线上间隔分布有若干焊盘，在主栅线中间位置指向主栅线末端的方向上，所述焊盘的面积逐渐增大。
进一步，在所述主栅线中间位置的每一侧，在主栅线中间位置指向主栅线末端的方向上，相邻两所述焊盘之间的间距逐渐减小。
进一步，所述金属化电极的主栅线数量大于5。
进一步，所述主栅线的宽度尺寸范围为0.1-2mm，所述焊盘于所述副栅线延伸方向上的宽度尺寸范围为0.2-3mm,所述焊盘于所述主栅线延伸方向上的长度尺寸范围为0.2-3mm。
进一步，在主栅线中间位置指向主栅线末端的方向上，所述焊盘在主栅线延伸方向上的尺寸和在主栅线宽度方向上的尺寸逐渐增大。
进一步，若干所述主栅线中，外侧所述主栅线上焊盘的分布数量不少于中间所述主栅线上焊盘的分布数量。
进一步，所述太阳能电池单元为双面电池，所述半导体基板的两表面均设置有所述金属化电极。
进一步，所述半导体基板一表面上焊盘在所述半导体基板上的投影与另一表面上焊盘在所述半导体基板上的投影至少部分位置重叠。
本实用新型还提供了一种太阳能电池片，该太阳能电池片可用于切割形成如以上所述的太阳能电池单元，其包括至少两块如以上所述的太阳能电池单元，所述至少两块太阳能电池单元的半导体基板一体成型。
进一步，所述至少两块太阳能电池单元的主栅线延伸方向一致，且所述至少两块太阳能电池单元在所述主栅线的延伸方向上并列设置。
本实用新型还提供了一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件具有以上所述的太阳能电池单元。
本实用新型的有益效果是：基于本实用新型中所涉及太阳能电池单元的结构，能够有效降低金属化电极对半导体基板表面的遮光面积，优化太阳能电池片的电池效率；此外，在后期太阳能电池组件组装过程中，金属化电极主栅线上的焊盘可作为电池单元与焊带焊接的连接点，本实用新型中焊盘的配置方式能够使得焊带与电池单元之间具有更好的连接强度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1所示为现有技术中一种太阳能电池片结构示意图；
图2所示为图1中a部分的放大示意图；
图3所示为本实用新型太阳能电池片一种平面结构示意图；
图4所示为本实用新型太阳能电池单元的一种平面结构示意图；
图5所示为图4中b部分的放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参考图4所示，本实用新型中所涉及的太阳能电池单元200＇包括半导体基板20和形成在半导体基板20表面的金属化电极，金属化电极包括若干主栅线21以及与主栅线21连接的副栅线22。具体实施过程中，半导体基板20通常为硅基板；若干主栅线21延伸方向一致且间隔设置，若干副栅线22延伸方向相对主栅线21延伸方向垂直。
本实用新型中，每一主栅线21上还间隔分布有若干焊盘210。进一步，结合图5所示，在主栅线21中间位置指向主栅线21末端的方向上，焊盘210的面积逐渐增大。即每条主栅线21上靠近太阳能电池单元200＇边缘位置处焊盘210的面积大于靠近太阳能电池单元200＇中间位置处焊盘210的面积。
本实用新型所提供的太阳能电池单元用于组装制作太阳能电池组件，通常，每一太阳能电池组件包括有若干太阳能电池单元200＇，若干太阳能电池单元200＇之间通过焊带(图中未展示)实现电性连接，在太阳能电池组件组装过程中，金属化电极主栅线21上的焊盘210可作为电池单元200＇与焊带焊接的连接点。
基于本实用新型中所涉及太阳能电池单元200＇的结构，在具体应用于光电转化场景中，能够有效降低金属化电极对半导体基板20表面的遮光面积，优化太阳能电池单元200＇的电池效率。
此外，在具体太阳能电池组件的应用场景中，每块电池单元200＇周边区域的形变量通常大于中间区域的形变量，如此使得太阳能电池单元200＇周边位置与焊带之间的焊点容易出现焊接失效现象(即焊带与所焊接的焊盘分离)，进而导致无法通过该失效焊点实现电流引流的问题。而本实用新型中主栅线21上焊盘210的配置方式使得太阳能电池单元200＇周边位置与焊带之间具有足够的焊接面积，从而可有效避免太阳能电池单元200＇周边位置与焊带之间的焊点出现焊接失效的现象
进一步，作为本实用新型的一种优选实施方式，本实施例中，在主栅线21中间位置指向主栅线21末端的方向上，相邻两焊盘210之间的间距逐渐减小。结合图4、图5所示，自主栅线21的中间位置指向端部位置的一段包括有四个依次相邻的焊盘210，于远离主栅线21中间位置的方向上，四个焊盘210中每相邻两个之间的距离依次为L1、L2、L3，本实用新型中L1、L2、L3具有以下关系：L3＜L2<L1。
由于本实新型中太阳能电池单元200＇周边位置的焊点分布较为紧凑，在具体应用于太阳能电池组件的场景中，即使太阳能电池单元200＇周边位置与焊带之间的部分焊点出现焊接失效现象，该失效焊点周边的其它焊点也能够有效分担该焊点的电流引流功能。而且在焊带与焊盘210之间焊接形成焊点时，本实用新型中金属化电极上焊点210的排布方式可使得主栅线21靠近端部位置处与焊带之间的连接强度大于主栅线21靠近中间位置处与焊带之间的连接强度，如此在太阳能电池组件中可进一步减少太阳能电池单元200＇周边焊点失效现象的发生，进而使得太阳能电池组件具有更好的稳定性。
在本实用新型的具体实施过程中，焊盘210于副栅线22延伸方向上的最大宽度尺寸通常大于主栅线21的宽度尺寸，如此在太阳能电池单元200＇与焊带之间形成焊接时，即使主栅线21的宽度尺寸很小，位于主栅线210上的焊盘210也可以使得金属化电极与焊带之间形成具有足够焊接面积的焊点，进而保证焊带与太阳能电池单元200＇之间的连接强度；而相应地，基于焊盘210的设置，在具有多主栅线的太阳能电池单元200＇中，主栅线21的宽度尺寸可以设计得更细，进而避免电池电极对太阳光的大面积遮挡，从而有效的提高太阳能电池单元200＇的电池效率。
在本实用新型中，优选的，太阳能电池单元中构成金属化电极的主栅线21数量大于5，例如，图4所示实施例中的主栅线21的数量为9。
进一步，本实用新型中的主栅线的宽度尺寸范围为0.1-2mm，焊盘210于副栅线22延伸方向上的宽度尺寸范围为0.2-3mm，焊盘210于主栅线21延伸方向上的长度尺寸范围为0.2-3mm。
结合图4、图5所示，本实施例中。在主栅线21中间位置指向主栅线21末端的方向上，焊盘210在主栅线21延伸方向上的尺寸和在主栅线21宽度方向上的尺寸均逐渐增大。可以理解的是，在本实用新型的其它实施例中，也可以仅是焊盘210在主栅线21延伸方向上的尺寸逐渐增大，或仅是焊盘210在主栅线21宽度方向上的尺寸逐渐增大。
通常，焊盘210的形状可以为圆形、椭圆形或多边形。
本具体实施例中，焊盘210的形状为矩形，该焊盘210在副栅线22延伸方向上的边长尺寸为0.6mm，该焊盘210在主栅线21延伸方向上的边长尺寸为1mm。
进一步，在本实用新型中，副栅线22的宽度尺寸范围为10-100μm。
作为本实用新型的一种优选实施方式，若干主栅线21中，外侧主栅线21上焊盘210的分布数量不少于中间主栅线21上焊盘210的分布数量。基于该设置，在形成太阳能电池组件时，外侧主栅线21与焊带之间的连接强度大于中间主栅线21与焊带之间的连接强度，也可以更好的适应在组装太阳能电池组件时太阳能电池单元200＇上的形变。
在本实用新型中，所涉及的太阳能电池单元200＇优选为双面电池，半导体基板20的两表面均设置有以上所描述的金属化电极。
具体实施过程中，半导体基板20一表面上焊盘210在该半导体基板20上的投影与另一表面上焊盘210在半导体基板20上的投影至少部分位置重叠。在焊接过程中，焊接机上顶压焊带的压针位置通常与焊盘210的位置一致，当位于半导体基板20两表面的焊盘210处于同一位置处时，位于半导体基板20两表面外的压针对顶可以使得焊带与相应焊盘之间具有更为紧密的接触，从而使得焊接更牢固，进而确保焊接质量的可靠。
作为一种优选实施方式，本实用新型半导体基板20的两表面的电池电极结构完全一致，半导体基板20一表面上焊盘210在该半导体基板20上的投影与另一表面上焊盘210在半导体基板20上的投影位置完全重叠。
参考图3所示，本实用新型还提供了一种太阳能电池片200，该太阳能电池片200包括至少两块如以上所述的太阳能电池单元200＇，其中，所述至少两块太阳能电池单元200＇的半导体基板20一体成型。在具体实施过程中，本实用新型中所提供的太阳能电池片200可用于切割形成至少两块如以上所述的太阳能电池单元200＇。
进一步，构成太阳能电池片200的所述至少两块太阳能电池单元200＇的主栅线21延伸方向一致，且所述至少两块太阳能电池单元200＇在主栅线21的延伸方向上并列设置。
具体如图3所示，在本实施例中，一块太阳能电池片200具有两块太阳能电池单元200＇，两块太阳能电池单元200＇之间具有分割线O-O＇，太阳能电池片200可沿分割线O-O＇切割成两块分离的太阳能电池单元200＇，即形成半片电池结构。
作为优选实施方式，在本实施例中，参考图3所示，一块太阳能电池单元200＇上的若干主栅线21和另一块太阳能电池单元200＇上若干主栅线21一一对应，且一一对应的两条主栅线21处于同一直线上。
此外，应当理解，本实用新型所涉及的太阳能电池片200也可以包含有不止两块太阳能电池单元200＇，具体在此不作进一步展开。
此外，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种太阳能电池单元，包括半导体基板和形成在半导体基板表面的金属化电极，所述金属化电极包括若干主栅线以及与所述主栅线连接的副栅线，其特征在于，每一所述主栅线上间隔分布有若干焊盘，在主栅线中间位置指向主栅线末端的方向上，所述焊盘的面积逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元，其特征在于，在主栅线中间位置指向主栅线末端的方向上，相邻两所述焊盘之间的间距逐渐减小。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池单元，其特征在于，所述金属化电极的主栅线数量大于5。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池单元，其特征在于，所述主栅线的宽度尺寸范围为0.1-2mm，所述焊盘于所述副栅线延伸方向上的宽度尺寸范围为0.2-3mm,所述焊盘于所述主栅线延伸方向上的长度尺寸范围为0.2-3mm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池单元，其特征在于，在主栅线中间位置指向主栅线末端的方向上，所述焊盘在主栅线延伸方向上的尺寸和在主栅线宽度方向上的尺寸逐渐增大。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池单元，其特征在于，若干所述主栅线中，外侧所述主栅线上焊盘的分布数量不少于中间所述主栅线上焊盘的分布数量。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池单元，其特征在于，所述太阳能电池单元为双面电池，所述半导体基板的两表面均设置有所述金属化电极。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池单元，其特征在于，所述半导体基板一表面上焊盘在所述半导体基板上的投影与另一表面上焊盘在所述半导体基板上的投影至少部分位置重叠。
9.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片包括至少两块如权利要求1-7任意一项所述的太阳能电池单元，所述至少两块太阳能电池单元的半导体基板一体成型。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池片，其特征在于，所述至少两块太阳能电池单元的主栅线延伸方向一致，且所述至少两块太阳能电池单元在所述主栅线的延伸方向上并列设置。
11.一种太阳能电池组件，其特征在于，具有权利要求1-8任意一项所述的太阳能电池单元。
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