CN209981231U - 一种太阳能电池的前电极和太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能电池的前电极和太阳能电池组件，所述前电极由透明导电膜包裹纳米金属线形成。本实用新型实施例中利用透明导电膜的透光性能和导电性能，以及纳米金属线的导电性，减少前电极对光线的遮挡，并能够提升透明导电膜的导电性能，从而提升太阳能电池前电极的透光性和导电性，达到提升太阳能电池的受光率。

Description

一种太阳能电池的前电极和太阳能电池组件

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的前电极和太阳能电池组件。

背景技术

在太阳能发电技术中，需要将太阳能电池组件中多个太阳能电池的前电极电连接以收集横向电流。

在相关技术中，通过在太阳能电池的前电极设置金属导线或者栅线，使相邻太阳能电池的前电极通过该金属导线或者栅线实现电连接，从而达到收集横向电流的效果。

例如：如图1所示，在现有技术中，太阳能电池前电极包括覆盖设置于薄膜电池11上的金属线网12、叠设于金属线网12的远离薄膜电池11一侧的第一高分子透明层13、夹设于金属线网12和薄膜电池11之间的第二高分子透明层14以及设置于薄膜电池11的背光面的后电极15。其中，第一高分子透明层13覆盖薄膜电池11的3/4面积，第二高分子透明层14覆盖薄膜电池11另外的1/4面积。从而使金属线网12未被第二高分子透明层14覆盖的部分与薄膜电池11接触，以驱使薄膜电池11内的电流流向后电极。另外，金属线网12未被第一高分子透明层13覆盖的部分用于与相邻薄膜电池上的金属线网接触，从而使相邻薄膜电池之间的横向电流流通。

但是，在太阳能电池前电极中设置金属导线或者栅线，造成太阳能电池的透光面积和电流收集能力成反比。例如：金属导线或者栅线越粗，则电流收集能力越好，但是被金属导线或者栅线遮挡的透光面积也越大。

因此，相关技术中，具有金属导线或者栅线的前电极存在降低了太阳能电池的电流收集能力和透光率的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种太阳能电池的前电极和太阳能电池组件，以解决相关技术中具有金属导线或者栅线的前电极存在的降低了太阳能电池的电流收集能力和/或透光率的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种太阳能电池的前电极，所述前电极由透明导电膜包裹纳米金属线形成。

可选的，所述前电极包括由透明导电膜包裹纳米金属线形成的第一导电膜层和第二导电膜层，所述第二导电膜层与所述第一导电膜层的边缘相搭接，所述第一导电膜层覆盖所述太阳能电池的受光面，所述第二导电膜层未被所述第一导电膜层覆盖的区域延伸至所述太阳能电池外。

可选的，所述第一导电膜层与所述第二导电膜层搭接的区域的宽度为1mm至5mm。

可选的，所述第二导电膜层未被所述第一导电膜层覆盖的区域的宽度为所述太阳能电池的受光面面积的四分之一至三分之一。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种太阳能电池组件，包括太阳能电池、覆盖设置于所述太阳能电池的受光面的前电极和覆盖设置于所述太阳能电池的背光面的后电极，所述前电极是如上所述的太阳能电池的前电极。

可选的，在所述前电极包括第一导电膜层和第二导电膜层的情况下，所述第一导电膜层的远离所述太阳能电池的一侧覆盖设置有第一辅助材料层，所述第二导电膜层的靠近所述太阳能电池的一侧还覆盖设置有第二辅助材料层。

可选的，所述第一导电膜层和/或所述第二导电膜层通过喷涂、真空纳米镀膜以及3D纳米打印中的任意一种方式，设置于对应的辅助材料层上。

可选的，所述第一辅助材料层和所述第一导电膜层之间设置有减反射膜。

可选的，所述第一导电膜层和/或所述第二导电膜层上设置有导电线，其中，所述第一导电膜层中的导电线设置于靠近所述太阳能电池的一侧，所述第二导电膜层中的导电线设置于远离所述太阳能电池的一侧。

可选的，所述第一导电膜层与所述太阳能电池之间还设置有透明胶粘层。

在本实用新型实施例中，通过透明导电膜包裹纳米金属线形成太阳能电池的前电极，既能够减少金属线对光线的遮挡程度，又能够提升透明导电膜的导电性能，从而提升太阳能电池前电极的透光性和导电性，进一步提升太阳能电池的受光率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中太阳能电池组件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种太阳能电池组件的结构示意图；

图3是两个太阳能电池组件之间的连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种太阳能电池组件的结构示意图。

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。

请参阅图2，是本实用新型实施例提供的一种太阳能电池组件的结构示意图。

如图2所示，太阳能电池组件200包括太阳能电池21和覆盖于太阳能电池21的受光面上的前电极22以及覆盖于太阳能电池21的背光面上的后电极23。

其中，太阳能电池21可以是薄膜太阳能电池，当然，其还可以是太阳能电池板等，在此不做具体限定。

另外，本实施方式中的后电极23采用钢板制造而成，当然，后电极23还可以采用其他导电材料制造而成，在此不做具体限定。

其中，前电极22由透明导电膜221包裹纳米金属线222形成。

与如图1中所示现有技术中采用金属线网12形成的前电极不同的是，前电极22由具有良好的透光性和导电性的透明导电膜221和导电性能好的纳米金属线222构成，可以避免前电极中的金属线网过粗而遮挡太阳能电池，从而可以提升太阳能电池21的受光率。

另外，透明导电膜221可以由石墨烯材料制造而成，当然其还可以是导电玻璃等其他透明导电材料制造而成。

另外，纳米金属线222可以是纳米金属银线，也可以是铜、铝等其他金属材料制成的纳米金属线。

可选的，如图2所示，前电极22包括由透明导电膜221包裹纳米金属线222形成的第一导电膜层223和第二导电膜层224，第二导电膜层224与第一导电膜层223的边缘相搭接，第一导电膜层223覆盖太阳能电池21的受光面，第二导电膜层224未被第一导电膜层223覆盖的区域延伸至太阳能电池21外。

在具体应用过程中，一块太阳能电池板上会设置大量的太阳能电池单体，每一个太阳能电池单体之间通过第二导电膜层224实现互联，从而达到统一收集太阳能电池板上的全部太阳能电池单体的横向电流的效果。

例如，如图3所示，第一太阳能电池组件31和第二太阳能电池组件32并排设置，第一太阳能电池组件31的第二导电膜层315与第二太阳能电池组件32的后电极324电连接，从而使从第二太阳能电池组件32流向第一太阳能电池组件31的横向电流依次通过：第二太阳能电池组件32的第一导电膜层322、第二太阳能电池组件32的本体321、第二太阳能电池组件32的后电极324、第一太阳能电池组件31的第二导电膜层315、第一太阳能电池组件31的第一导电膜层312、第一太阳能电池组件31的本体311，从而达到收集横向电流的作用。

另外，第一太阳能电池组件31的第二导电膜层315靠近电池本体311的一侧设置辅助材料层316，可以使其阻挡于第一太阳能电池本体311与第二太阳能电池本体321之间，避免相邻的电池本体之间短路连接。

第一太阳能电池组件31的第一导电膜层312的远离电池本体311的一侧设置有第一保护膜层313，第二太阳能电池组件32的第一导电膜层322远离电池本体321的一侧设置有第二保护膜层323。

需要说明的是，在实际应用过程中，往往具有多个太阳能电池依次排列。在收集多个依次排列的太阳能电池的横向电流过程中，按照上述横向电流从第二太阳能电池流向第一太阳能电池的方式多次重复，达到使横向电流依次从一侧的太阳能电池流至另一侧的太阳能电池。从而仅需要收集一次横向电流便可以收集依次排列的多个太阳能电池的电流，便于统一收集电能。需要说明的是，前电极22中的第一导电膜层223和第二导电膜层224的厚度很薄，仅有10nm至200nm的厚度。因此，将前电极22设置于太阳能电池21的受光面后，第一导电膜层223和第二导电膜层224将会与太阳能电池21严密贴合。而不会出现如图2中所示的第一导电膜层223贴合于太阳能电池21的受光面，而第二导电膜层224在其厚度方向陷入太阳能电池21内的现象，附图2中仅为了清楚地表示第一导电膜层223和第二导电膜层224的结构，将其表现为具有较大的厚度。

另外，利用第二导电膜层224实现相邻两太阳能电池组件之间的互联，还可以避免如图1所示现有技术中，通过金属线网12实现相邻两太阳能电池组件之间的互联，以收集横向电流而造成的：由于金属线网12的接触电阻较大，从而会产生较大的串联功率损失，增加了电池板的功率损耗的缺陷。

可选的，第一导电膜层223与第二导电膜层224搭接的区域的宽度为1mm至5mm，优选为3mm。

其中，还可以在第一导电膜层223与第二导电膜层224之间搭接3mm的情况下，能够满足第一导电膜层223与第二导电膜层224之间电能传递的要求，且使第一导电膜层223与第二导电膜层224之间连接可靠。

通常，太阳能电池单体的宽度为2cm至5cm，将第一导电膜层223与第二导电膜层224搭接的区域设置为1mm至5mm，可以避免搭接区域过宽而减少第一导电膜层223与太阳能电池21之间的接触面积，进一步影响对太阳能电池21的电能收集。

当然，根据太阳能电池21尺寸的改变，可以改变第一导电膜层223与第二导电膜层224的搭接区域的宽度。

可选的，第二导电膜层224未被第一导电膜层223覆盖的区域的宽度为太阳能电池21的受光面面积的四分之一至三分之一。

其中，太阳能电池21具有一定的厚度，使第二导电膜层224延伸出太阳能电池21面积的四分之一至三分之一，可以确保第二导电膜层224与相邻的太阳能电池21的后电极23能够可靠连接，并达到从传输电能的要求。

可选的，在前电极22包括第一导电膜层223和第二导电膜层224的情况下，第一导电膜层223的远离太阳能电池21的一侧覆盖设置有第一辅助材料层24，第二导电膜层224的靠近太阳能电池21的一侧还覆盖设置有第二辅助材料层25。

其中，第一辅助材料层24和第二辅助材料层25可以是透明高分子材料层，例如：透明塑料薄膜。其具有绝缘、隔水等特性，能够起到保护支撑第一导电膜层223和第二导电膜层224的作用。

在第一导电膜层223的远离太阳能电池21的一侧覆盖设置有第一辅助材料层24，可以利用第一辅助材料层24避免第一导电膜层223与水、异物接触，避免其受损。

在第二导电膜层224的靠近太阳能电池21的一侧还覆盖设置有第二辅助材料层25，可以利用第二辅助材料层25阻隔于第二导电膜层224和太阳能电池21之间，避免两者之间电连接而造成相邻两个太阳能电池21之间形成短路。

因此，第一辅助材料层和第二辅助材料层可以提升太阳能电池组件的性能。

可选的，所述第一导电膜层223和/或所述第二导电膜层224通过喷涂、真空纳米镀膜以及3D纳米打印中的任意一种方式，设置于对应的辅助材料层上。

其中，前电极22中的第一导电膜层223和第二导电膜层224的结构相同，且同为10nm至200nm厚度的透明导电膜层，在前电极22的生产过程中，可以通过在辅助材料层上涂覆纳米金属线222和透明导电膜221生产出叠设成一体的辅助材料层和透明导电膜层22，再将叠设成一体的辅助材料层和透明导电膜层按照所需尺寸切割成第一导电膜层223和第二导电膜层224相应的尺寸，并将切割后形成的第一导电膜层223与第二导电膜层224部分搭接，热压搭接的区域以形成所述前电极22，其中，切割后的第一导电膜层223与第二导电膜层224叠设于相应的辅助材料层上，以形成一体结构。

另外还可以采用3D打印技术或者采用真空纳米镀膜技术生产出透明导电材料包裹纳米金属线形成的透明导电膜层22。

并将该透明导电膜层22按照所需尺寸切割成第一导电膜层223和第二导电膜层224相应的尺寸，并将切割后形成的第一导电膜层223与第二导电膜层224部分搭接，热压搭接的区域以形成所述前电极22。

其制作方法简单且可以使纳米金属线222与透明导电膜221以及太阳能电池21之间的连接更加可靠。避免产生如图1所示现有技术中，横截面呈圆形的金属线网12与薄膜太阳能电池11和透明层13的接触面积小，造成金属线网12与薄膜太阳能电池11和透明层13之间的连接可靠性差，且降低了薄膜太阳能电池11之间的导电性。

另外，在使前电极22与太阳能电池21连接的过程中，可以将第一导电膜层223和第二导电膜层224与太阳能电池21对齐，并进行热压以使第一导电膜层223和第二导电膜层224与太阳能电池21连接成一体。

这样，可以简化太阳能电池组件的生产工艺。且由于第一导电膜层和第二导电膜层为柔性结构，在生产过程中能够与多种外形的太阳能电池严密的贴合，从而提升了太阳能电池前电极的适用范围。

可选的，如图4所示，第一辅助材料层24和第一导电膜层223之间设置有减反射膜26。

这样，可以减少第一导电膜层对太阳光线的反射，进一步提升太阳能电池的受光率。

可选的，第一导电膜层223和/或第二导电膜层224上设置有导电线(未图示)，其中，第一导电膜层223中的导电线设置于靠近太阳能电池21的一侧，第二导电膜层224中的导电线设置于远离太阳能电池21的一侧。

其中，导电线可以沿横向电流的流动方向设置，以增加第一导电膜层223和/或第二导电膜层224的导电能力，达到提升横向电流的收集效率。

这样，可以利用少量的导电线提升第一导电膜层和第二导电膜层的导电率，且少量的导电线产生的遮光面积很小，可以忽略。

可选的，如图4所示，第一导电膜层223与太阳能电池21之间还设置有透明胶粘层27。

这样，可以通过胶粘实现第一导电膜层与太阳能电池之间的可靠连接，且透明的胶水不会减少第一导电膜层与太阳能电池之间的透光率。

在本实用新型实施例中，通过透明导电膜包裹纳米金属线形成太阳能电池的前电极，其中，透明导电膜具有良好的透光性能和导电性能，并在透明导电膜中设置纳米金属线，避免过粗的金属线对光线造成遮挡，并能够通过导电性能好的金属线提升透明导电膜的导电性能，从而提升太阳能电池前电极的透光性和导电性，进一步提升太阳能电池的受光率。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种太阳能电池的前电极，其特征在于，所述前电极由透明导电膜包裹纳米金属线形成；

所述前电极包括第一导电膜层和第二导电膜层，所述第二导电膜层与所述第一导电膜层的边缘相搭接，所述第一导电膜层覆盖所述太阳能电池的受光面，所述第二导电膜层未被所述第一导电膜层覆盖的区域延伸至所述太阳能电池外。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的前电极，其特征在于，所述第一导电膜层与所述第二导电膜层搭接的区域的宽度为1mm至5mm。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池的前电极，其特征在于，所述第二导电膜层未被所述第一导电膜层覆盖的区域的宽度为所述太阳能电池的受光面面积的四分之一至三分之一。

4.一种太阳能电池组件，包括太阳能电池、覆盖设置于所述太阳能电池的受光面的前电极和覆盖设置于所述太阳能电池的背光面的后电极，其特征在于，所述前电极是权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池的前电极。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其特征在于，在所述前电极包括第一导电膜层和第二导电膜层的情况下，所述第一导电膜层的远离所述太阳能电池的一侧覆盖设置有第一辅助材料层，所述第二导电膜层的靠近所述太阳能电池的一侧还覆盖设置有第二辅助材料层。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一导电膜层和/或所述第二导电膜层通过喷涂、真空纳米镀膜以及3D纳米打印中的任意一种方式，设置于对应的辅助材料层上。

7.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一辅助材料层和所述第一导电膜层之间设置有减反射膜。

8.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一导电膜层和/或所述第二导电膜层上设置有导电线，其中，所述第一导电膜层中的导电线设置于靠近所述太阳能电池的一侧，所述第二导电膜层中的导电线设置于远离所述太阳能电池的一侧。

9.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一导电膜层与所述太阳能电池之间还设置有透明胶粘层。

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