CN212967720U - 一种太阳能电池金属电极结构及电池组件 - Google Patents

一种太阳能电池金属电极结构及电池组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及太阳能光伏电池技术领域，尤其是一种太阳能电池金属电极结构及电池组件；包括若干相互平行设置的主栅线和若干与主栅线垂直的细栅线，相邻主栅线之间的间距为L，细栅线的两端点之间的距离<L，相邻主栅线之间的若干细栅线中相邻细栅线的连接端分别位于不同的主栅线上，本实用新型中的太阳能电池金属电极结构，通过主栅线和细栅线，相互交错设计，减少了金属栅线电极的长度，且不影响载流子的横向传输电阻，不影响金属栅线电极对载流子的收集，从而达到既可以降低银浆的用量，又可以减小遮光面积，从而提高电池的转换效率，降低生产成本的效果；优化细栅线和主栅线接触位置的设计，降低电池碎裂隐裂的风险，提高组件的可靠性。

Description

一种太阳能电池金属电极结构及电池组件
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏电池技术领域，尤其是一种太阳能电池金属电极结构及电池组件。
背景技术
在太阳能电池中，金属电极作为电池结构的很重要的一部分，一直在不断的优化当中。作为电极，主要作用就是最大限度的减小光生电流的横向传输电阻，也就是提高收集光生载流子的效率，从而提高太阳能电池的光电转换效率。因此金属电极图形的设计尤为重要。电极的遮光面积和载流子的收集效率是首要考虑的因素。为了尽可能多的收集光生载流子，降低横向传输电阻，金属电极相邻距离要窄，意味着电极数量多，单一电极要宽，但这样会增加遮光面积，减小电池的受光面积，导致电池转换效率低。同时，电极数量的增加也会增加金属银浆的用量，导致成本的增加。反之，相邻金属电极距离宽，电极数量少，有利于减小遮光面积，增加受光面积，但会带来横向传输电阻的增大，影响电池的填充因子，进而影响电池的转换效率。但好处是电极数量少银浆的用量就少，成本会降低。因此，金属电极的图形设计要平衡这两方面。
目前光伏行业中采用的金属电极的制备方法是丝网印刷技术，金属电极结构通常包含互相交错平行金属栅线，即主栅线和细栅线。其中细栅线互相平行，且具有一定的间距，数量多。主栅线与细栅线垂直，间距较宽，数量少，由最初的3根主栅线(3BB)，发展到现在的5栅线(5BB)，9栅线(9BB)，12栅线(12BB)。细栅线主要用于收集光生载流子，主栅线则将细栅线收集的载流子汇集输出。为了提高收集效率，通常主栅线和细栅线交错相连，以便同时达到减小接触电阻的目的。但上述设计一方面遮光面积较大，另一方面银浆耗量也高，导致电池转换效率低，生产成本高。而且由于交错相连的接触处栅线高度高于周围，当受到外力作用试，容易造成电池片的破碎、隐裂问题。
发明内容
本实用新型的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种光电转换效率高、银浆用量少的太阳能电池金属电极结构及电池组件，该电极结构还能降低电池的碎片、隐裂的风险。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种太阳能电池金属电极结构，包括若干相互平行设置的主栅线和若干与主栅线垂直的细栅线，相邻主栅线之间的间距为L，所述细栅线的两端点之间的距离<L，相邻主栅线之间的若干细栅线中相邻细栅线的连接端分别位于不同的主栅线上。
进一步的，所述细栅线的两端点之间的距离≥3/4L。
进一步的，所述主栅线和细栅线选用直线或者是波浪线。
进一步的，所述主栅线上设置有镂空段。
进一步的，所述主栅线的数量为多主栅MBB。
进一步的，若干主栅线中相邻主栅线之间的间距L为1mm～50mm。
进一步的，若干细栅线中相邻细栅线的间距为1mm～5mm。
进一步的，所述主栅线的宽度为1μm～5mm；所述细栅线的宽度为1μm～ 100μm。
一种电池组件，所述电池组件包括若干电池片，所述电池片包括上述任一项所述的金属电极结构。
采用本实用新型的技术方案的有益效果是：
本实用新型中的太阳能电池金属电极结构，通过主栅线和细栅线，相互交错设计，且通过设置细栅线的长度为相邻主栅线之间的间距的3/4L～L，减少了金属栅线电极的长度，且不影响载流子的横向传输电阻，不影响金属栅线电极对载流子的收集，从而达到既可以降低银浆的用量，又可以减小遮光面积，从而提高电池的转换效率，降低生产成本的效果。优化细栅线和主栅线接触位置的设计，降低电池碎裂隐裂的风险，提高组件的可靠性。
本实用新型中的太阳能电池金属电极结构，基于载流子输运的计算，减少细栅线的长度，减少遮光面积15％以上，提高电池的转换效率，降低银浆的用量 10％以上。
附图说明
图1为本实用新型中太阳能电池金属电极结构的实施例1的示意图。
图2为本实用新型中太阳能电池金属电极结构的局部结构示意图。
图中：1主栅线，2细栅线。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
请参阅图1和图2，一种太阳能电池金属电极结构，包括若干相互平行设置的主栅线1和若干与主栅线1垂直的细栅线2，相邻主栅线1之间的间距为L，细栅线2的两端点之间的距离<L，相邻主栅线之间的若干细栅线2中相邻细栅线2的连接端分别位于不同的主栅线1上，若干细栅线为多条相互平行的分段线，若干细栅线2之间可以形成相互交错空白的细栅线2图形，从而可以保证光生载流子的收集，克服了传统的细栅线2的两端分别与主栅线1垂直连接，导致遮光面积较大，光电转换效率低，且银浆用量高的不足。细栅线2的两端点之间的距离优选为≤3/4L，本实施例中为3/4L，将细栅线2两端点之间的直线距离控制在3/4L～L之间，既能保证光生载流子的收集，又能保证银浆的用量在合适的范围，从而有效控制生产成本，若干细栅线2两端点之间的直线距离小于3/4L，对光生载流子的收集会有一定的影响，从而对在一定程度上降低光电转换效率。
本实施例中主栅线1的数量为多主栅MBB，具体可以是5BB，9BB，12BB 等，具体选择根据实际生产需要确定即。
本实施例中若干主栅线1中相邻主栅线1之间的间距L为1mm～50mm，具体可以是1mm、2mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm、 20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、48mm和50mm，将相邻主栅线1之间的间距控制在此范围内，主栅线1的数量适宜，设置在主栅线1之间的细栅线2的数量也适宜，遮光面积适宜，从而可以有效提高光电转换效率。
本实施例中若干细栅线2中相邻细栅线2的间距为1mm～5mm，具体可以是1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、 3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm和5mm，将相邻细栅线2之间的间距控制在此范围内，遮光面积适宜且光生载流子的横向传输电阻小，光电转换效率高，将相邻主栅线1之间的间距控制在此范围内，遮光面积适宜且光生载流子的横向传输电阻小，光电转换效率高，若间距小于1mm，电极数量会显著增加，势必增加遮光面积，减小电池的受光面积，导致电池转换效率低，而且增加银浆的用量，导致成本增加，若间距大于5mm，会带来横向传输电阻的增大，影响电池的填充因子，进而影响电池的转换效率。
本实施例中主栅线1的宽度为1μm～5mm，将主栅线1的宽度控制在此范围内，遮光面积适宜，光电转换效率高，银浆用量少，成本低，具体可以是：1 μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、20μm、50μm、80 μm、100μm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm。
本实施例中细栅线2的宽度为1μm～100μm，将主栅线1的宽度控制在此范围内，遮光面积适宜，光电转换效率高，银浆用量少，成本低，具体可以是： 1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、10μm、15μm、20 μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65 μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm.
本实施例中的主栅线1和细栅线2均为直线。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例2
本实施例中细栅线的长度为4/5L，其他结构与实施例1相同。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例3
本实施例中细栅线的长度为5/6L，其他结构与实施例1相同。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例4
本实施例中细栅线的长度为6/7L，其他结构与实施例1相同。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例5
本实施例中将主栅线1上设计成镂空段(未图示)，这样可以保证光电转换效率的前提下进一步降低银浆的用量，具体镂空段的长度或者面积与主栅线1 的比例为任意，根据实际的生产工艺确定即可。若干细栅线2中与镂空段垂直连接的细栅线2的两端点之间的距离≥3/4L且<L，其他结构与实施例1相同。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例6
本实施例中将主栅线1上设计成镂空段，这样可以保证光电转换效率的前提下进一步降低银浆的用量，本实施例中的镂空段优选为鱼叉形状，具体镂空段的长度或者面积与主栅线1的比例为任意，根据实际的生产工艺确定即可。若干细栅线2中与镂空段垂直连接的细栅线2的两端点之间的距离为L，其他结构与实施例1相同。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例7
本实施例中若干细栅线2中与镂空段垂直连接的细栅线2的两端点之间的距离为L，其他结构与实施例2相同。
一种电池组件，电池组件包括若干电池片，电池片上的金属电极结构如上所述。
实施例1-实施例7中的主栅线1和细栅线2也可以才用波浪形，例如：(1) 主栅线1和细栅线2均为波浪形；(2)主栅线1为直线形，细栅线2为波浪形，其他适用的线条形状也可以。
上述实施例1～7中的太阳能电池金属电极结构，基于载流子输运的计算，减少细栅线2的长度，减少遮光面积15％以上，提高电池的转换效率，降低银浆的用量10％以上。
综上所述，本领域技术人员可以理解的是：本实用新型中的太阳能电池金属电极结构，通过主栅线和细栅线，相互交错设计，且通过设置细栅线的长度为相邻主栅线之间的间距的3/4L～L，减少了金属栅线电极的长度，且不影响载流子的横向传输电阻，不影响金属栅线电极对载流子的收集，从而达到既可以降低银浆的用量，又可以减小遮光面积，从而提高电池的转换效率，降低生产成本的效果。优化细栅线和主栅线接触位置的设计，降低电池碎裂隐裂的风险，提高组件的可靠性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：包括若干相互平行设置的主栅线和若干与主栅线垂直的细栅线，相邻主栅线之间的间距为L，所述细栅线的两端点之间的距离<L，相邻主栅线之间的若干细栅线中相邻细栅线的连接端分别位于不同的主栅线上。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：所述细栅线的两端点之间的距离≥3/4L。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：所述主栅线和细栅线选用直线或者是波浪线。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：所述主栅线上设置有镂空段。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：所述主栅线的数量为多主栅MBB。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：若干主栅线中相邻主栅线之间的间距L为1mm～50mm。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：若干细栅线中相邻细栅线的间距为1mm～5mm。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池金属电极结构，其特征在于：所述主栅线的宽度为1μm～5mm；所述细栅线的宽度为1μm～100μm。
9.一种电池组件，其特征在于：所述电池组件包括若干电池片，所述电池片包括如权利要求1至权利要求8中任一项所述的金属电极结构。
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