CN214378468U - 一种具有背面复合电极的双面电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有背面复合电极的双面电池，包括硅基体，所述硅基体的正面设有PN结层、减反膜和正面电极；所述PN结层和减反膜依次设于所述硅基体上，所述正面电极与硅基体连接；所述硅基体的背面设有钝化膜、第一透明导电薄膜和背面复合电极；所述背面复合电极包括相互连接的背银电极和背面铝栅线；所述钝化膜设于所述硅基体的表面，所述第一透明导电薄膜与钝化膜连接，所述钝化膜上设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体连接。采用本实用新型，能够得到一种结构简单、转换效率高的双面电池，该双面电池能够避免背面复合电极对钝化膜的腐蚀，从而保证钝化膜的钝化效果，提高电池的转换效率，延长电池的使用寿命。

Description

一种具有背面复合电极的双面电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种具有背面复合电极的双面电池。

背景技术

晶体硅太阳能电池的电极分为正面电极和背面复合电极，对于P型PERC双面晶体硅电池，正面电极包括正主栅线和正副栅线，背面复合电极包括背复合主栅线和背副栅线；正面电极对电池转换效率比较敏感，如电极遮光率、电极导电能力，电极接触电阻等对电池的转换效率均有较大的影响，各电池片厂商和研究者把大量的精力花费在对正面电极的优化上；背面复合电极也会影响电池转换效率，如铝空洞、电极腐蚀能力等，但提升效率的难度相对要大一些。

背面电极一般通过丝网印刷金属浆料的形式制备而成，金属浆料中的玻璃成分对硅基体背面的钝化膜具有较大的腐蚀性，会破坏钝化膜的钝化效果，从而影响电池的转换效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种具有背面复合电极的双面电池，能够避免背面复合电极对钝化膜的腐蚀，从而保证钝化膜的钝化效果，提高电池的转换效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有背面复合电极的双面电池，包括硅基体，所述硅基体的正面设有PN结层、减反膜和正面电极；

其中，所述PN结层和减反膜依次设于所述硅基体上，所述正面电极与硅基体连接；所述硅基体的背面设有钝化膜、第一透明导电薄膜和背面复合电极；所述背面复合电极包括相互连接的背银电极和背面铝栅线；

所述钝化膜设于所述硅基体的表面，所述第一透明导电薄膜与钝化膜连接，所述钝化膜上设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体连接。

作为上述方案的改进，所述钝化膜设有开槽，所述第一透明导电薄膜覆盖所述钝化膜以及开槽的内表面，所述背面复合电极通过所述开槽和第一透明导电薄膜与所述硅基体连接。

作为上述方案的改进，所述第一透明导电薄膜的厚度为5-10nm，光透过率>90％。

作为上述方案的改进，所述钝化膜和第一透明导电薄膜均设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体直接连接。

作为上述方案的改进，所述第一透明导电薄膜的厚度为5-50nm，光透过率>90％。

作为上述方案的改进，所述第一透明导电薄膜为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。

作为上述方案的改进，所述背面复合电极的背面铝栅线包括背面铝副栅线和背面铝主栅线，所述背面铝副栅线和背面铝主栅线相连接；所述背银电极镶嵌在背面铝主栅线中。

作为上述方案的改进，所述硅基体的背面还设有第二透明导电薄膜，所述第二透明导电薄膜覆盖所述背面铝副栅线和背面铝主栅线，所述背面铝副栅线和背面铝主栅线设于第二透明导电薄膜的内表面，所述背银电极设于第二透明导电薄膜的外表面。

作为上述方案的改进，所述第二透明导电薄膜厚度为20-30nm，光透过率>90％；

作为上述方案的改进，所述第二透明导电薄膜为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型所述第一透明导电薄膜与钝化膜连接，所述第一透明导电薄膜能够防止所述背面复合电极及印刷材料对所述钝化膜产生腐蚀，从而保证钝化膜的钝化效果；所述钝化膜上设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体连接，从而提升双面电池的转换效率。

此外，所述硅基体的背面还设有第二透明导电薄膜，所述第二透明导电薄膜覆盖所述背面铝副栅线和背面铝主栅线，所述第二透明导电薄膜能够避免背面铝主栅线和背面铝副栅线氧化或损坏，从而提高电池的转换效率以及延长电池的使用寿命。

采用本实用新型，能够得到一种结构简单、转换效率高的双面电池，该双面电池能够避免背面复合电极对钝化膜的腐蚀，从而保证钝化膜的钝化效果，提高电池的转换效率，延长电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型具有背面复合电极的双面电池的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的背面复合电极的结构示意图；

图3是本实用新型具有背面复合电极的双面电池的第二实施例的结构示意图；

图4是本实用新型具有背面复合电极的双面电池的第三实施例的结构示意图；

图5是本实用新型具有背面复合电极的双面电池的第四实施例的结构示意图。

图1-5中：1、硅基体；2、PN结层；3、减反膜；4、钝化膜；5、背银电极；6、背面铝栅线；7、正面电极；8、第一透明导电薄膜；9、第二透明导电薄膜；61、背面铝主栅线；62、背面铝副栅线。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

结合图1-图5，本实用新型提供了一种具有背面复合电极的双面电池的多种实施形态，包括硅基体1，所述硅基体1的正面设有PN结层2、减反膜3和正面电极7；所述PN结层2和减反膜3依次设于所述硅基体1上，所述正面电极7与硅基体1连接；

所述硅基体1的背面设有钝化膜4、第一透明导电薄膜8和背面复合电极；所述背面复合电极包括相互连接的背银电极5和背面铝栅线6；

所述钝化膜4设于所述硅基体1的表面，所述第一透明导电薄膜8与钝化膜4连接，所述钝化膜4上设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体1连接。

本实用新型通过设置第一透明导电薄膜8，其第一透明导电薄膜8设于钝化膜4上，能够防止所述背面复合电极及印刷材料对所述钝化膜4产生腐蚀，从而保证钝化膜4的钝化效果。

进一步，如图2所示，所述背面复合电极的背面铝栅线6包括背面铝副栅线62和背面铝主栅线61，所述背面铝副栅线62和背面铝主栅线61相连接；所述背银电极5镶嵌在背面铝主栅线61中。所述背面复合电极能够有效收集电流，提高双面电池的开路电压及转换效率，此外背面复合电极成本低，制备工艺简单，适用于大规模的工业生产。

如图1所示，为一种具有背面复合电极的双面电池的第一实施例，所述双面电池包括硅基体1，所述硅基体1的正面设有PN结层2、减反膜3和正面电极7；所述PN结层2和减反膜3依次设于所述硅基体1上，所述正面电极7与硅基体1连接；

所述硅基体1的背面依次设有钝化膜4、第一透明导电薄膜8和背面复合电极；所述背面复合电极包括相互连接的背银电极5和背面铝栅线6，所述钝化膜4设有开槽，所述第一透明导电薄膜8覆盖所述钝化膜4以及开槽的内表面，所述背面复合电极通过所述开槽和第一透明导电薄膜8与所述硅基体1连接。

具体的，所述背银电极5设于所述开槽中，所述背面铝栅线6设于所述第一透明导电薄膜8上；所述背银电极5通过所述开槽和第一透明导电薄膜8与硅基体1连接，从而使所述背银电极5与硅基体1形成欧姆接触，达到收集电子的作用；设于所述硅基体1和背银电极5之间的所述第一透明导电薄膜8能够避免所述硅基体1受到腐蚀或破坏，进而能够提高电池的使用寿命。

优选的，所述第一透明导电薄膜8的光透过率>90％，所述第一透明导电薄膜8的厚度设置为5-10nm，以利用遂穿效应，保证所述背银电极5与硅基体1之间能够形成良好的欧姆接触。

优选的，所述第一透明导电薄膜8为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。ITO薄膜由Sn掺杂的In₂O₃制成，其具有高导电率、高透光率、高机械硬度和良好的化学稳定性；AZO薄膜由Al掺杂的ZnO制成，具有热稳定性高和化学稳定性强的优点；FTO薄膜由F掺杂的SnO₂导电玻璃制成，其具有透光率高、耐冲击的优点；IMO薄膜由Mo掺杂的In₂O₃制成，其迁移率高，透光率高。

所述第一透明导电薄膜8能够防止所述背面复合电极及印刷材料对所述钝化膜4产生腐蚀，从而保证钝化膜4的钝化效果。

如图3所示，为一种具有背面复合电极的双面电池的第二实施例，与图1所示第一实施例不同的是，所述钝化膜4和第一透明导电薄膜8均设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体1直接连接。

具体的，所述背银电极5设于所述开槽中，所述背面铝栅线6设于所述第一透明导电薄膜8远离所述硅基体1的外表面。所述背银电极5通过所述开槽与硅基体1连接，从而使所述背银电极5与硅基体1形成欧姆接触，达到收集电子的作用。

所述第一透明导电薄膜8能够防止所述背面复合电极及印刷材料对所述钝化膜4产生腐蚀，从而保证钝化膜4的钝化效果，提高电池转换效率。所述第一透明导电薄膜8性能稳定，具有导电和透光的特点，将第一透明导电薄膜8沉积在硅基体1背面，对背面遮光率及背面效率的影响不大；而且，所述第一透明导电薄膜8能够降低背面复合电极电阻，提高电流的收集效果，从而进一步提升电池的正背面转换效率。

优选的，所述第一透明导电薄膜8的厚度为5-50nm，光透过率>90％；更佳的，所述第一透明导电薄膜8的厚度为5-20nm。

优选的，所述第一透明导电薄膜8为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。ITO薄膜由Sn掺杂的In₂O₃制成，其具有高导电率、高透光率、高机械硬度和良好的化学稳定性；AZO薄膜由Al掺杂的ZnO制成，具有热稳定性高和化学稳定性强的优点；FTO薄膜由F掺杂的SnO₂导电玻璃制成，其具有透光率高、耐冲击的优点；IMO薄膜由Mo掺杂的In₂O₃制成，其迁移率高，透光率高。

如图4、5所示，为一种具有背面复合电极的双面电池的第三实施例和第四实施例，与图1所示第一实施例及图3所示第二实施例不同的是，所述硅基体1的背面还设有第二透明导电薄膜9，所述第二透明导电薄膜9覆盖所述背面铝副栅线62和背面铝主栅线61，所述背面铝副栅线62和背面铝主栅线61设于第二透明导电薄膜9的靠近所述硅基体1的内表面，所述背银电极5设于第二透明导电薄膜9的远离所述硅基体1的外表面。

具体的，所述背面铝主栅线61通过开槽与所述硅基体1连接，所述背面铝副栅线62设于所述第一透明导电薄膜8上。

需要说明的是，图4所示第三实施例中，所述钝化膜4设有开槽；图5所示的第四实施例中，所述钝化膜4和第一透明导电薄膜8均设有开槽。

所述第二透明导电薄膜9的厚度为20-30nm，光透过率>90％。所述第一透明导电薄膜8和第二透明导电薄膜9均为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。所述第一透明导电薄膜8和第二透明导电薄膜9可以是相同的，也可以是不同的。

ITO薄膜由Sn掺杂的In₂O₃制成，其具有高导电率、高透光率、高机械硬度和良好的化学稳定性；AZO薄膜由Al掺杂的ZnO制成，具有热稳定性高和化学稳定性强的优点；FTO薄膜由F掺杂的SnO₂导电玻璃制成，其具有透光率高、耐冲击的优点；IMO薄膜由Mo掺杂的In₂O₃制成，其迁移率高，透光率高。

所述第二透明导电薄膜9能够避免背面铝主栅线61和背面铝副栅线62氧化或损坏，从而提高电池的使用寿命，由于所述第二透明导电薄膜9具有导电的特点，所述背面铝栅线6与设于所述第二透明导电薄膜9上的背银电极5之间能够利用遂穿效应实现连接。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，包括硅基体，所述硅基体的正面设有PN结层、减反膜和正面电极；所述PN结层和减反膜依次设于所述硅基体上，所述正面电极与硅基体连接；

所述硅基体的背面设有钝化膜、第一透明导电薄膜和背面复合电极；所述背面复合电极包括相互连接的背银电极和背面铝栅线；

所述钝化膜设于所述硅基体的表面，所述第一透明导电薄膜与钝化膜连接，所述钝化膜上设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体连接。

2.如权利要求1所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述钝化膜设有开槽，所述第一透明导电薄膜覆盖所述钝化膜以及开槽的内表面，所述背面复合电极通过所述开槽和第一透明导电薄膜与所述硅基体连接。

3.如权利要求2所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述第一透明导电薄膜的厚度为5-10nm，光透过率>90％。

4.如权利要求1所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述钝化膜和第一透明导电薄膜均设有开槽，所述背面复合电极通过所述开槽与所述硅基体直接连接。

5.如权利要求4所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述第一透明导电薄膜的厚度为5-50nm，光透过率>90％。

6.如权利要求1-5任一项所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述第一透明导电薄膜为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。

7.如权利要求1所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述背面复合电极的背面铝栅线包括背面铝副栅线和背面铝主栅线，所述背面铝副栅线和背面铝主栅线相连接；

所述背银电极镶嵌在背面铝主栅线中。

8.如权利要求7所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述硅基体的背面还设有第二透明导电薄膜，所述第二透明导电薄膜覆盖所述背面铝副栅线和背面铝主栅线，所述背面铝副栅线和背面铝主栅线设于第二透明导电薄膜的内表面，所述背银电极设于第二透明导电薄膜的外表面。

9.如权利要求8所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述第二透明导电薄膜厚度为20-30nm，光透过率>90％。

10.如权利要求8所述的具有背面复合电极的双面电池，其特征在于，所述第二透明导电薄膜为ITO薄膜、AZO薄膜、FTO薄膜、IMO薄膜中的一种或其组合。

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