CN215680702U

CN215680702U - 一种降低银浆用量的晶硅太阳电池

Info

Publication number: CN215680702U
Application number: CN202122246308.2U
Authority: CN
Inventors: 丁晓春; 郭晓珍
Original assignee: Seraphim Solar System Co ltd
Current assignee: Seraphim Solar System Co ltd
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2031-09-16

Abstract

本实用新型涉及一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，具有硅片主体，所述硅片主体上设有发射极层；所述发射极层被分割成多个局部发射极区；每个局部发射极区均印制有用于收集局部发射极区产生的光生载流子的外围电极，以及用于与焊带联接的局域中心电极；外围电极围设在局部中心电极的外部；所述外围电极通过搭接细栅电极与局部中心电极电联接，或者外围电极直接与局部中心电极电联接。本实用新型在不影响发射极层电流传输的情况下降低银浆的用量，也进一步降低因银膜电极不断被氧化而造成的串联电阻增加和功率衰减。

Description

一种降低银浆用量的晶硅太阳电池

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，特别涉及一种降低银浆用量的晶硅太阳电池。

背景技术

晶体硅太阳电池银浆的成本占据电池片非硅制造成本的40％左右，因此，降低电池片银浆的用量是降低生产成本的关键因素之一。

当前市场主流的高效晶体硅太阳电池片为了降低电池片正面因电极栅线造成的遮光损耗，采用9BB(Busbar，即主栅电极)或12BB工艺技术并配合圆丝焊带来提升电池片的效率。但主栅的银浆用量依然很多。此外，在光伏组件长期的户外运行环境中，银膜电极会不断被氧化，氧化银的含量也会不断增加，从而导致了串联电阻的增加及随之而来的功率衰减。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其在不影响发射极层电流传输的情况下降低银浆的用量，也进一步降低因银膜电极不断被氧化而造成的串联电阻增加和功率衰减。

实现本实用新型目的的技术方案是：本实用新型具有硅片主体，所述硅片主体上设有发射极层；所述发射极层被分割成多个局部发射极区；每个局部发射极区均印制有用于收集局部发射极区产生的光生载流子的外围电极，以及用于与焊带联接的局域中心电极；外围电极围设在局部中心电极的外部；所述外围电极通过搭接细栅电极与局部中心电极形成电联接，或者外围电极直接与局部中心电极形成电联接。

进一步，局部发射极区之间形成电介质区；每个电介质区内均印制有用于收集电介质区产生的光生电子的边界电极；所述边界电极通过搭接细栅电极与局部中心电极形成电联接，或者直接与局部中心电极形成电联接，或者直接与外围电极形成电联接。

进一步，每个局部发射极区内的外围电极包括两个对称设置的细栅线组；每个局部发射极区内位于两个细栅线组对称的对称轴线上设有空白印刷区；空白印刷区由电介质层构成；所述细栅线组包括多条平行设置且相互不形成电联接的细栅线；搭接细栅电极与各细栅线电联接。后期焊带与局部中心电极焊接后形成的焊带遮挡区对应设置在空白印刷区。

作为变形设计，每个局部发射极区内的外围电极包括多个相互平行且不形成电联接的细栅线；细栅线围绕局部中心电极设置；各细栅线通过搭接细栅电极与局部中心电极电联接。

作为变形设计，每个局部发射极区内的外围电极包括多个围绕局部中心电极设置的细栅线，相邻细栅线形成电联接，位于最内层的细栅线与局部中心电极电联接。

进一步，局部发射极区呈N*N的阵列排布，N≥1且为自然数。

进一步，采用银浆丝网印刷外围电极和局域中心电极。

进一步，外围电极和局域中心电极的制备方法包括丝网印刷、电镀、磁控溅射、蒸镀和沉积。

以上硅片主体可选用P型或者N型。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型通过将发射极层分割成若干个局部发射极区，建立光生载流子的局部输运区；在该局部输运区设置从外围到中心的光生载流子输运电极图形，从而将局部发射极区的光生载流子输运到局域中心电极上，焊带直接焊接在局域中心电极来实现载流子的输运，从而省去了主栅电极的印刷，可节省20.12％的银浆用量；

(2)银电极在光伏组件长期的户外运行环境中非常容易被氧化，氧化银的电阻远大于纯银电极，从而导致光伏组件的焦耳热损耗，也进一步加剧了组件的功率衰减和失效风险；而焊带是镀锡铜芯结构，锡银合金结构比纯银电极更耐氧化。本实用新型的设计大大减少了主栅银电极的用量，用焊带取代传统的主栅银电极，因此大大降低了光伏组件的焦耳热损耗，以及由此产生的功率衰减和失效风险。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型实施例1的发射极层的电极图；

图2为本实用新型实施例1的局部发射极区的电极图；

图3为本实用新型实施例1中局部发射极区中的光生电子输运路径图；

图4为本实用新型中两个晶硅电池片的串联示意图；

图5为本实用新型实施例2的发射极层的电极图；

图6为本实用新型实施例2的局部发射极区的电极图；

图7为本实用新型实施例3的发射极层的电极图；

图8为本实用新型实施例3的局部发射极区的电极图；

图9为本实用新型实施例4的发射极层的电极图；

图10为本实用新型实施例4的局部发射极区的电极图；

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图2，本实用新型具有硅片主体，所述硅片主体上设有发射极层，发射极层的正面由电介质层构成；所述发射极层被分割成多个局部发射极区；局部发射极区呈5*5的阵列排布；每个局部发射极区均印制有用于收集局部发射极区产生的光生载流子的外围电极1，以及用于与焊带5联接的局域中心电极2；外围电极1围设在局部中心电极2的外部；每个局部发射极区内的外围电极1包括两个对称设置的细栅线组；每个局部发射极区内位于两个细栅线组对称的对称轴线上设有空白印刷区3；空白印刷区3由电介质层构成，对称设置的细栅线组通过空白印刷区3不形成电联接；所述细栅线组包括多条平行设置且相互不形成电联接的细栅线11；细栅线11呈C形；两个细栅线组从其最外围的细栅线11至最内围的细栅线11相互对应且形成矩形，本实施例中呈正方形；各细栅线11和局部中心电极2通过一根搭接细栅电极4形成电联接。

同时外围电极1和局域中心电极2的制备方法包括丝网印刷、电镀、磁控溅射、蒸镀和沉积。

相邻的外围电极1之间形成共用边界，即外围电极1最外围的细栅线11与相邻外围电极1最外围的细栅线11之间具有共用边界；同时，横向排布的五个局部发射极区通过一根搭接细栅电极4将横向排布的五个外围电极1和横向排布的五个局部中心电极2形成电联接，如图1所示。

见图3局部发射极区中的光生电子输运路径图可知，光生电子经PN结的内建电场分离开后，首先传输到外围电极1上，作为光生电子的第一级输运。外围电极1通过搭接细栅电极4来实现光生电子的传导，搭接细栅电极4将从外围电极1上收集到的光生电极输运到局域中心电极2上。

图4所示为两个晶硅电池片的串联示意图，由此图可知外围电极1实现从发射极层中收集光生电子作为光生电子的第一级输运，局域中心电极2实现从搭接细栅电极4传导来的光生电子作为光生电子的第二级输运，焊带5实现从局域中心电极2传导来的光生电子作为第三级输运，焊带5的一端联接晶硅电池片的局域中心电极2，另一端联接相邻晶硅电池片的背面主栅电极，从而实现两个晶硅电池片之间的光生电子输运。

空白印刷区3的设置目的是节省银浆的耗量，因为焊带5在与局域中心电极2通过焊接形成串联联接后，焊带5会造成阳光的遮挡损耗，而遮挡部分因为没有光照不会产生光生载流子，因此，通过设置空白印刷区3来节省银浆的用量，因此，外围电极1也可不采用两个对称设置的细栅线组的图形设计。

进一步地，相邻的外围电极1之间也可不设置共用边界，相邻的外围电极1之间可是电介质层。

此处基于实施例1的技术方案，模拟计算得到：本技术方案能降低20.12％的银浆耗量。模拟计算过程如下：

(实施例2)

见图5和图6，本实用新型中细栅线11呈圆弧形；两个细栅线组从其最外围的细栅线11至最内围的细栅线11相互对应且形成圆形；局部发射极区之间形成电介质区6；每个电介质区6内均印制有用于收集电介质区6产生的光生电子的边界电极7；所述边界电极7通过一根搭接细栅电极4与局部中心电极2电联接。搭接细栅电极4贯穿外围电极1和局部中心电极2后其两端分别与两个电介质区6内的边界电极7形成电联接。

其他技术特征与实施例1相同。

(实施例3)

见图7和图8，本实用新型中每个局部发射极区内的外围电极1包括多个围绕局部中心电极2设置的细栅线11，细栅线11呈齿轮状；相邻细栅线11形成电联接，位于最内层的细栅线11与局部中心电极2电联接。此时无需采用搭接细栅电极。

局部发射极区之间形成电介质区6；每个电介质区6内均印制有用于收集电介质区6产生的光生电子的边界电极7；边界电极7为一个点状电极；边界电极7通过连接细栅8与其四周的局部发射极区内的外围电极1形成电联接。

其他技术特征与实施例1相同。

(实施例4)

见图9和图10，本实用新型具有硅片主体，所述硅片主体上设有发射极层；所述发射极层被分割成多个局部发射极区；局部发射极区呈5*5的阵列排布；每个局部发射极区均印制有用于收集局部发射极区产生的光生载流子的外围电极1，以及用于与焊带5联接的局域中心电极2；外围电极1包括四个围绕局部中心电极2设置的细栅线组；所述细栅线组包括多条平行设置且相互不形成电联接的细栅线11；细栅线组呈三角状分布；相邻细栅线组的连接处为一根搭接细栅电极4，因此外围电极1包括四根搭接细栅电极4；每个细栅线组的细栅线11均与对应的搭接细栅电极4或者局部中心电极2形成电联接。

外围电极1、局域中心电极2和搭接细栅电极4的制备方法包括丝网印刷、电镀、磁控溅射、蒸镀和沉积。

相邻的外围电极1对应侧的细栅线11形成自然衔接，如图9所示。

(实施例5)

本实用新型中每个局部发射极区内的外围电极1包括多个相互平行且不形成电联接的细栅线11；细栅线11围绕局部中心电极2设置。其他技术特征与实施例1相同。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，具有硅片主体，所述硅片主体上设有发射极层；其特征在于：所述发射极层被分割成多个局部发射极区；每个局部发射极区均印制有用于收集局部发射极区产生的光生载流子的外围电极，以及用于与焊带联接的局域中心电极；外围电极围设在局部中心电极的外部；所述外围电极通过搭接细栅电极与局部中心电极形成电联接，或者外围电极直接与局部中心电极形成电联接。

2.根据权利要求1所述的一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其特征在于：局部发射极区之间形成电介质区；每个电介质区内均印制有用于收集电介质区产生的光生电子的边界电极；所述边界电极通过搭接细栅电极与局部中心电极形成电联接，或者直接与局部中心电极形成电联接，或者直接与外围电极形成电联接。

3.根据权利要求1或2所述的一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其特征在于：每个局部发射极区内的外围电极包括两个对称设置的细栅线组；每个局部发射极区内位于两个细栅线组对称的对称轴线上设有空白印刷区；空白印刷区由电介质层构成；所述细栅线组包括多条平行设置且相互不形成电联接的细栅线；搭接细栅电极与各细栅线电联接。

4.根据权利要求1或2所述的一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其特征在于：每个局部发射极区内的外围电极包括多个相互平行且不形成电联接的细栅线；细栅线围绕局部中心电极设置；各细栅线通过搭接细栅电极与局部中心电极电联接。

5.根据权利要求1或2所述的一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其特征在于：每个局部发射极区内的外围电极包括多个围绕局部中心电极设置的细栅线，相邻细栅线形成电联接，位于最内层的细栅线与局部中心电极电联接。

6.根据权利要求1所述的一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其特征在于：局部发射极区呈N*N的阵列排布，N≥1且为自然数。

7.根据权利要求1所述的一种降低银浆用量的晶硅太阳电池，其特征在于：相邻的外围电极之间形成自然衔接或者形成共用边界。