CN217239476U - 背电极结构及叠瓦太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种背电极结构及叠瓦太阳能电池，包括多个并行排列的金属电极，所述金属电极包括：多个宽部电极，多个所述宽部电极沿硅片的第一方向并排间隔设置；以及多个窄部电极，多个所述窄部电极沿硅片的第二方向并排间隔设置，所述窄部电极与所述宽部电极无间断搭接，且多个所述窄部电极与多个所述宽部电极配合构成梯子型结构；其中，所述宽部电极的宽度大于所述窄部电极的宽度。上述方案的背电极结构能够形成梯子型结构，能够有效减少印刷时的断栅数量，且由于宽度电极的宽度较之窄部电极要大，印刷时能够保证浆料使用量，提高叠瓦组件的端EL性能，提高太阳能电池的印刷加工质量和生产效率。

Description

背电极结构及叠瓦太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏电池技术领域，特别是涉及一种背电极结构及叠瓦太阳能电池。

背景技术

随着国家层面大力倡导光伏产业发展，太阳能电池的应用变得越来越广泛。太阳能电池根据其组成构造可以分为多种，而晶体硅太阳能电池因其优良的性能被给予了更多的关注。在现有的晶体硅太阳能电池中，其背面银电极通常采用如下几种结构形式：间隔型电极、等宽连续电极、连续“非”字形电极等。对于间隔型电极，电池经高温处理后虽然不会出现明显的弯曲现象，但电极易脱落，并且不利于电池切割再利用(即较大的电池切割成较小的电池)；对于等宽连续电极和连续“非”字形电极，虽然电池可任意切割成较小尺寸电池实现充分再利用，但此类型背面银电极容易出现印刷问题，如断栅，虚印，会影响组件端的EL和电池片的质量，同时降低生产效率。

所以如何通过优化叠瓦组件电池背面图形设计来减少印刷带来的问题，降低印刷产生的不良电池片数量，进而提升印刷质量和生产效率是需要解决的问题。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种背电极结构及叠瓦太阳能电池，旨在解决现有技术印刷质量差，生产效率低，影响叠瓦组件的端EL的问题。

一方面，本申请提供一种背电极结构，包括多个并行排列的金属电极，所述金属电极包括：

多个宽部电极，多个所述宽部电极沿硅片的第一方向并排间隔设置；以及

多个窄部电极，多个所述窄部电极沿硅片的第二方向并排间隔设置，所述窄部电极与所述宽部电极无间断搭接，且多个所述窄部电极与多个所述宽部电极配合构成梯子型结构；其中，所述宽部电极的宽度大于所述窄部电极的宽度。

上述方案的背电极结构中，多个沿第一方向并排间隔设置的宽部电极与多个沿第二方向并排间隔设置的窄部电极采用无间断搭接的连接方式，从而能够形成梯子型结构，能够有效减少印刷时的断栅数量，且由于宽度电极的宽度较之窄部电极要大，印刷时能够保证浆料使用量，提高叠瓦组件的端EL性能，提高太阳能电池的印刷加工质量和生产效率。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，每个所述金属电极包含的所述宽部电极的数量为 100～105个，包含的所述窄部电极的数量为1条。

在其中一个实施例中，相邻两个所述宽部电极的间距范围为3.0mm～ 3.02mm。

在其中一个实施例中，所述宽部电极的宽度范围为0.6mm～1.2mm，长度范围为1.0mm～1.8mm；所述窄部电极的宽度范围为0.4mm～0.6mm，长度为 208.5mm。

在其中一个实施例中，所述背电极结构还包括铝主栅，所述铝主栅与所述金属电极连接，所述铝主栅采用直通式结构，且所述铝主栅的宽度为1.2mm，长度为208mm。

在其中一个实施例中，所述宽部电极与所述窄部电极以及所述铝主栅分别垂直设置，所述窄部电极与所述铝主栅平行设置。

在其中一个实施例中，所述背电极结构还包括多个铝副栅，多个所述铝副栅并排间隔设置且均垂直连接于所述铝主栅。

在其中一个实施例中，多个所述铝副栅等距分布且采用宽度渐变结构设计，所述铝副栅的宽度渐变范围为0.1mm～0.25mm；相邻两个所述副栅线的间距 0.8mm～1.5mm。

在其中一个实施例中，所述背电极结构还包括PAD点和辅助背电场，所述 PAD点和所述辅助背电场与所述铝副栅连接。

另一方面，本申请还提供一种叠瓦太阳能电池，其包括：

硅片；以及

如上所述的背电极结构，所述背电极结构形成于所述硅片的背面。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本申请一实施例所述的背电极结构的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大结构图。

附图标记说明：

100、背电极结构；10、金属电极；11、宽部电极；12、窄部电极；20、铝主栅；30、铝副栅；40、PAD点；50、辅助背电场。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在太阳能电池产品中，以硅半导体材料为主，其中又以单晶硅和多晶硅为代表。由于太阳能电池的原材料具有广泛性，较高的转换效率和可靠性等优点，因而被市场广泛接受。非晶硅在民用产品上也有广泛的应用(如电子手表，计算器等)，但是它的稳定性和转换效率劣于结晶类半导体材料。化合物太阳能电池由于其材料的稀有性和部分材料具有公害，现阶段未被市场广泛采用。太阳能电池的主流产品的材料是半导体硅，是现代电子工业的必不可少的材料，同时以氧化状态的硅原料是世界上第二大的储藏物质。

如图1和图2所示，为本申请一实施例展示的一种背电极结构100。该背电极结构100包括多个并行排列的金属电极10，所述金属电极10包括：多个宽部电极11以及多个窄部电极12。

多个所述宽部电极11沿硅片的第一方向并排间隔设置；多个所述窄部电极 12沿硅片的第二方向并排间隔设置，所述窄部电极12与所述宽部电极11无间断搭接，且多个所述窄部电极12与多个所述宽部电极11配合构成梯子型结构；其中，所述宽部电极11的宽度大于所述窄部电极12的宽度。

本方案中，所采用的硅片形状为矩形。其中，第一方向可以指代硅片的长度方向或者宽度方向，第二方向可以指代硅片的宽度方向或者长度方向。例如本实施例中第一方向为硅片的宽度方向(即图1中的竖直方向)，第二方向为硅片的长度方向(即图1中的水平方向)。

上述方案的背电极结构100中，多个沿第一方向并排间隔设置的宽部电极 11与多个沿第二方向并排间隔设置的窄部电极12采用无间断搭接的连接方式，从而可形成梯子型结构，该连接方式能够有效减少印刷时的断栅数量，且由于宽度电极的宽度较之窄部电极12要大，印刷时能够保证浆料使用量，提高叠瓦组件的端EL性能，提高太阳能电池的印刷加工质量和生产效率。

有必要说明的是，EL英文全称Electro Luminescence即电致发光，也可以叫电子发光检测。通过利用晶体硅的电致发光原理，配合高分辨率的红外相机拍摄晶体硅的近红外图像，通过图像软件对获取成像图像进行分析处理从而对太阳能电池片、光伏组件等的缺陷判定。

在其中一个实施例中，每个所述金属电极10包含的所述宽部电极11的数量为100～105个，包含的所述窄部电极12的数量为1条。如此，在简化金属电极10的结构的基础上可以大幅增加电极分布密度，从而有助于提升叠瓦太阳能电池的电池密度。

在其中一个实施例中，相邻两个所述宽部电极11的间距范围为3.0mm～3.02mm。如本实施例中相邻两个宽部电极11的间距采用3.01mm。该间距下的宽部电极11方便进行印刷加工，同时又能够保证一定的电极分布密度。

在其中一个实施例中，所述宽部电极11的宽度范围为0.6mm～1.2mm，长度范围为1.0mm～1.8mm。如本实施例中较佳的宽度电极的宽度采用0.9mm，长度采用1.4mm。设计的宽部电极11宽度较大，有效的保证了印刷效果，降低印刷时断栅数量，同时维持了背银电极总面积不变。

在其中一个实施例中，所述窄部电极12的宽度范围为0.4mm～0.6mm，长度为208.5mm。如本实施例中较佳的窄部电极12的宽度采用0.5mm。

在其中一个实施例中，所述背电极结构100还包括铝主栅20，所述铝主栅 20与所述金属电极10连接，所述铝主栅20采用直通式结构，且所述铝主栅20 的宽度为1.2mm，长度为208mm。进一步地所述背电极结构100还包括多个铝副栅30，多个所述铝副栅30并排间隔设置且均垂直连接于所述铝主栅20。铝副栅30通过背面激光开槽与硅片基体相连，实现硅片基体区的电流沿横向收集，然后传输到铝主栅20，最后经铝主栅20导出。

本方案中，所述宽部电极11与所述窄部电极12以及所述铝主栅20分别垂直设置，所述窄部电极12与所述铝主栅20平行设置。因而宽部电极11、窄部电极12和铝主栅20相互连接可靠，且制造成型简单。

在上述实施例的基础上，多个所述铝副栅30等距分布且采用宽度渐变结构设计，所述铝副栅30的宽度渐变范围为0.1mm～0.25mm；相邻两个所述副栅线的间距0.8mm～1.5mm。

请继续参阅图1，此外，在上述任一实施例的基础上，所述背电极结构100 还包括PAD点40和辅助背电场50，所述PAD点40和所述辅助背电场50与所述铝副栅30连接。PAD点40和辅助背电场50均保持常规的叠瓦太阳能电池的背面图形设计。

综上之外，本方案中的背电极结构100的制备方案为：1.激光开槽及图形：采用与铝副栅30对应的激光开槽图形，在背电极结构100的铝副栅30区和铝细主栅区对应位置处进行激光开槽。而银电极区不进行激光开槽，此非开槽区域规格随银电极的设计规格而定。在本发明优选方案下，该非开槽区优选梯子形，宽部电极11宽度1.8mm，长度0.6-0.75mm，窄部电极12宽度0.2，长度 208mm。2.背面银电极(即金属电极10)；采用丝网印刷方式采，在硅片背面对应位置制备的银电极。3.PAD点40：采用丝网印刷方式，在硅片背面对应位置印刷PAD点40。4.辅助背电场50制备：采用本实用新型设计的背面电场图案，通过丝网印刷方式制备铝电场，其中采用高精度相机抓拍激光MARK点方式进行对位，确保精度，优先选用目数360目、线径16μm、沙厚28μm、膜厚16 μm的网板。

另一方面，本申请还提供一种叠瓦太阳能电池，其包括：硅片；以及如上任一实施例所述的背电极结构100，所述背电极结构100形成于所述硅片的背面。

叠瓦太阳能电池的制备方法：本发明采用如下技术路线，以单晶P型硅片为例：

1、制绒：采用单晶P型硅片，用碱进行正面和背面制绒形成绒面结构。

2、扩散：将制绒后硅片，用三氯氧磷和硅片在高温下进行反应，使正面扩散形成PN发射结。扩散后正表面薄层的方块电阻为150-170Ω/□之间。

3、激光SE：利用扩散后的磷硅玻璃为磷源，在扩散后硅片的正面且对应正电极栅线的金属化区域进行激光掺杂，形成重掺杂区，从而在硅片正面实现选择发射极的结构，重掺杂区的方块电阻为80-90Ω/□之间。

4、热氧：将激光SE后硅片通氧进行氧化。

5、去PSG：将热氧化后硅片，用HF去除背面及周边PSG。

6、碱抛：将去PSG后的硅片进行背面和边缘抛光，正面去PSG。

7、氧化退火：将碱抛后的硅片进行氧化及退火处理。

8、背面沉积钝化膜：在退火后的硅片背面制备钝化膜。

9、正面沉积减反膜：在硅片的正面制备钝化及减反射层。

10、背面激光：采用本方案在硅片背面钝化膜上进行激光开孔。

11、背面电极制备：采用本方案制备背面电极。

12、正电极主栅区印刷：采用正银浆料，在印刷了背面电极的硅片上丝网印刷制备正面电极。

13、烧结：将印刷正面电极的硅片进行共烧结，烧结峰值温度720-800℃

14、电注入：将烧结后的电池片进行电注入处理。

15、成品：将产品电池片测试、分选、包装入库。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种背电极结构，包括多个并行排列的金属电极，其特征在于，所述金属电极包括：

多个宽部电极，多个所述宽部电极沿硅片的第一方向并排间隔设置；以及

多个窄部电极，多个所述窄部电极沿硅片的第二方向并排间隔设置，所述窄部电极与所述宽部电极无间断搭接，且多个所述窄部电极与多个所述宽部电极配合构成梯子型结构；其中，所述宽部电极的宽度大于所述窄部电极的宽度。

2.根据权利要求1所述的背电极结构，其特征在于，每个所述金属电极包含的所述宽部电极的数量为100～105个，包含的所述窄部电极的数量为1条。

3.根据权利要求1所述的背电极结构，其特征在于，相邻两个所述宽部电极的间距范围为3.0mm～3.02mm。

4.根据权利要求1所述的背电极结构，其特征在于，所述宽部电极的宽度范围为0.6mm～1.2mm，长度范围为1.0mm～1.8mm；所述窄部电极的宽度范围为0.4mm～0.6mm，长度为208.5mm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的背电极结构，其特征在于，所述背电极结构还包括铝主栅，所述铝主栅与所述金属电极连接，所述铝主栅采用直通式结构，且所述铝主栅的宽度为1.2mm，长度为208mm。

6.根据权利要求5所述的背电极结构，其特征在于，所述宽部电极与所述窄部电极以及所述铝主栅分别垂直设置，所述窄部电极与所述铝主栅平行设置。

7.根据权利要求5所述的背电极结构，其特征在于，所述背电极结构还包括多个铝副栅，多个所述铝副栅并排间隔设置且均垂直连接于所述铝主栅。

8.根据权利要求7所述的背电极结构，其特征在于，多个所述铝副栅等距分布且采用宽度渐变结构设计，所述铝副栅的宽度渐变范围为0.1mm～0.25mm；相邻两个所述副栅线的间距0.8mm～1.5mm。

9.根据权利要求7所述的背电极结构，其特征在于，所述背电极结构还包括PAD点和辅助背电场，所述PAD点和所述辅助背电场与所述铝副栅连接。

10.一种叠瓦太阳能电池，其特征在于，包括：

硅片；以及

如上述权利要求1至9任一项所述的背电极结构，所述背电极结构形成于所述硅片的背面。

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