CN219677265U - 一种双面异质结主栅结构电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双面异质结主栅结构电池，包括：异质结衬底、第一主栅结构和第二主栅结构；异质结衬底包括第一表面和第二表面，第一主栅结构设置在第一表面，第二主栅结构设置在第二表面；第一主栅结构和第二主栅结构均包括：多条主栅线和多条副栅线；主栅线沿第一方向延伸，副栅线沿第二方向延伸，与主栅线相交；每条主栅线包括多个焊点，以及连接多个焊点的一条或多条连接线。通过在异质结衬底上设置第一主栅结构和第二主栅结构，使得电池背面也具有与电池正面相同的主栅结构，能够有效提升电池正面和背面的电流的传递能力，增强电池性能，提高光伏板功率。

Description

一种双面异质结主栅结构电池

技术领域

本申请涉及异质结电池技术领域，尤其涉及一种双面异质结主栅结构电池。

背景技术

光伏发电作为一种高效环保的绿色能源被广泛使用。

光伏板是一种利用光能转换成电能的组件，是光伏发电中的重要组成部分。光伏板由一系列光伏电池组成，每片光伏电池都可以吸收太阳能，并将太阳能转换成电能。

然而，传统的光伏电池的电流传输能力较弱，降低了光伏板的功率。

实用新型内容

本申请提供了一种双面异质结主栅结构电池，以解决光伏电池电流传输能力较弱的问题。

本申请提供了一种双面异质结主栅结构电池，包括：

异质结衬底、第一主栅结构和第二主栅结构；

所述异质结衬底包括相背设置的第一表面和第二表面，所述第一主栅结构设置在所述第一表面，所述第二主栅结构设置在所述第二表面；

所述第一主栅结构和所述第二主栅结构均包括：

多条主栅线和多条副栅线；

所述多条主栅线沿第一方向延伸，并沿第二方向间隔并列设置，所述第一方向与所述第二方向不同；

所述多条副栅线沿第二方向延伸，并沿第一方向间隔并列设置，与所述多条主栅线相交；

每条所述主栅线包括多个焊点，以及连接所述多个焊点的一条或多条连接线。

本申请一些实施例中，各个所述主栅线上的焊点的分布方式相同。

本申请一些实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。

本申请一些实施例中，每条所述主栅线上的所述焊点的数量大于或等于4。

本申请一些实施例中，在每条所述主栅线上，两端的所述焊点与其相邻所述焊点之间具有第一距离；

所述第一距离大于其余任意相邻的所述焊点之间的距离。

本申请一些实施例中，所述第二主栅结构中的所述副栅线的数量大于所述第一主栅结构中的所述副栅线的数量。

本申请一些实施例中，所述异质结衬底包括：N型晶硅衬底；

所述N型晶硅衬底包括相背设置的第三表面和第四表面；

所述第三表面依次沉积有第一本征非晶硅钝化层、N型非晶/微晶硅窗口层、第一透明导电膜；所述第一透明导电膜背离所述N型非晶/微晶硅窗口层的一侧设有所述第一表面；

所述第四表面依次沉积有第二本征非晶硅钝化层、P型非晶/微晶硅发射层、第二透明导电膜；所述第二透明导电膜背离所述P型非晶/微晶硅发射层的一侧设有所述第二表面。

本申请一些实施例中，双面异质结主栅结构电池还包括电极，设置在所述第一透明导电膜和第二透明导电膜上。

本申请一些实施例中，所述第一主栅结构、所述第二主栅结构和所述电极均为Ag。

本申请一些实施例中，所述第一透明导电膜和所述第二导电膜为ITO、AZO或FTO中的一种或多种。

本申请提供的双面异质结主栅结构电池，包括：异质结衬底、第一主栅结构和第二主栅结构；异质结衬底包括相背设置的第一表面和第二表面，第一主栅结构设置在第一表面，第二主栅结构设置在第二表面；第一主栅结构和第二主栅结构均包括：多条主栅线和多条副栅线；多条主栅线沿第一方向延伸，并沿第二方向间隔并列设置，第一方向与第二方向不同；多条副栅线沿第二方向延伸，并沿第一方向间隔并列设置，与多条主栅线相交；每条主栅线包括多个焊点，以及连接多个焊点的一条或多条连接线。通过异质结衬底上设置第一主栅结构和第二主栅结构，使得电池背面也具有与电池正面相同的主栅结构，能够有效提升电池正面和背面的电流的传递能力，增强电池性能，提高光伏板功率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的双面异质主栅结构电池的爆炸图；

图2是本申请实施例提供的第一主栅结构的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的第二主栅结构的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的异质结衬底的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的双面异质结主栅结构电池的制备方法的流程图。

图示说明：

1-异质结衬底；11-第一表面；12-第二表面；13-N型晶硅衬底；131-第三表面；132-第四表面；14-第一本征非晶硅钝化层；15-N型非晶/微晶硅窗口层；16-第一透明导电膜；17-第二本征非晶硅钝化层；18-P型非晶/微晶硅发射层；19-第二透明导电膜；2-第一主栅结构；21-主栅线；211-焊点；212-连接线；22-副栅线；3-第二主栅结构；4-电极。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例，都属于本申请的保护范围。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”、“内”、“外”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

光伏发电作为一种高效环保的绿色能源被广泛使用。采用光伏电池进行光能发电能够有效减小碳排放。

光伏板作为光伏发电中的重要组成部分，是一种利用光能转换成电能的组件。光伏板是由一系列光伏电池组成，光伏电池可以吸收太阳能，并将太阳能转换成电能。

然而传统的光伏电池的电流导通量有限，电流的传输能力较弱，严重影响光伏板转换的电量，降低光伏板的功率。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种双面异质结主栅结构电池，应用范围较广，可以用于光伏板中，当然还可以应用在其他领域。双面异质结主栅结构电池通过异质结衬底配合双面多主栅结构能够有效提升电流的传输能力，提高电池性能，提升光伏板功率。

图1为本申请实施例提供的双面异质主栅结构电池的爆炸图。

参见图1，本申请实施例中的双面异质结主栅结构电池包括异质结衬底1、第一主栅结构2和第二主栅结构3。

异质结衬底1包括相背设置的第一表面11和第二表面12，第一主栅结构2设置在异质结衬底1的第一表面11上，第二主栅结构3设置在异质结衬底1的第二表面12上。

其中，第一表面11可以为异质结衬底1的上表面，可以理解为双面异质结主栅结构电池的正面，第二表面12可以为异质结衬底1的下表面，可以理解为双面异质结主栅结构电池的背面。也就是说，本申请实施例提供的电池为具有异质结衬底1的双面主栅结构电池。

图2是本申请实施例提供的第一主栅结构2的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的第二主栅结构3的结构示意图。

参见图1、图2和图3，本申请实施例提供的第一主栅结构2和第二主栅结构3均包括多条主栅线21和多条副栅线22，其中，多条主栅线21和多条副栅线22相交设置。

具体地，多条主栅线21沿第一方向A延伸，并沿第二方向B间隔并列设置。任意两条主栅线21之间的距离可以相同，也可以不同。

多条副栅线22沿第二方向B延伸，并沿第一方向A间隔并列设置。

其中，第一方向A与第二方向B不同。示例性的，如图1所示，第一方向A可以为双面异质结主栅结构电池的宽度方向，第二方向B可以为双面异质结主栅结构电池的长度方向。

在一些实施例中，第一方向A与第二方向B相互垂直。

在本申请实施例提供的双面异质主栅结构电池中，副栅线22用于引导电流，主栅线21用于收集副栅线22所引导的电流，以实现主栅结构(例如：第一主栅结构2和第二主栅结构3)的电流导通能力。其中，主栅结构的电流导通能力与其包含的主栅线21与副栅线22的数量有关。一般来说，副栅线22数量越多，引导的电流越多，主栅线21数量越多，收集的电流越多，主栅结构导通的电流量越多。副栅线22数量越少，引导的电流越少，主栅线21数量越少，收集的电流越少，主栅结构导通的电流量越少。

在一些实施例中，主栅线21的数量可以为9至40条。

示例的，主栅线21的数量可以为9条、10条、15条、20条、25条、30条、35条或40条，还可以为9至40条中未示出的其他条数。

在一些实施例中，副栅线22的数量为大于或等于120条。

示例的，副栅线22的数量可以为120条、130条、140条、150条、160条、170条、180条或190条，还可以为大于或等于120条中未示出的其他条数。

在一些实施例中，第一主栅结构2和第二主栅结构3可以采用银浆制备工艺得到。在银浆制备工艺中，银浆的使用量与主栅线21和副栅线22的数量有关，主栅线21和副栅线22的数量越多，银浆的使用量越多，主栅线21和副栅线22的数量越少，银浆的使用量越少。因此，为降低银浆的使用量，可以在主栅线21数量增加的同时，调节副栅线22的数量以及截面尺寸，实现主栅线21和副栅线22耗银量的配合，在提升电流导通能力的同时，降低生产成本。

在一些实施例中，每条主栅线21可以包括多个焊点211和连接线212，其中，连接线212可以为一条也可以为多条。多个焊点211沿第一方向A间隔设置。其中：

每条主栅线21包括一条连接线212时，一条连接线212可以沿第一方向A连接该条主删线21所包含的所有焊点211。

每条主栅线21包括多条连接线212时，每条连接线212可以沿第一方向A连接该条主删线21上的任意相邻的两个或者多个焊点211。

这里需要说明的是，连接线212的数量可根据实际的生产需求和工艺确定，具有多条连接线212的主栅线21与具有一条连接线212的主栅线21均具备良好的电流导通能力。

其中，任意两条主栅线21之间的距离可以相同，也可以不同。

在一些实施例中，多条主栅线21上的焊点211的分布方式相同。

参见图2和图3，以主栅线21的数量为9条为例，沿着第二方向B，各个主栅线21上的第一个焊点211的高度H相同。同样的，各个主栅线21上的第N个焊点211的高度也相同。其中，高度可以是该焊点211与该条主栅线21的端点之间的距离。

这样，通过在各个主栅线21上设置分布方式相同的焊点211，使得焊点211在异质结衬底1的第一表面11和第二表面12能够均匀分布，有效增强电池电流的传输能力。

本申请实施例提供的异质结衬底1具备对称结构，通过在异质结衬底1上设置第一主栅结构2和第二主栅结构3，能够增强双面异质结主栅结构电池的电流导通量，进而实现双面发电优势，有效提升光伏板的功率，降低电池耗银量，有效减小电阻欧姆损失。

本申请实施例提供的双面异质结主栅结构电池可以单独使用，也可以两个或者两个以上组合使用。其中：

单独使用时，每个双面异质结主栅结构电池都可以作为一个完整的光伏电池。

组合使用时，可以将两个或者两个以上的双面异质结主栅结构电池进行拼接，作为一个完整的光伏电池。以完整的光伏电池包含两个双面异质结主栅结构电池为例，每个双面异质结主栅结构电池可以称作半片的光伏电池。

示例性的，以完整的光伏电池尺寸为210mm*210mm为例，半片光伏电池的尺寸为210mm*105mm。

当本申请实施例中的双面异质结主栅结构电池为完整的光伏电池时，利用双面的主栅结构，能够有效提升电流的传输能力，增强电池性能。

当本申请实施例中的双面异质结主栅结构电池为半片光伏电池时，两片双面异质结主栅结构电池可组成一个完整的光伏电池。在提升电流的传输能力、增强电池性能的前提下，有效缩小整体体积。而且，双面异质结主栅结构电池作为半片光伏电池时，不仅可以多片配合使用，还可以在特定的场景下单独使用，提高使用率。

本申请实施例提供的双面异质结主栅结构电池，在异质结衬底1的两侧设置第一主栅结构2和第二主栅结构3，使得电池背面也具有与电池正面相同的主栅结构，能够有效提升电池正面和背面的电流的传递能力。

继续参见图2，在一些实施例中，主栅线21上两端的焊点211与相邻的焊点211之间具有第一距离，第一距离大于其余任意相邻的焊点211之间的距离。也就是说，位于主栅线21延伸方向两端的端部的焊点211与相邻焊点211之间的距离相等，且均为第一距离，而其余任意两个焊点211之间的距离均小于第一距离。

在具体实现中，位于主栅线21延伸方向两个端部的焊点211以外的其余任意的焊点211与其相邻焊点211之间的距离相等且小于第一距离，以实现焊点211的均匀分布。

在具体实现中，每条主栅线21上的焊点211的数量大于或等于4。

示例性的，每条主栅线21上的焊点211的数量可以为4、5或10等任意大于4的数值。

继续参见图3，在一些实施例中，第二主栅结构3中的副栅线22的数量大于第一主栅结构2中副栅线22的数量。通过增加第二主栅结构3中副栅线22的数量，可以有效增加电池背面引导电流以及汇总电流的功能，提高电池能效。

图4为本申请实施例提供的异质结衬底1的结构示意图。

参见图4，异质结衬底1包括N型晶硅衬底13。

N型晶硅衬底13可以包括相背设置的第三表面131和第四表面132。第三表面131和第四表面132包括绒面凹陷结构，绒面凹陷结构可以降低反射率并提高光吸收率。该绒面凹陷结构可以采用化学试剂对N型晶硅衬底13的第三表面131和第四表面132进行制绒操作，去除N型晶硅衬底13表面机械损伤层、油污和金属杂质得到的。

在一些实施例中，绒面凹陷结构的形状可以为倒置的金字塔形状。

具有绒面凹陷结构的第三表面131和第四表面132可以有效减少反射损失。第三表面131和第四表面132可以对入射光进行多次折射，改变入射光在N型晶硅衬底13中的前进方向，不仅延长光程，还增加对红外光子的吸收，而且有较多的光子在靠近PN结附近产生光生载流子，从而增加光生载流子的收集几率。

而且，具有绒面凹陷结构的PN结的面积比未进行制绒的光面PN结的面积大很多，因而可以提高短路电流，转换效率也有相应提高。

在一些实施例中，第三表面131沉积有第一本征非晶硅钝化层14。利用本征非晶硅可以对N型晶硅衬底13的悬挂键形成良好的钝化，减少缺陷态，降低N型晶硅衬底13表面复合。

在一些实施例中，第一本征非硅晶钝化层14上沉积有N型非晶/微晶硅窗口层15。采用等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)沉积N型非晶/微晶硅窗口层15，形成PN结，建立内建电场，收集传输载流子。

在一些实施例中N型非晶/微晶硅窗口层15沉积有第一透明导电膜16。第一主栅结构2设置在第一透明导电膜16上。

具体地，第一透明导电膜16为透明材质，可以有效吸收光能。其中，第一透明导电膜16可以为铟锡金属氧化物ITO、偶氮化合物AZO或导电玻璃为掺杂氟的SnO₂导电玻璃(SnO₂:F)，简称为FTO中的一种或多种。

具体地，采用ITO、AZO或FTO中的多种时，第一透明导电膜16具体种类和结构可以根据双面异质结主栅结构电池的使用需求确定，在此不做限定。

第四表面132沉积有第二本征非晶硅钝化层17。利用本征非晶硅可以对N型晶硅衬底13的悬挂键形成良好的钝化，减少缺陷态，降低N型晶硅衬底13表面复合。

第二本征非硅晶钝化层17上沉积有P型非晶/微晶硅窗口层18。采用等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition PECVD)沉积P型非晶/微晶硅窗口层18，形成PN结，建立内建电场，收集传输载流子。

P型非晶/微晶硅窗口层18沉积有第二透明导电膜19。第二透明导电膜19上设置有第二主栅结构3。

具体地，第二透明导电膜19为透明材质，有效吸收光能。其中，第二透明导电膜19为铟锡金属氧化物ITO、偶氮化合物AZO或导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO₂:F)，简称为FTO中的一种或多种。

具体地，采用ITO、AZO或FTO中的多种时，第二透明导电膜19具体种类和结构可以根据双面异质结主栅结构电池的使用需求确定，在此不做限定。

需要说明的是，第一透明导电膜16和第二透明导电膜19的材质可以相同，也可以不同。

继续参见图4，本申请实施例提供的双面异质结主栅结构电池还包括电极4，分别设置在第一透明导电膜16和第二透明导电膜19上。

电极4用于导通电流，使电池可以进行放电操作。

在一种可行的实施例中，第一主栅结构2、第二主栅结构3和电极4可以采用银Ag。

Ag的理化性质均较为稳定，导热、导电性能很好，质软，富延展性，其反光率极高，可达99％以上。

图5为本申请实施例提供的一种双面异质结主栅结构电池的制备方法的流程图。

参见图5，双面异质结主栅结构电池的制备方法由步骤S100-S200实现：

步骤S100：在异质结衬底的第一表面丝网印刷第一主栅结构。

其中，第一主栅结构包括多条主栅线和多条副栅线，每条主栅线包括多个焊点、以及连接在多个焊点之间的一条或多条连接线。

具体地，丝网印刷技术主要是利用丝网图形部分网孔渗透浆料，非图形部分不渗透浆料的方式进行印刷。印刷时，先将具有丝网图形的丝网印板放置在待印刷的异质结衬底上，丝网印板具有待印刷图案，待印刷图案形成丝网图形部分。在丝网图形与异质结衬底上的待印刷图案位置重合后，刮刀下压，浆料在刮刀移动中被挤压，并透过丝网印板的图形部分在异质结衬底上成型，丝网图形印刷完成之后，移除丝网印板，丝网图形经烘干后即可成型。其中，浆料可以为Ag浆料。

丝网印刷第一主栅结构包括：分别印刷连接线、副栅线和焊点，或，同时印刷连接线、副栅线和焊点。

分别印刷连接线、副栅线和焊点可以为采用两张丝网印板，分别为第一丝网印板和第二丝网印板，第一丝网印板的图形部分与副栅线的形状和位置相同，第二丝网印板的图形部分与连接线和焊点的形状和位置相同。印刷时，可以先采用第一丝网印板印刷副栅线后，再采用第二丝网印板印刷连接线和焊点。

同时印刷连接线、副栅线和焊点可以为采用一张丝网印板，该丝网印板上的图形与连接线、副栅线和焊点的形状和位置均相同，采用该丝网印板将连接线、副栅线和焊点一次印刷形成。

具体地，丝网印刷顺序可以根据设备工况以及电池需求进行适应性调整，在此不做具体限定。

步骤S200：在异质结衬底的第二表面丝网印刷第二主栅结构。

其中，第二主栅结构包括多条主栅线和多条副栅线，每条主栅线包括多个焊点、以及连接在多个焊点之间的一条或多条连接线。

丝网印刷第二主栅结构包括：分别印刷连接线、副栅线和焊点，或，同时印刷连接线、副栅线和焊点。

其中，分别印刷连接线、副栅线和焊点可以为采用两张丝网印板，先印刷副栅线后印刷连接线和焊点。

同时印刷连接线、副栅线和焊点可以为采用一张丝网印板，将连接线、副栅线和焊点一次印刷形成。

具体地，丝网印刷顺序可以根据设备工况以及电池需求进行适应性调整，在此不做具体限定。

由上述方法制备得到的双面异质结主栅结构电池，通过在异质结衬底上设置第一主栅结构和第二主栅结构，使得电池背面也具有与电池正面相同的主栅结构，能够有效提升电池正面和背面的电流的传输能力，增强电池性能，提高组件功率。

需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种双面异质结主栅结构电池，其特征在于，包括：

异质结衬底(1)、第一主栅结构(2)和第二主栅结构(3)；

所述异质结衬底(1)包括相背设置的第一表面(11)和第二表面(12)，所述第一主栅结构(2)设置在所述第一表面(11)，所述第二主栅结构(3)设置在所述第二表面(12)；

所述第一主栅结构(2)和所述第二主栅结构(3)均包括：

多条主栅线(21)和多条副栅线(22)；

所述多条主栅线(21)沿第一方向延伸，并沿第二方向间隔并列设置，所述第一方向与所述第二方向不同；

所述多条副栅线(22)沿第二方向延伸，并沿第一方向间隔并列设置，与所述多条主栅线(21)相交；

每条所述主栅线(21)包括多个焊点(211)，以及连接所述多个焊点(211)的一条或多条连接线(212)。

2.根据权利要求1所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

各个所述主栅线(21)上的焊点(211)的分布方式相同。

3.根据权利要求1所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求1所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

每条所述主栅线(21)上的所述焊点(211)的数量大于或等于4。

5.根据权利要求4所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

在每条所述主栅线(21)上，两端的所述焊点(211)与其相邻所述焊点(211)之间具有第一距离；

所述第一距离大于其余任意相邻的所述焊点(211)之间的距离。

6.根据权利要求1所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

所述第二主栅结构(3)中的所述副栅线(22)的数量大于所述第一主栅结构(2)中的所述副栅线(22)的数量。

7.根据权利要求1所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

所述异质结衬底(1)包括：N型晶硅衬底(13)；

所述N型晶硅衬底(13)包括相背设置的第三表面(131)和第四表面(132)；

所述第三表面(131)依次沉积有第一本征非晶硅钝化层(14)、N型非晶/微晶硅窗口层(15)、第一透明导电膜(16)；所述第一透明导电膜(16)背离所述N型非晶/微晶硅窗口层(15)的一侧设有所述第一表面(11)；

所述第四表面(132)依次沉积有第二本征非晶硅钝化层(17)、P型非晶/微晶硅发射层(18)、第二透明导电膜(19)；所述第二透明导电膜(19)背离所述P型非晶/微晶硅发射层(18)的一侧设有所述第二表面(12)。

8.根据权利要求7所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，还包括：

电极(4)，设置在所述第一透明导电膜(16)和第二透明导电膜(19)上。

9.根据权利要求8所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

所述第一主栅结构(2)、所述第二主栅结构(3)和所述电极(4)均为Ag。

10.根据权利要求7所述的双面异质结主栅结构电池，其特征在于，

所述第一透明导电膜(16)和所述第二透明导电膜(19)为ITO、AZO或FTO中的一种或多种。