CN220233205U - 一种无主栅异质结太阳能电池及其组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无主栅异质结太阳能电池及其组件，属于太阳能电池组件技术领域，解决了现有的无主栅异质结太阳能电池焊接性能差的问题。一种无主栅异质结太阳能电池，包括电池主体和设置在所述电池主体正面和背面的多条相互平行的细栅电极，每个所述细栅电极包括多个第一细栅电极，相邻两个所述第一细栅电极之间设有第二细栅电极，所述第二细栅电极的两头分别与相邻的两个所述第一细栅电极搭接，所述第二细栅电极的中间部分形成焊接定位凹槽。本实用新型的太阳能电池结构既能保证细栅电极的良好导电性能同时能够兼顾细栅电极的良好焊接性能。

Description

一种无主栅异质结太阳能电池及其组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池组件技术领域，尤其涉及一种无主栅异质结太阳能电池及其组件。

背景技术

太阳能电池是一种光电转换半导体器件，通常是由一种或者两种以上具有吸收太阳光并且转化成电的半导体材料结合在一起形成同质结(homo junction)或者异质结(hetero junction)的二极管结构。半导体材料吸收环境的太阳光产生电子和空穴的载流子，通常称为光生载流子，经过二极管的内建电场分离后电子和空穴分别集聚到n型和p型半导体区形成电势。为了有效地把电子和空穴输送到外部电路，通常在前表面(第一受光面)和后表面(第二受光面)制作金属电极，金属电极与半导体材料形成良好的电学接触，把光生载流子有效地输送到外部电路。

异质结(Hetero junction，HJT)电池主要通是在n型硅片的正/背面沉积本征α-Si:H层，然后分别制备p型α-Si:H层和n型α-Si:H层，再采用低温银浆经丝网印刷、烘干固化得到；实际生产中，还可以在硅片表面沉积透明导电氧化物薄膜(TCO)之后再进行金属化制程。上述异质结太阳能电池是其中一种新型高效的电池技术，其综合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点，由于异质结太阳能电池的温度劣化系数小，且双面发电因此具有很大的市场潜力，其已成为业内的研究与突破重点。

能源危机下光伏产业发展迅速，进一步推广光伏应用的关键是提高太阳能电池片的光电转换效率，降低电池片的制作成本。

多主栅(Multi busbar)电池和组件技术，即在主栅线上设置多个面积较大的焊点，焊点以外的连接线设计成与细栅线接近的细线，这种方式虽然可以降低银耗量以及主栅线对受光面的遮挡，但是，银浆耗量仍然很高，单片M10(182mm*182mm)尺寸异质结太阳能电池的银浆消耗量在140mg以上，仍然高于常规晶体硅太阳能电池，同时大面积的栅线增加了遮光面积，需要对金属电极的结构和工艺进一步改进，降低高银耗量所带来的高成本以及光遮挡所产生的效率损失。为减少栅线对电池表面的遮挡和进一步降低电极制作成本，无主栅电池技术成为研究的热点。

现行的无主栅电池是直接去除太阳电池正背面的主栅线(如图1所示)，但是因焊带与副栅线的接触点小很容易出现焊偏、虚焊(焊接拉力不合格)或无法焊接的异常情况，同时，因为细栅线偏重于电流收集，在浆料的选择上会偏重于导电性能的选取，使得浆料和电池主体表面和互联带的粘附力上会有所下降，这个问题在由低温工艺制作而成的异质结太阳能电池中显得更加严重。

实用新型内容

鉴于上述分析，本实用新型旨在提供一种无主栅异质结太阳能电池及其组件，以解决现有的无主栅异质结太阳能电池焊接性能差的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种无主栅异质结太阳能电池，包括电池主体和设置在所述电池主体正面和背面的多条相互平行的细栅电极，每个所述细栅电极包括多个第一细栅电极，多个所述第一细栅电极在一条直线上且非连续分布，相邻两个所述第一细栅电极之间设有第二细栅电极，所述第二细栅电极的两头分别与相邻的两个所述第一细栅电极搭接，所述第二细栅电极的中间部分形成焊接定位凹槽。

进一步地，所述第一细栅电极与所述第二细栅电极使用的金属浆料不同。

进一步地，所述第一细栅电极的导电性能优于所述第二细栅电极。

进一步地，所述第二细栅电极与所述电池主体的粘附力大于所述第一细栅电极与所述电池主体的粘附力。

进一步地，所述第二细栅电极的宽度不小于所述第一细栅电极的宽度。

进一步地，相邻两个所述第一细栅电极之间的间距为0.1mm-3.0mm。

进一步地，所述第一细栅电极与所述第二细栅电极的搭接长度为0.01mm-0.1mm。

进一步地，所述电池主体包括硅基体、设置于所述硅基体正面的第一本征含硅薄膜、第一导电类型掺杂的含硅薄膜和第一透明导电薄膜，以及设置于所述硅基体背面的第二本征含硅薄膜、第二导电类型掺杂的含硅薄膜和第二透明导电薄膜。

一种无主栅异质结太阳能电池组件，包括多个上述技术方案所述的太阳能电池及连接多个太阳能电池的互联带。

进一步地，所述互联带与所述细栅电极的连接点位于所述焊接定位凹槽内，且所述互联带与所述第二细栅电极焊接。

本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

(1)本实用新型的太阳能电池利用两次印刷分别印刷导电性能好的第一细栅和用于连接第一细栅的具有良好焊接性能和粘附力的第二细栅，该结构既能保证细栅电极的良好导电性能同时能够兼顾细栅电极的良好焊接性能。

(2)本实用新型的太阳能电池利用第一细栅和第二细栅堆叠产生的高低差结构形成的焊接定位凹槽，防止焊接和层压偏移的产生，进一步提升无主栅异质结电池的焊接性能和电池组件的良品率。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为现有技术的无主栅异质结太阳能电池片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的无主栅异质结太阳能电池的结构示意图；

图3为图2的A部分的局部放大图；

图4为图3的正视图；

图5为本实用新型实施例的无主栅异质结太阳能电池组件的结构示意图；

图6为图5的B部分的局部放大截面示意图。

附图标记：

10-电池主体，20-细栅电极，21-第一细栅电极，22-第二细栅电极，30-焊接定位凹槽，40-互联带。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，现有的无主栅异质结电池直接去除太阳能电池正背面的主栅线，互联带与副栅线焊接连接多个电池片形成电池组件，但由于副栅线比较细，互联带与副栅线的接触点小，容易出现偏焊、虚焊或无法焊接的异常情况，电池片的焊接性能差，导致电池组件的良品率较低。

实施例1

鉴于以上分析，本实用新型的一个实施例，如图2所示，公开了一种无主栅异质结太阳能电池，包括电池主体10和设置在电池主体10正面和背面的多条相互平行的细栅电极20，每个细栅电极20包括多个第一细栅电极21，多个第一细栅电极21在一条直线上且非连续分布，相邻两个第一细栅电极21之间设有第二细栅电极22，第一细栅电极21和第二细栅电极22分两次分别印刷在电池主体10上，第二细栅电极22的两头分别与相邻的两个第一细栅电极21搭接。

本实施例中，如图4所示，由于第二细栅电极22的两头分别与相邻的两个第一细栅电极21搭接，使得第二细栅电极22与第一细栅电极21搭接的两头高出第二细栅电极22的中间部分，在第二细栅电极22中间形成焊接定位凹槽30，互联带40垂直于细栅电极20设置且位于焊接定位凹槽30内，从而连接多个细栅电极20。此外，焊接定位凹槽30为互联带40提供了定位和焊接点，防止焊接和层压偏移的产生，提高了无主栅异质结太阳能电池的焊接性能，从而提高电池组件的良品率。

进一步地，如图3所示，第二细栅电极22的宽度L2不小于第一细栅电极21的宽度L1，以保证第二细栅电极22与第一细栅电极21之间，以及第二细栅电极22与互联带40之间连接的可靠性。

进一步地，第一细栅电极21与第二细栅电极22使用的金属浆料不同。

进一步地，第二细栅电极22与电池主体10和/或互联带40的粘附力大于第一细栅电极21与电池主体10和/或互联带40的粘附力，第一细栅电极21的导电性能优于第二细栅电极22，第一细栅电极21和第二细栅电极22分两次印刷，在保证细栅电极20的良好的导电性能的同时能够兼顾细栅电极20的焊接性能。

进一步地，如图4所示，相邻两个第一细栅电极21之间的间距W1为0.1mm-3.0mm，第一细栅电极21与第二细栅电极22搭接长度W2为0.01mm-0.1mm。

本实施例中，电池主体10包括硅基体、设置于硅基体正面的第一本征含硅薄膜、第一导电类型掺杂的含硅薄膜和第一透明导电薄膜，以及设置于硅基体背面的第二本征含硅薄膜、第二导电类型掺杂的含硅薄膜和第二透明导电薄膜。

进一步地，第一本征含硅薄膜和/或第二本征含硅薄膜为微晶、纳米、非晶的硅、氧化硅或碳化硅等薄膜层中的一种性能相同的单层或一种性能不同的多层或者几种的叠层或者混合的含硅薄膜。

优选地，第一本征含硅薄膜和/或第二本征含硅薄膜的厚度为1～50nm。

进一步地，第二导电类型掺杂的含硅薄膜和/或第一导电类型掺杂的含硅薄膜为微晶、纳米、非晶的硅、氧化硅或碳化硅等薄膜层中的一种性能相同的单层或一种性能不同的多层或者几种的叠层或者混合的含硅薄膜。

优选地，第二导电类型掺杂的含硅薄膜和/或第一导电类型掺杂的含硅薄膜的厚度为1～50nm。

进一步地，第一透明导电薄膜和/或第二透明导电薄膜为掺杂的一种或多种金属氧化物或氮化物的多层或叠层或者混合物。

进一步地，金属氧化物为氧化铟、氧化锡、氧化锌、氧化镉或氮化钛中的一种或多种，金属氮化物为氮化钛，掺杂元素是铟、锡、钙、铝、镉、锌、铈或氟中的一种或多种。

优选地，第一透明导电薄膜和/或第二透明导电薄膜的厚度为1～100nm。

实施例2

本实用新型的一个实施例，如图5所示，公开了一种无主栅异质结太阳能电池组件，包括多个实施例1的太阳能电池及连接多个太阳能电池的互联带40，如图6所示，互联带40与细栅电极20的连接点位于焊接定位凹槽30内，且与第二细栅电极22焊接，连接多个太阳能电池，形成太阳能电池组件。

与现有技术相比，本实施例提供的无主栅异质结太阳能电池组件的有益效果与实施例1提供的无主栅异质结太阳能电池的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，包括电池主体(10)和设置在所述电池主体(10)正面和背面的多条相互平行的细栅电极(20)，每个所述细栅电极(20)包括多个第一细栅电极(21)，多个所述第一细栅电极(21)在一条直线上且非连续分布，相邻两个所述第一细栅电极(21)之间设有第二细栅电极(22)，所述第二细栅电极(22)的两头分别与相邻的两个所述第一细栅电极(21)搭接，所述第二细栅电极(22)的中间部分形成焊接定位凹槽(30)。

2.根据权利要求1所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一细栅电极(21)与所述第二细栅电极(22)使用的金属浆料不同。

3.根据权利要求2所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一细栅电极(21)的导电性能优于所述第二细栅电极(22)。

4.根据权利要求2所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二细栅电极(22)与所述电池主体(10)的粘附力大于所述第一细栅电极(21)与所述电池主体(10)的粘附力。

5.根据权利要求1所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二细栅电极(22)的宽度不小于所述第一细栅电极(21)的宽度。

6.根据权利要求1所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，相邻两个所述第一细栅电极(21)之间的间距为0.1mm-3.0mm。

7.根据权利要求1所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一细栅电极(21)与所述第二细栅电极(22)的搭接长度为0.01mm-0.1mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的无主栅异质结太阳能电池，其特征在于，所述电池主体(10)包括硅基体、设置于所述硅基体正面的第一本征含硅薄膜、第一导电类型掺杂的含硅薄膜和第一透明导电薄膜，以及设置于所述硅基体背面的第二本征含硅薄膜、第二导电类型掺杂的含硅薄膜和第二透明导电薄膜。

9.一种无主栅异质结太阳能电池组件，其特征在于，包括多个权利要求1-8任一项所述的太阳能电池及连接多个太阳能电池的互联带(40)。

10.根据权利要求9所述的无主栅异质结太阳能电池组件，其特征在于，所述互联带(40)与所述细栅电极(20)的连接点位于所述焊接定位凹槽(30)内，且所述互联带(40)与所述第二细栅电极(22)焊接。