CN220710325U - 太阳能电池及其电极印刷结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种太阳能电池及其电极印刷结构，电极印刷结构包括主栅和副栅，主栅包括细主栅以及间隔分布于细主栅上的第一焊盘，细主栅的两端均设有第二焊盘以及连接于第二焊盘的鱼叉结构，副栅包括多条平行间隔排布的细栅，且部分细栅与第一焊盘相连接并与细主栅相垂直。本申请的太阳能电池及其电极印刷结构，将鱼叉结构设置于主栅中，不仅可以减少副栅中的银浆用量，而且设置在主栅中的鱼叉结构相对于将鱼叉结构设置于副栅，鱼叉结构在电极印刷结构中的设置高度得到降低，从而可以有效降低银浆的使用成本；同时，可以降低烧穿性银浆正背面实际接触面积，以减少钝化破坏提升开路电压，继而提升光电转换效率并改善DH可靠性。

Description

太阳能电池及其电极印刷结构

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其电极印刷结构。

背景技术

大力发展可再生能源已成为全球能源革命和应对气候变化的主导方向和一致行动。近年来，光伏发电作为重要的可再生能源发电技术取得了快速发展，已成为清洁、低碳并具有价格竞争力的能源。光伏发电生产环节主要包含硅料、硅片、电池和组件等4个环节，每个环节的生产过度中都涉及一些辅材的使用。其中浆料为硅片是电池生产环节中所以使用的核心辅材，不仅成本占比仅次于硅料，贵金属价格高，而且也直接决定电池片的导电性能。

目前以TOPCon电池为代表的N型电池成为电池片的重要迭代方向。N型电池是天然的双面电池，其正面、背面均采用正面银浆，光伏银浆消耗量显著高于P型，降低银浆耗量使度电成本不断降低，带动投资收益率的不断提升，是当下一光伏发电产业发展的恒久追求，也是当下急需突破降耗瓶颈，提升产品竞争力及生命力的首要目标和技术性问题。

相关技术中，TOPCon电池正背面均采用高网目胶膜、乳剂网版选择性在金属化区域图形开孔印刷，非金刷化区域封闭印刷。常规TOPCon多主栅电池的采用分步印刷，正背面金属化图形主要由主栅和副栅构成，优先印刷主栅后副栅套印搭接主栅上，最终通过组件焊带大小焊盘、正极主栅导出。然而，SMBB(Super Multi-Busbar)技术经过长期开发，各焊盘尺寸已达到极限值，主栅根数逐步增加值18BB，窄线宽技术受限于银浆印刷特性及网版开口匹配，开发日益艰难，通过SMBB(小焊盘、多主栅技术)以及窄线宽技术进行进一步降低烧穿性银浆及非烧穿性银浆用量，减少正背面金属接触面积，降低钝化层破坏和少子复合，用以提升光电转换效率。如图1所示，主栅由大焊盘1.1、细主栅1.2、小焊盘1.3组成。如图2所示，副栅由细栅2.1、鱼叉2.2组成。如图3和图4所示，多个细栅2.1横向均匀、平行分布排布，且细栅2.1与纵向等间距平行阵列的细主栅1.2垂直相交。副栅通过特制银浆烧结制备倒刺结构，并与硅基形成欧姆接触，以收集载流子，从而行成电流汇集到主栅上。

其中主栅主要功能为汇流导电，故所用银浆为非烧穿性浆料，浆料固含量相对细栅偏低一般为80％-89％固含，银浆拓展大、高度低。副栅主要功能为接触硅基进行接触通路且正面需要具备一定的塑性高宽比优势，浆料固含量相对主栅略高，一般固含量为89％-98％，银浆拓展小，高度高。因此，在制备太阳能电池正背面金属化过程中，副栅的银浆价格高于主栅的银浆价格，且相同印刷面积下副栅银浆耗量高于主栅银浆，这种结构不利于降低银浆用量，导致制造成本居高不下。

其中副栅银浆因具备烧穿性特性，直接决定正面钝化层的破坏程度以及钝化效果，过大的烧穿性银浆接触，金属复合大，开路电压低，继而影响光电转换效率，且DH(湿热实验)可靠性不佳。

发明内容

基于此，提供一种太阳能电池及其电极印刷结构，以解决如何在减少银浆用量以降低制造成本的同时，兼顾减小金属复合提升开路电压以提升光电转换效率并改善DH可靠性的问题。

一方面，本申请提供一种电极印刷结构，包括：

主栅，所述主栅包括细主栅以及间隔分布于所述细主栅上的第一焊盘，所述细主栅的两端均设有第二焊盘以及连接于所述第二焊盘的鱼叉结构；

副栅，所述副栅包括多条平行间隔排布的细栅，且部分所述细栅与所述第一焊盘相连接并与所述细主栅相垂直。

在其中一个实施例中，所述鱼叉结构包括两根分叉线，两根所述分叉线的一端与所述第二焊盘相连接，另一端形成有触角，所述触角用于与所述细栅相连接。

在其中一个实施例中，在远离所述第二焊盘的方向上，两根所述分叉线之间的距离逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述副栅包括细栅鱼叉，所述细栅鱼叉连接于两条所述细栅之间，且其中一端与所述分叉线的所述触角相连接。

在其中一个实施例中，所述细栅鱼叉位于与其相连接的分叉线的延长线上。

在其中一个实施例中，所述细栅鱼叉远离所述触角的一端与所述副栅的位于最边缘的所述细栅相连接。

在其中一个实施例中，连接于所述细栅鱼叉的所述细栅与所述细栅鱼叉通过银浆印刷成型于一体。

在其中一个实施例中，所述第二焊盘的两侧分别设有用于搭接连接所述细栅的搭接部，所述搭接部的延伸方向与所述细主栅相垂直。

在其中一个实施例中，连接于同一个所述第二焊盘的所述鱼叉结构与所述细主栅通过银浆印刷成型于一体。

另一方面，本申请提供一种太阳能电池，包括上述的电极印刷结构。

上述的太阳能电池及其电极印刷结构，电极印刷结构包括主栅和副栅，主栅包括细主栅以及间隔分布于细主栅上的第一焊盘，细主栅的两端均设有第二焊盘以及连接于第二焊盘的鱼叉结构，副栅包括多条平行间隔排布的细栅，且部分细栅与第一焊盘相连接并与细主栅相垂直。这种将鱼叉结构设置于主栅中，不仅可以减少副栅中的银浆用量，而且设置在主栅中的鱼叉结构相对于将鱼叉结构设置于副栅，鱼叉结构在电极印刷结构中的设置高度得到降低，从而可以有效降低银浆的使用成本；同时，基于在电极印刷结构中，主栅为非烧穿型银浆，副栅为烧穿型银浆，因此将鱼叉结构设置于主栅中，可以降低烧穿性银浆正背面实际接触面积，以减少钝化破坏提升开路电压，继而提升光电转换效率，且改善了DH可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术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申请的一些实施例，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实施例的附图。

图1为相关技术中的电极印刷结构的主栅结构示意图。

图2为相关技术中的电极印刷结构的副栅结构示意图。

图3为相关技术中的电极印刷结构的主栅和副栅搭接结构示意图。

图4为图3示出的电极印刷结构的局部结构放大示意图。

图5为本申请一实施方式的电极印刷结构的主栅结构示意图。

图6为本申请一实施方式的电极印刷结构的副栅结构示意图。

图7为本申请一实施方式的电极印刷结构的主栅和副栅搭接结构示意图。

图8为图7示出的电极印刷结构的局部结构放大示意图。

图9为本申请一实施方式的电极印刷结构中，与细主栅连接的鱼叉结构示意图。

图10为本申请一实施方式的电极印刷结构中，与细栅连接的细栅鱼叉的结构示意图。

图11为本申请一实施方式的电极印刷结构中，细栅鱼叉与鱼叉结构的搭接示意图。

附图标记说明：

10、主栅；11、细主栅；12、第一焊盘；13、第二焊盘；131、搭接部；14、鱼叉结构；141、分叉线；142、触角；20、副栅；21、细栅；22、细栅鱼叉。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

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。

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。

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”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申请和简化描述，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申请的限制。

本申请提供一种太阳能电池，从太阳能电池的电极印刷结构的结构上进行改进，以改变不同性质银浆用量占比的同时减小银浆用量降低制造成本兼顾减小金属复合提升开路电压继而提升光电转换效率，实现低成本、高效率。

为了便于理解，下面对相关技术中的电极印刷结构中的主栅和副栅加以说明。诚如背景技术提及的相关技术中，结合图1至图4所示，主栅由大焊盘1.1、细主栅1.2、小焊盘1.3组成。副栅由细栅2.1、鱼叉2.2组成。多个细栅2.1横向均匀、平行分布排布，且细栅2.1与纵向等间距平行阵列的细主栅1.2垂直相交。副栅通过特制银浆烧结制备倒刺结构，并与硅基形成欧姆接触，以收集载流子，从而行成电流汇集到主栅上。

其中主栅主要功能为汇流导电，故所用银浆为非烧穿性浆料，浆料固含量相对细栅偏低一般为80％-89％固含，银浆拓展大、高度低。副栅主要功能为接触硅基进行接触通路且正面需要具备一定的塑性高宽比优势，浆料固含量相对主栅略高，一般固含量为89％-98％，银浆拓展小，高度高。因此，在制备太阳能电池正背面金属化过程中，副栅的银浆价格高于主栅的银浆，且相同印刷面积下副栅的银浆耗量高于主栅的银浆耗量，这种结构不利于降低银浆用量，导致制造成本居高不下。

而且，副栅银浆因具备烧穿性特性，直接决定正面钝化层的破坏程度以及钝化效果，过大的烧穿性银浆接触，金属复合大，开路电压低，继而影响光电转换效率。

对此，本申请提出一种改进的太阳能电池的电极印刷结构，通过对电极印刷结构的结构进行改进，减小银浆用量，以在降低制造成本的同时，兼顾减小金属复合提升开压继而提升光电转换效率，从而实现低成本、高效率。

为进一步理解本申请的技术方案，下面结合具体实施例，以N型TOPCon电池为例对本申请进行说明。

结合图5至图7所示，其中，图5为本申请一实施方式的电极印刷结构的主栅结构示意图；图6为本申请一实施方式的电极印刷结构的副栅结构示意图；

图7为本申请一实施方式的电极印刷结构的主栅和副栅搭接结构示意图。太阳能电池的电极印刷结构包括主栅10和副栅20。主栅10包括细主栅11以及间隔分布于细主栅11上的第一焊盘12。细主栅11为多条，多条细主栅11平行间隔设置。细主栅11的数量具体可以为10-20条，例如，在一些实施方式中，细主栅11为10条、15条或20条。每条细主栅11的两端均设有第二焊盘13以及连接于第二焊盘13的鱼叉结构14。副栅20包括多条平行间隔排布的细栅21，且部分细栅21与第一焊盘12相连接并与细主栅11相垂直。这种将鱼叉结构14设置于主栅10中，不仅可以减少副栅20中的银浆用量，而且设置在主栅10中的鱼叉结构14相对于将鱼叉结构14设置于副栅20，鱼叉结构14在电极印刷结构中的设置高度得到降低，从而可以有效降低银浆的使用成本。基于在电极印刷结构中，主栅10为非烧穿型银浆，副栅20为烧穿型银浆，因此将鱼叉结构14设置于主栅10中，可以降低烧穿性银浆正背面实际接触面积，以减少钝化破坏提升开路电压，继而提升光电转换效率。并且，由于主栅10为非烧穿型银浆，副栅20为烧穿型银浆，鱼叉结构14设置于主栅10中，在湿热环境下产生的腐蚀性，相比将鱼叉结构设置在副栅20中要低，继而本申请的电极印刷结构在DH(湿热实验)中，可靠性良好，改善了DH可靠性。

结合图8和图9所示，鱼叉结构14包括两根分叉线141，两根分叉线141的一端与第二焊盘13相连接，另一端形成有触角142。触角142用于与细栅21相连接，以便将鱼叉结构14收集的载流子传输至细栅21。需要说明的是，在远离第二焊盘13的方向上，两根分叉线141之间的距离逐渐增大。触角142的形状可以为圆形，也可以为矩形，对于触角142的形状，在此不做限定。在一些实施方式中，触角142为圆形时，直径的取值范围为80mm-200mm，比如圆形的触角142的直径为80mm、90mm、110mm、130mm、150mm、180mm或者200mm。如此便可以提供足够大的连接面积以与细栅21稳定连接，并避免尺寸过大而造成材料浪费。在一些实施方式中，触角142为矩形时，其边长的取值范围可以为80mm-200mm。对于触角142的尺寸，在此不做赘述。

结合图10和图11所示，副栅20包括细栅鱼叉22，细栅鱼叉22连接于两条细栅21之间，且其中一端与分叉线141的触角142相连接。通过这种结构设置，使得细栅鱼叉22可以作为鱼叉结构14的延续，即细栅鱼叉22构成鱼叉结构14的末端，以优化鱼叉结构14的末端载流子收集能力，改善组件及电池端EL测试环境中的鱼叉末端发黑现象，以提升电池及组件成品率。

细栅鱼叉22位于与其相连接的分叉线141的延长线上，即细栅鱼叉22与分叉线141位于同一直线上，这种结构设置不仅稳定，且在印刷银浆以形成细栅鱼叉22和分叉线141时可以维持间接的布线路径，提升加工效率。

需要说明的是，细栅鱼叉22的长度和分叉线141的长度可以为任意比值。

优先地，细栅鱼叉22远离触角142的一端与副栅20的位于最边缘的细栅21相连接，以利于利用细栅鱼叉22将收集的载流子输送至位于副栅20的最边缘的细栅21中。

连接于细栅鱼叉22的细栅21与细栅鱼叉22通过银浆印刷成型于一体，继而可以实现细栅21与细栅鱼叉22的同步印刷。这种结构设置，有利于维持细栅鱼叉22和细栅21之间的平整度，继而在利用电池测试系统对包含有电极印刷结构进行IV测试时，可以降低IV探针压试产生碎片的风险，并且有利于降低组件的焊带出现空焊、虚焊等不良，以提升产品品质及可靠性。

在一些实施方式中，连接于同一个第二焊盘13的鱼叉结构14与细主栅11通过银浆印刷成型于一体，继而可以实现鱼叉结构14、第二焊盘13与细主栅11的同步印刷。如此，鱼叉结构14与第二焊盘13直接相连形成电性互联进行导通，第二焊盘13的表面的平整度更优并且没有高度差异，继而在利用电池测试系统对包含有电极印刷结构进行IV测试时，可以降低IV探针压试产生碎片的风险，并且有利于降低组件的焊带出现空焊、虚焊等不良，以提升产品品质及可靠性。

结合图9和图11所示，第二焊盘13的两侧分别设有用于搭接连接细栅21的搭接部131，搭接部131的延伸方向与细主栅11相垂直，以利于与位于第二焊盘13两侧的细栅21电性连接。搭接部131与细栅21的延伸方向相一致，从而不容易出现断裂。

可理解地，本申请的电极印刷结构中，印刷主栅10的金属银浆为非烧穿型80％-89％固含量银浆。印刷副栅20的金属银浆为烧穿型89％-98％固含量银浆。对于主栅10和副栅20所采取的金属银浆的材料，在此不做限定。只要本申请的电极印刷结构的这种结构设置下，将鱼叉结构14设置在主栅10，主栅10采取的银浆固含量较低，从而可以减少烧穿型银浆损耗。而且，由于主栅10的金属银浆的银浆固含量比副栅20的金属银浆的银浆固含量低，受浆料固含及其有机载体拓展影响，低固含在下墨量一致情况下，烧结后实际高度低，继而本申请的电极印刷结构中，将鱼叉结构14设置于主栅10也可以降低鱼叉结构14的高度，从而可以减少钝化破坏提升开路电压，继而提升光电转换效率。

需要说明的是，第一焊盘12和第二焊盘13可以分别为是小焊盘和大焊盘，即第一焊盘12的面积小于第二焊盘13的面积。

进一步的，在鱼叉结构14与副栅20中的细栅鱼叉22相连接的实施方式中，可以采取印刷方式实现彼此搭接。

鱼叉结构14的分叉线141与细栅鱼叉22的搭接处可为矩形、椭圆形等。优选为矩形，其宽度设定为40mm-120mm，长度设定为90mm-240mm。如此设置，有利于在利用硬刷机台印制电极印刷结构时，控制印刷机台套印搭接偏移量，改善偏移导致的成品不良。

在一些实施方式中，鱼叉结构14的分叉线141与细栅鱼叉22的搭接处的宽度为40mm，长度为90mm。

或者，鱼叉结构14的分叉线141与细栅鱼叉22的搭接处的宽度为40mm，长度为240mm。

或者，鱼叉结构14的分叉线141与细栅鱼叉22的搭接处的宽度为120mm，长度为90mm。

或者，鱼叉结构14的分叉线141与细栅鱼叉22的搭接处的宽度为120mm，长度为240mm。

或者，鱼叉结构14的分叉线141与细栅鱼叉22的搭接处的宽度为80mm，长度为180mm。

下面以图1至图4示出的电极印刷结构作为对比例为例，与本申请实施例提供的电极印刷结构进行测验，可获得如下表1的参数：

表1为对比例以及本申请的实施例中的各项参数

由表1可知，本申请实施例的太阳能电池与对比例相比，整合后光电转换效率进一步提升，且银浆耗量节省了35.2mg，从而可以有效降低银浆的使用成本。

需要说明的是，在本申请的实施方式中，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。在本申请的描述中，“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。

在本申请中，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申请中的具体含义。

在本申请中，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。

以上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。

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

Claims (10)

1.一种电极印刷结构，其特征在于，包括：

主栅(10)，所述主栅(10)包括细主栅(11)以及间隔分布于所述细主栅(11)上的第一焊盘(12)，所述细主栅(11)的两端均设有第二焊盘(13)以及连接于所述第二焊盘(13)的鱼叉结构(14)；

副栅(20)，所述副栅(20)包括多条平行间隔排布的细栅(21)，且部分所述细栅(21)与所述第一焊盘(12)相连接并与所述细主栅(11)相垂直；

其中，所述鱼叉结构(14)包括两根分叉线(141)，两根所述分叉线(141)的一端与所述第二焊盘(13)相连接，另一端形成有触角(142)，所述副栅(20)包括细栅鱼叉(22)，所述细栅鱼叉(22)连接于两条所述细栅(21)之间，且其中一端与所述分叉线(141)的所述触角(142)相连接。

2.根据权利要求1所述的电极印刷结构，其特征在于，所述触角(142)的形状为圆形，所述触角(142)的直径的取值范围为80mm-200mm。

3.根据权利要求1所述的电极印刷结构，其特征在于，在远离所述第二焊盘(13)的方向上，两根所述分叉线(141)之间的距离逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的电极印刷结构，其特征在于，所述触角(142)的形状为矩形，所述触角(142)的边长的取值范围为80mm-200mm。

5.根据权利要求1所述的电极印刷结构，其特征在于，所述细栅鱼叉(22)位于与其相连接的分叉线(141)的延长线上。

6.根据权利要求4所述的电极印刷结构，其特征在于，所述细栅鱼叉(22)远离所述触角(142)的一端与所述副栅(20)的位于最边缘的所述细栅(21)相连接。

7.根据权利要求4所述的电极印刷结构，其特征在于，连接于所述细栅鱼叉(22)的所述细栅(21)与所述细栅鱼叉(22)通过银浆印刷成型于一体。

8.根据权利要求2所述的电极印刷结构，其特征在于，所述第二焊盘(13)的两侧分别设有用于搭接连接所述细栅(21)的搭接部(131)，所述搭接部(131)的延伸方向与所述细主栅(11)相垂直。

9.根据权利要求1所述的电极印刷结构，其特征在于，连接于同一个所述第二焊盘(13)的所述鱼叉结构(14)与所述细主栅(11)通过银浆印刷成型于一体。

10.一种太阳能电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电极印刷结构。