CN220873587U - 太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件。太阳能电池电极包括:多条栅线,多条栅线沿第一方向平行间隔排布;至少部分栅线包括第一连接部和第二连接部,第一连接部与第二连接部相互连接,第二连接部适于与焊带连接;其中,第二连接部沿第一方向的截面面积大于第一连接部沿第一方向的截面面积。通过设置第二连接部,以便焊带与栅线的连接操作,能够提升栅线与焊带的连接牢靠性;并且,本申请中的栅线可以采用相对较细的细栅结构即可满足使用以及与焊带的连接需求,这样,既能大幅减少制备栅线所需的浆料用量,又能降低栅线对电池表面的遮挡,从而有助于实现太阳能电池的降本提效。
Description
技术领域
本申请属于光伏技术领域,具体涉及一种太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件。
背景技术
太阳能作为新型能源,对太阳能的高效利用有助于缓解能源和环境的压力,太阳能电池作为太阳能发电站的核心部件,可以利用光电效应将太阳能转换为电能,随着太阳能电池技术的不断发展,太阳能电池的降本提效受到广泛关注。
相关技术中,太阳能电池的电极结构主要采用多条主栅线和若干条细栅线组成,主栅线与细栅线垂直交叉连接,细栅线用于收集电池片转换产生的电流,主栅线用于汇集细栅线上的电流,主栅线通过焊盘与焊带焊接后,将主栅线汇集的电流经由焊带引出到太阳能电池外部。
然而,采用相关技术中的电极结构,制造栅线所需的银浆耗量较大,增加了电池的制造成本,并且,较多的主栅线和细栅线对电池表面的遮挡较多,影响电池的转换效率。
此外,在采用有主栅电极结构的太阳能电池中,焊带与主栅线上设置的焊盘焊接固定,如果出现偏焊或虚焊,返修后容易造成细栅线出现断栅问题,因此,对焊带的焊接精度要求较高。
发明内容
本申请旨在提供一种太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件,能够解决采用相关技术中的电极结构,制造栅线所需的银浆耗量较大,且栅线对电池表面的遮挡较多的问题,同时,还便于焊带与栅线的连接操作,又能提升栅线与焊带的连接牢靠性。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提出了一种太阳能电池电极,包括:多条栅线,所述多条栅线沿第一方向平行间隔排布;
至少部分所述栅线包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与所述第二连接部相互连接,所述第二连接部适于与焊带连接;其中,所述第二连接部沿所述第一方向的截面面积大于所述第一连接部沿所述第一方向的截面面积。
可选地,所述栅线包括多个所述第一连接部和多个所述第二连接部;
多个所述第一连接部沿第二方向间隔排布,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述第二连接部嵌设于相邻两个所述第一连接部之间,相邻两个所述第一连接部通过所述第二连接部连接。
可选地,所述栅线包括所述第一连接部和多个所述第二连接部;
所述第一连接部沿第二方向延伸以形成栅线主体,所述第二方向垂直于所述第一方向;多个所述第二连接部间隔设置于所述栅线主体上,所述第二连接部与所述栅线主体连接。
可选地,所述多条栅线中每条所述栅线均包括所述第一连接部和所述第二连接部。
可选地,所述多条栅线中设有所述第一连接部和所述第二连接部的栅线为第一栅线,所述多条栅线中除所述第一栅线之外的栅线为第二栅线,所述第一栅线与所述第二栅线沿所述第一方向依次交替平行排布。
可选地,沿所述第一方向,相邻两条所述第一栅线之间的第二栅线的数量为N,满足:0≤N≤3。
可选地,所述第二栅线包括所述第一连接部,所述第一连接部沿第二方向延伸,所述第二方向垂直于所述第一方向。
可选地,所述第一连接部沿所述第一方向的最大宽度为W1μm,所述第二连接部沿所述第一方向的最大宽度为W2μm,满足:1.5≤W2/W1≤5。
可选地,所述第二连接部沿所述栅线的延伸方向的最大长度为Lμm,满足:100≤L≤300。
可选地,定义第三方向分别垂直于所述第一方向以及所述栅线的延伸方向,沿所述第三方向,所述栅线在所述第一连接部处的最大高度为H1μm,所述栅线在所述第二连接部处的最大高度为H2μm,满足:1.1≤H2/H1≤3。
可选地,所述第一连接部与所述第二连接部为分体成型结构。
可选地,所述第二连接部的焊接性优于所述第一连接部的焊接性。
第二方面,本申请实施例提出了一种太阳能电池,包括电池基体,所述电池基体的正面和/或背面设有上述任一项所述的太阳能电池电极。
第三方向,本申请实施例提出了一种光伏组件,包括上述的太阳能电池。
在本申请的实施例中,太阳能电池电极包括多条平行间隔排布的栅线,至少部分栅线包括第一连接部和第二连接部,设置第二连接部的截面面积大于第一连接部的截面面积,以便利用第二连接部与焊带连接,既方便焊带与栅线的连接操作,又能提升栅线与焊带的连接牢靠性。并且,本申请中的栅线可以采用相对较细的细栅结构即可满足使用以及与焊带的连接需求,这样,既能大幅减少制备栅线所需的浆料用量,又能降低栅线对电池表面的遮挡,从而有助于实现太阳能电池的降本提效。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本申请实施例的太阳能电池电极的俯视图;
图2是根据本申请实施例的一种太阳能电池电极的栅线的剖面图;
图3是根据本申请实施例的图2中的栅线的成型结构示意图;
图4是根据本申请实施例的另一种太阳能电池电极的栅线的剖面图;
图5是根据本申请实施例的图4中的栅线的成型结构示意图;
图6是根据本申请实施例的另一种太阳能电池电极的示意图;
图7是根据本申请实施例的又一种太阳能电池电极的示意图;
图8是根据本申请实施例的太阳能电池电极的栅线的俯视图;
图9是根据本申请实施例的太阳能电池电极中栅线与焊带的连接强度测试结果;
图10是根据常规的太阳能电池电极中栅线与焊带的连接强度测试结果;
图11是根据对比例的太阳能电池的电极结构的局部结构示意图。
附图标记:
100:栅线;101:第一连接部;102:第二连接部;100a:栅线主体;110:第一栅线;120:第二栅线;200:电池基体;X:第一方向;Y:第二方向;Z:第三方向。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”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,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在对本申请实施例提供的太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件进行解释说明之前,先对本申请实施例提供的太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件的应用场景做具体说明:
通常,太阳能电池包括多个电池片,每个电池片的正面和背面形成有电极,相关技术中,电池片表面形成的电极主要有两种结构,一种是有主栅电极结构,一种是无主栅电极结构。
其中,有主栅电极结构包括主栅线和细栅线,主栅线与细栅线垂直交叉连接,细栅线用于收集电池片转换产生的电流,主栅线用于汇集细栅线上的电流。同时,在主栅线上设有焊盘,利用焊带与焊盘焊接,从而将多个电池片串联形成电池串,每个电池片中主栅线所汇集的电流再经由焊带输送至电池外部。
然而,采用这种有主栅电极结构,在印刷制造栅线过程中,所需要的浆料耗量较大,生产成本较高,并且,栅线对电池片表面的遮挡较多,影响了电池片的转换效率,降低了电池的发电量。例如,在182mm的半片电池中,采用相关技术中的电极结构,印刷栅线需要的浆料耗量为100mg,栅线对电池片表面的遮光面积为513mm2。
此外,在采用有主栅电极结构的太阳能电池中,焊带与主栅线上设置的焊盘焊接固定,如果出现偏焊或虚焊,返修后容易造成细栅线出现断栅问题,因此,对焊带的焊接精度要求较高。
而采用另一种无主栅电极结构,在电池片表面只印刷细栅线,为了实现细栅线与焊带的连接,通常需要借助特定覆膜设备,将焊带铺设在预设胶膜上制成焊带网,之后将带有焊带网的胶膜铺设在电池片表面,通过层压粘接实现焊带与细栅线之间的欧姆连接。
然而,采用这种无主栅电极结构,虽然降低了印刷栅线所需的浆料耗量,但制作焊带网的成本很高,且需要借助特定的覆膜设备进行焊带的覆膜固定,与目前规模量产的串焊设备基本没有兼容性,增加了生产难度和设备成本。
本申请提供一种太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件,通过优化太阳能电池电极结构,既能降低印刷栅线的浆料耗量,减小电池表面的遮光面积,同时,还便于焊带与栅线的连接操作。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的太阳能电池电极、太阳能电池及光伏组件进行详细地说明。
如图1所示,根据本申请一些实施例的太阳能电池电极,包括:多条栅线100,多条栅线100沿第一方向X平行间隔排布;至少部分栅线100包括第一连接部101和第二连接部102,第一连接部101与第二连接部102相互连接,第二连接部102适于与焊带连接;其中,第二连接部102沿第一方向X的截面面积大于第一连接部101沿第一方向X的截面面积。
在本申请的实施例中,太阳能电池电极包括多条平行间隔排布的栅线100,至少部分栅线100包括第一连接部101和第二连接部102,设置第二连接部102的截面面积大于第一连接部101的截面面积,以便利用第二连接部102与焊带连接,既方便焊带与栅线100的连接操作,又能提升栅线100与焊带的连接牢靠性。并且,本申请中的栅线100可以采用相对较细的细栅结构即可满足使用以及与焊带的连接需求,这样,既能大幅减少制备栅线100所需的浆料用量,又能降低栅线100对电池表面的遮挡,从而有助于实现太阳能电池的降本提效。
需要说明的是,第二连接部102的截面形状可以呈方形、矩形、圆形、椭圆形梯形等形成,还可以呈其它由直线和/或曲线组合形成的任意形状,本申请实时对此不做限制。
本申请实施例中的电极可以应用于太阳能电池,实际使用中,可以采用丝网印刷工艺在太阳能电池的电池片表面印刷浆料以形成多条栅线100。
其中,太阳能电池可以包括HIT电池、HJT电池、HDT电池、PERC电池、PERL电池、PERT电池或TOPCOM电池中的一种。
当然,本申请实施例的电极还可以用于其他类型的太阳能电池,本领域技术人员可以根据实际需要选择应用场景,本申请在此不作限制。
具体地,设置多条栅线100沿第一方向X平行间隔排布,在多条栅线100中,有部分栅线100可以包括相互连接的第一连接部101和第二连接部102,其中,设置第二连接部102沿第一方向X的截面面积大于第一连接部101沿第一方向X的截面面积。通过在部分栅线100中设置截面面积相对较大的第二连接部102,以便利用第二连接部102与焊带连接,既方便实际的连接操作,又能增加栅线100与焊带的连接强度。
在具体地应用中,多条栅线100可以设置在电池基体200表面,通过栅线100中的第一连接部101与电池基体200表面欧姆连接,进而利用第一连接部101可以收集电池基体200光电转化产生的电流。利用第二连接部102可以与焊带连接,以便将第一连接部101收集的电流经由第二连接部102汇集到焊带中,再由焊带将电流输出至电池外部。
相较于常规的有主栅电极结构,采用本申请实施例中的电极结构,能够大幅减少制备栅线100所需的浆料用量,并且,能够降低栅线100对电池表面的遮挡,提升太阳能电池的转换效率。
并且,采用本申请实施例中的电极结构,在栅线100与焊带连接过程中,采用截面面积相对较大的第二连接部102与焊带接触,方便栅线100与焊带之间的焊接操作,降低了焊接难度,可以有效降低偏焊及断栅的风险。
同时,相较于常规的无主栅电极结构,采用本申请实施例中的电极结构,由于在栅线100中设有用于与焊带连接的第二连接部102,便于栅线100与焊带的焊接固定。这样,采用常规的串焊设备即可实现焊接操作,而不需要额外增加生产设备,能够大大降低生产复杂性和生产成本。
在一些实施例中,在多条栅线100中,将包括第一连接部101和第二连接部102的栅线100为第一栅线110,多条栅线100中除第一栅线110之外的栅线100为第二栅线120。其中,第二栅线120并不需要专门设置与焊带的连接点,因而可以采用相对较细的结构,这样,在满足栅线100的使用性能的同时,有助于降低浆料用量,以及降低对电池表面的遮挡。
其中,第二栅线120可以设为与第一连接部101相同或相近的结构,也可以将第二栅线120设置为其它结构,可以根据实际需要进行设置,本申请在此不做限制。
在一些实施例中,第一连接部101与第二连接部102可以选用相同的浆料制成,也可以选用不同的浆料制成。示例性地,第一连接部101和第二连接部102中至少一个可以选用银浆制成,或者选用铜浆外包裹银浆制成。
可选地,第二连接部102的焊接性优于第一连接部101的焊接性。
具体地,第一连接部101与第二连接部102可以选用不同的浆料制成,其中,第二连接部102所使用的浆料的焊接性能强于第一连接部101所使用的浆料的焊接性能,以使第二连接部102的焊接性优于第一连接部101的焊接性,以便通过第二连接部102可以更好地与焊带焊接固定。
其中,栅线100的焊接性可以通过栅线100与焊带的焊接能力来评价,例如,采用相同的焊接工艺,将第一连接部101与第二连接部102分别与相同的焊带进行焊接,对比二者之间的焊接工艺难易程度、焊接强度等性能指标以评价焊接性的大小。
需要说明的是,栅线100的焊接性还可以采用其它的检测方式进行测试,可以根据实际需要进行设置,本申请对此不作限定。
需要说明的是,制备栅线100的具体浆料可以根据实际需要进行选用,本申请实施例在此不做限制。
可选地,第一连接部101与第二连接部102为分体成型结构。
在本申请的实施例中,通过在电池基体200的表面分次制备形成第一连接部101和第二连接部102,并使第一连接部101和第二连接部102相互连接,进而利用第一连接部101起到收集电流的作用,利用第二连接部102起到与焊带连接的作用。这样,便于采用不同的成型工艺加工制得第一连接部101和第二连接部102,以满足第一连接部101和第二连接部102不同的加工和使用需求,方便实际的加工制造。
在一些实施例中,栅线100的成型可以采用丝网印刷实现,利用预设图形结构的印刷网版在电池基体200的表面印刷栅线100。具体地,可以先选用第一浆料和第一网版在电池基体200表面印刷出第一连接部101,然后,再选用第二浆料和第二网版在电池基体200表面印刷出第二连接部102,并使第二连接部102的位置与第一连接部101的位置相对应,从而由第一连接部101与第二连接部102可以形成栅线100。
其中,第一网版和第二网版的具体结构可以根据太阳能电池电极的具体结构来设计。第一浆料和第二浆料可以选用相同材料,也可以选用不同材料。本领域技术人员可以根据实际需要选用相应的浆料类型以及印刷网版结构,本申请实施例在此不做限制。
可选地,如图2和图3所示,栅线100包括多个第一连接部101和多个第二连接部102;多个第一连接部101沿第二方向Y间隔排布,第二方向Y垂直于第一方向X;第二连接部102嵌设于相邻两个第一连接部101之间,相邻两个第一连接部101通过第二连接部102连接。
在本申请的实施例中,通过设置栅线100中的第一连接部101沿第二方向Y间隔排布,并在相邻两个第一连接部101之间嵌设第二连接部102,由第一连接部101和第二连接部102依次连接形成完整的栅线100。这样,在满足利用第一连接部101的收集电流作用,以及第二连接部102的连接作用的同时,能够减小制备第一连接部101所需的浆料耗量,降低加工成本。
具体地,设置多条栅线100的排布方向为第一方向X,设置每条栅线100的延伸方向为第二方向Y,第一方向X垂直于第二方向Y。
在具体地应用中,如图2和图3所示,对于同一条栅线100,在制备过程中,可以先在电池基体200表面形成多个沿第二方向Y间隔排布的多个第一连接部101,在相邻两个第一连接部101之间存有间隙。进而,在间隙处进一步加工形成第二连接部102,使第二连接部102的两端分别与相邻两个第一连接部101连接,进而由多个第一连接部101和多个第二连接部102依次连接可以形成一条栅线100。
可选地,如图4和图5所示,栅线100包括第一连接部101和多个第二连接部102;第一连接部101沿第二方向Y延伸以形成栅线主体100a,第二方向Y垂直于第一方向X;多个第二连接部102间隔设置于栅线主体100a上,第二连接部102与栅线主体100a连接。
在本申请的实施例中,通过设置沿第二方向Y连续延伸的第一连接部101,由第一连接部101形成栅线主体100a,进而在栅线主体100a上间隔设置多个第二连接部102以形成栅线100。这样,采用连续结构的第一连接部101,有助于降低加工第一连接部101所需的印刷网版的设计复杂度,从而便于实际的制备加工。
在具体地应用中,如图4和图5所示,对于同一条栅线100,在制备过程中,可以根据栅线100的设计长度,直接加工形成相应长度的第一连接部101,进而在第一连接部101上再形成多个间隔排布的第二连接部102,使第二连接部102至少部分覆盖第一连接部101,由连续结构的第一连接部101和多个第二连接部102可以形成一条栅线100。
可以理解的是,由于本申请实施例的第二连接部102部分覆盖于第一连接部101的表面,在加工时对加工位置的精度要求相对较低,降低了加工难度,方便实际的加工操作。
可选地,如图1所示,多条栅线100中每条栅线均包括第一连接部101和第二连接部102。
在本申请的实施例中,通过设置多条栅线100中每条栅线均包括第一连接部101和第二连接部102,由第一连接部101和第二连接部102相互连接形成栅线100。这样,在实际使用中,每条栅线100均可以通过第二连接部102与焊带连接,进而确保了每条栅线100均能与焊带稳定连接,从而提升太阳能电池电极与焊带的连接强度和连接牢靠性。
可以理解的是,与常规的有主栅电极结构中的焊盘相比,采用本申请实施例中的电极机构,既保证了所有栅线100与焊带的稳定连接作用,同时,可以节省制备焊盘所需的工序以及材料损耗。并且,相较于常规的有主栅电极结构采用焊盘与焊带连接,本申请实施例中的多个第二连接部102与焊带连接的受力更加均匀,避免了局部应力集中的问题。
可选地,如图6和图7所示,多条栅线100中设有第一连接部101和第二连接部102的栅线100为第一栅线110,多条栅线100中除第一栅线110之外的栅线100为第二栅线120,第一栅线110与第二栅线120沿第一方向X依次交替平行排布。
在本申请的实施例中,设置第一栅线110与第二栅线120沿第一方向X依次交替平行排布,通过多个第一栅线110与焊带连接,即能满足与焊带的连接需求,而在第二栅线120中并不需要专门设置用于与焊带连接的结构,这样,有助于降低制备栅线100所需的浆料用量,降低加工成本。
具体地,在多个栅线100中,设置第一栅线110沿第一方向X排布,在每两个相邻的第一栅线110之间设置预设数量的第二栅线120。其中,第二栅线120可以采用相对较细的栅线100结构,而不需要设置类似第二连接部102的焊带连接结构。
在具体地应用中,当将栅线100与焊带连接时,使焊带与第一栅线110中的第二连接部102焊接固定,而焊带与第二栅线120之间直接搭接接触即可,这样,既能满足整个电极结构与焊带的连接需求,又能减少制备栅线100的浆料用量。
可选地,如图6所示,第二栅线120包括第一连接部101,第一连接部101沿第二方向Y延伸,第二方向Y垂直于第一方向X。
在本申请实施例中,通过设置第一连接部101沿第二方向Y以形成第二栅线120,这样,可以在加工第一栅线110的第一连接部101时,可以同时加工得到第二栅线120,方便实际的加工制造。同时,采用截面面积相对较小的第一连接部101形成第二栅线120,在满足第二栅线120的使用性能的同时,有助于降低制备第二栅线120所需的浆料用量,降低加工成本。
当然,第二栅线120还可以采用其它的结构,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置,本申请实施例对此不做限制。
可选地,如图6和图7所示,沿第一方向X,相邻两条第一栅线110之间的第二栅线120的数量为N,满足:0≤N≤3。
在本申请的实施例中,通过设置相邻两条第一栅线110之间的第二栅线120的数量,在满足整个电极结构的使用需求以及与焊带的连接需求的同时,有助于减少制备栅线100所需的浆料用量。
可以理解的是,如果所有的栅线100中均设有第二连接部102,可以实现每条栅线100与焊带的良好连接,但这种结构需要的浆料相对较多;而如果两条相邻的第一栅线110之间的第二栅线120的数量设置太多,会使得焊带与栅线100的连接点间隔太大,而影响了栅线100与焊带的连接稳定性。
因此,本申请实施例中通过合理设置相邻两条第一栅线110之间的第二栅线120的数量范围,在保证栅线100与焊带的连接性能的同时,降低制备栅线100所需的浆料用量。
可选地,如图8所示,第一连接部101沿第一方向X的最大宽度为W1μm,第二连接部102沿第一方向X的最大宽度为W2μm,满足:1.5≤W2/W1≤5。
在本申请的实施例中,通过设置栅线100中第二连接部102沿第一方向X的最大宽度W2与第一连接部101沿第一方向X的最大宽度W1的比值W2/W1的合理范围,以便于利用较大宽度的第二连接部102与焊带实现良好连接,方便实际的焊带连接操作。同时,通过控制W2/W1的比值范围上限,避免第二连接部102过宽而增加浆料的用量。
可以理解的是,通过设置第二连接部102沿第一方向X的最大宽度W2大于第一连接部101沿第一方向X的最大宽度W1,以便通过第二连接部102更好地与焊带连接。但如果第二连接部102宽度过宽,则会造成不必要的浆料浪费。
为此,本申请实施例中通过设置栅线100中第二连接部102的最大宽度W2与第一连接部101的最大宽度W1之间的比值W2/W1的合理范围,既能满足栅线100与焊带的连接需求,又能降低制备栅线100所需的浆料用量。
在一些实施例中,第二连接部102沿第一方向X的最大宽度W2与第一连接部101沿第一方向X的最大宽度W1之间的比值W2/W1可以设置为:1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5等任意数值或任意两个数值之间的范围。
在具体地应用中,沿第二方向Y,分别测量第一连接部101的宽度,以及测量栅线100在第二连接部102的宽度,并分别测量至少三个宽度值,将至少三个宽度值的最大值作为最终的测量值。
需要说明的是,在对第一连接部101和第二连接部102进行宽度测量时,所使用的测量工具及测量方法应保持一致,以减少设备误差和人为误差。当然,具体的测量方法以及测量工具可以根据实际需要进行选用,本申请实施例对此不做限制。
可选地,如图8所示,第二连接部102沿栅线100的延伸方向的最大长度为Lμm,满足:100≤L≤300。其中,栅线100的延伸方向平行于第二方向Y。
在本申请的实施例中,通过设置第二连接部102沿第二方向Y的最大长度L的合理取值范围,以便在保证栅线100能够通过第二连接部102与焊带稳定连接的同时,降低制备第二连接部102所需的浆料用量。
在一些实施例中,第二连接部102沿第二方向Y的最大长度L可以设置为:100μm、120μm、150μm、170μm、190μm、200μm、210μm、250μm、28μm、300μm等任意数值或任意两个数值之间的范围。
可选地,如图2和图4所示,定义第三方向Z分别垂直于第一方向X以及栅线100的延伸方向,沿第三方向Z,栅线100在第一连接部101处的最大高度为H1μm,栅线100在第二连接部102处的最大高度为H2μm,满足:1.1≤H2/H1≤3。
在本申请的实施例中,通过设置栅线100在第二连接部102处的最大高度H2与栅线100在第一连接部101处的最大高度H1之间的比值H2/H1的合理范围,既能满足栅线100与焊带的连接需求,又能降低制备栅线100所需的浆料用量。
可以理解的是,通过设置栅线100在第二连接部102处的最大高度H2大于栅线100在第一连接部101处的最大高度H1,设置高度相对较高的第二连接部102便于与焊带的连接操作。但如果栅线100在第二连接部102处的高度H2过高,既会造成浆料浪费,同时过高的第二连接部102在安装使用过程中还会与其他部件产生干扰。
在一些实施例中,之间的比值H2/H1可以设置为:1.1、1.2、1.5、1.8、2.0、2.3、2.5、2.6、2.8、3等任意数值或任意两个数值之间的范围。
在具体地应用中,沿第三方向Z,分别测量栅线100在第一连接部101处的高度,以及测量栅线100在第二连接部102处的高度,并分别测量至少三个高度值,将至少三个高度值的最大值作为最终的测量值。
需要说明的是,在对栅线100的不同部位进行高度测量时,所使用的测量工具及测量方法应保持一致,以减少设备误差和人为误差。当然,具体的测量方法以及测量工具可以根据实际需要进行选用,本申请实施例对此不做限制。
在一些实施例中,分别采用常规的有主栅电极结构以及本申请中的电极结构制备得到太阳能电池片,并对电池片的相关性能数据进行测试比较:
其中,对比例为印刷有常规的有主栅电极结构的太阳能电池片,该太阳能电池片的正面印刷有交叉设置的60条细栅线以及25条主栅线,背面印刷有100条细栅线以及25条主栅线,主栅线通过焊盘与焊带焊接,每条主栅线设置5个焊盘。如图11所示,图11示出了对比例的太阳能电池的电极结构的局部结构示意图。
其中,实施例为印刷有本申请实施例的电极结构的太阳能电池片,该太阳能电池片的正面印刷有60条平行设置的栅线100以及每条栅线100中设有25个第二连接部102,背面印刷有100条平行设置的栅线100以及每条栅线100中设有25个第二连接部102,且每条栅线100均由多个第一连接部101和多个第二连接部102依次交替连接形成,第二连接部102嵌设于相邻两个第一连接部101之间。
通过计算对比例和实施例中的栅线100印刷银浆耗量以及太阳能电池片的受光面积,具体的结果如表1:
表1
根据上述表1的内容可知,相较于对比例,采用本申请实施例中的电极结构,印刷栅线100所需的银浆耗量能够节省13.9mg,同时,每片太阳能电池片表面的受光面积可以增加0.58%。
进一步地,分别对上述两种太阳能电池片进行电性能测试,测试结果如表2:
表2
从表2中可以看出,本申请实施例的太阳能电池片相对于对比例的太阳能电池片,短路电流(Isc)可以提升0.0337A,开路电压(Uoc)基本持平,填充因子(FF)降低了0.31%,效率(Eff)增加了0.005%。
可以理解的是,采用本申请实施例的太阳能电池电极,不仅能够降低印刷栅线100的银浆耗量,并且,能够减少栅线100对电池表面的遮挡,进而能够增加电池片的受光面积,从而提升短路电流和转换效率。
进一步地,采用上述实施例中的两种太阳能电池片,分别将电池片表面的栅线100与焊带焊接固定,并利用拉力机对焊带与栅线100的连接强度进行测试,测试结果如图9和图10:
其中,图10示出了常规的太阳能电池电极中栅线与焊带的连接强度测试结果。如图10所示,焊带与栅线100之间的结合力呈间断式分布,在焊接点处的结合力远远大于其它位置的结合力。这样,会使得焊带与栅线100之间的结合力分布不均匀,存在应力集中点,使用过程中容易造成太阳能电池片局部损伤。
其中,图9示出了本申请实施例的太阳能电池电极中栅线与焊带的连接强度测试结果。如9图所示,焊带与栅线100之间的结合力在一定的区间内波动,也即焊带与栅线100之间的结合力分布相对比较均匀。这样,有助于消除应力集中点,同时,有助于提高焊带与栅线100的连接稳定性。
可选地,本申请实施例还提供一种太阳能电池,包括电池基体200,电池基体200的正面和/或背面设有上述实施例中的太阳能电池电极。
在本申请的实施例中,太阳能电池电极包括多条平行间隔排布的栅线100,至少部分栅线100包括第一连接部101和第二连接部102,设置第二连接部102的截面面积大于第一连接部101的截面面积,以便利用第二连接部102与焊带连接,既方便焊带与栅线100的连接操作,又能提升栅线100与焊带的连接牢靠性。并且,本申请中的栅线100可以采用相对较细的细栅结构即可满足使用以及与焊带的连接需求,这样,既能大幅减少制备栅线100所需的浆料用量,又能降低栅线100对电池表面的遮挡,从而有助于实现太阳能电池的降本提效。
具体地,太阳能电池包括正面和背面,可以在太阳能电池的正面和背面中的至少一面设置上述实施例中的太阳能电池电极。其中,太阳能电池的正面和背面的电极结构可以设置为相同,也可以设置为不同,本领域技术人员可以根据实际需要进行设置,本申请实施例对此不做限制。
需要说明的是,电池基体200表面所设置的太阳能电池电极可以包括上述任意实施例中的太阳能电池电极,太阳能电池电极的具体结构可以参见前述内容,本申请实施例在此不再赘述。
可选地,本申请实施例还提供一种光伏组件,包括上述实施例中的太阳能电池。
在本申请的实施例中,太阳能电池电极包括多条平行间隔排布的栅线100,至少部分栅线100包括第一连接部101和第二连接部102,设置第二连接部102的截面面积大于第一连接部101的截面面积,以便利用第二连接部102与焊带连接,既方便焊带与栅线100的连接操作,又能提升栅线100与焊带的连接牢靠性。并且,本申请中的栅线100可以采用相对较细的细栅结构即可满足使用以及与焊带的连接需求,这样,既能大幅减少制备栅线100所需的浆料用量,又能降低栅线100对电池表面的遮挡,从而有助于实现太阳能电池的降本提效。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种太阳能电池电极,其特征在于,包括:多条栅线,所述多条栅线沿第一方向平行间隔排布;
至少部分所述栅线包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与所述第二连接部相互连接,所述第二连接部适于与焊带连接;其中,所述第二连接部沿所述第一方向的截面面积大于所述第一连接部沿所述第一方向的截面面积。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述栅线包括多个所述第一连接部和多个所述第二连接部;
多个所述第一连接部沿第二方向间隔排布,所述第二方向垂直于所述第一方向;所述第二连接部嵌设于相邻两个所述第一连接部之间,相邻两个所述第一连接部通过所述第二连接部连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述栅线包括所述第一连接部和多个所述第二连接部;
所述第一连接部沿第二方向延伸以形成栅线主体,所述第二方向垂直于所述第一方向;多个所述第二连接部间隔设置于所述栅线主体上,所述第二连接部与所述栅线主体连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述多条栅线中每条所述栅线均包括所述第一连接部和所述第二连接部。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述多条栅线中设有所述第一连接部和所述第二连接部的栅线为第一栅线,所述多条栅线中除所述第一栅线之外的栅线为第二栅线,所述第一栅线与所述第二栅线沿所述第一方向依次交替平行排布。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池电极,其特征在于,沿所述第一方向,相邻两条所述第一栅线之间的第二栅线的数量为N,满足:0≤N≤3。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述第二栅线包括所述第一连接部,所述第一连接部沿第二方向延伸,所述第二方向垂直于所述第一方向。
8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述第一连接部沿所述第一方向的最大宽度为W1μm,所述第二连接部沿所述第一方向的最大宽度为W2μm,满足:1.5≤W2/W1≤5。
9.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述第二连接部沿所述栅线的延伸方向的最大长度为Lμm,满足:100≤L≤300。
10.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能电池电极,其特征在于,定义第三方向分别垂直于所述第一方向以及所述栅线的延伸方向,沿所述第三方向,所述栅线在所述第一连接部处的最大高度为H1μm,所述栅线在所述第二连接部处的最大高度为H2μm,满足:1.1≤H2/H1≤3。
11.根据权利要求1所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述第一连接部与所述第二连接部为分体成型结构。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池电极,其特征在于,所述第二连接部的焊接性优于所述第一连接部的焊接性。
13.一种太阳能电池,其特征在于,包括电池基体,所述电池基体的正面和/或背面设有如权利要求1~12任一项所述的太阳能电池电极。
14.一种光伏组件,其特征在于,包括如权利要求13所述的太阳能电池。
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