CN221282130U - 太阳能电池片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括电池片主体及位于电池片主体表面上的栅线电极，所述栅线电极包括多条主栅线、多条细栅线及多条连接线，所述主栅线沿第一方向平行分布，所述细栅线沿第二方向平行分布，相邻两条主栅线之间细栅线的第一端与其中一条主栅线交替连接，细栅线的第二端与另外一条主栅线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条主栅线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。本实用新型通过对电池表面的栅线电极进行图形优化，减少了金属化面积，提升了开路电压和短路电流，进而提升了光电转换效率，同时降低了导电浆料的耗量及电池片的制造成本。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能电池片。
背景技术
随着光伏产业的快速发展，国内外光伏市场对太阳能电池的性能与效率要求也在不断提高，业界厂商纷纷着力于高效电池的研究与开发。TOPCon(Tunnel OxidePassivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池通过在电池表面依次制备超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层，能够提高电池表面钝化性能，降低金属接触复合电流，有效提升电池的开路电压与短路电流。
TOPCon电池是一种新型的高效N型电池，其正面通过硼扩散掺杂形成PN结，由于硼的掺杂浓度远低于P型电池中的磷掺杂浓度，导致正面的银浆和硅的接触电阻变大，目前行业内正面普遍使用银铝浆进行金属化制备正面栅线电极，从而可以和硅形成良好的接触电阻，但是由于浆料中铝的加入，对钝化层的破坏较大，导致金属复合变大。同时银铝浆的价格高，对成本的影响较高。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种太阳能电池片。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池片，以通过对栅线电极的图形优化，减小金属化面积，降低导电浆料的耗量，提高光电转换效率。
为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
一种太阳能电池片，所述太阳能电池片包括电池片主体及位于电池片主体表面上的栅线电极，所述栅线电极包括多条主栅线、多条细栅线及多条连接线，所述主栅线沿第一方向平行分布，所述细栅线沿第二方向平行分布，相邻两条主栅线之间细栅线的第一端与其中一条主栅线交替连接，细栅线的第二端与另外一条主栅线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条主栅线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。
一实施例中，所述主栅线包括相邻的第一主栅线和第二主栅线，所述细栅线包括沿第一方向交替分布的第一细栅线和第二细栅线，所述连接线包括沿第一方向交替分布的第一连接线和第二连接线，所述第一细栅线的第一端与第一主栅线连接，第二端与第二主栅线具有间隔距离且通过第一连接线与旁侧的第二细栅线相连接，所述第二细栅线的第一端与第一主栅线具有间隔距离且通过第二连接线与旁侧的第一细栅线连接，第二端与第二主栅线连接，相邻的第一细栅线和第二细栅线之间有且仅有一条连接线。
一实施例中，所述第一细栅线的第二端与第二主栅线之间的间隔距离与第二细栅线的第一端与第一主栅线之间的间隔距离相等，均为a，第一细栅线的长度与第二细栅线的长度相等，均为b，第一细栅线和第二细栅线之间的距离均为c，且满足：c<a≤b。
一实施例中，所述栅线电极中a、b、c的大小满足：
0.2≤a：b≤1；和/或，1＜a：c≤5。
一实施例中，所述栅线电极中a、b、c的大小满足：
a＝1.5mm～5mm；和/或，b＝5mm～10mm；和/或，c＝1mm～1.4mm。
一实施例中，所述主栅线与细栅线垂直分布，所述连接线与所述细栅线垂直分布，相邻两条细栅线之间的距离与连接线的长度相等。
一实施例中，所述太阳能电池片还包括阵列分布于电池片主体表面上的多个焊盘，所述焊盘分布于主栅线的端部及主栅线上，且每个焊盘和一条细栅线的一端电连接。
一实施例中，所述栅线电极还包括自主栅线端部焊盘向外延伸的第一边框线和第二边框线，第一边框线和第二边框线之间具有间隙，其中：
相邻两条第一边框线之间细栅线的第一端与其中一条第一边框线交替连接，细栅线的第二端与另外一条第一边框线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条第一边框线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接；或，相邻两条第二边框线之间细栅线的第一端与其中一条第二边框线交替连接，细栅线的第二端与另外一条第二边框线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条第二边框线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。
一实施例中，所述细栅线还包括沿第一方向交替分布于第一条主栅线或最后一条主栅线外侧的第三细栅线和第四细栅线，所述第三细栅线的第一端和第四细栅线的第一端均与主栅线连接，第三细栅线的第二端和第四细栅线的第二端通过第三连接线连接。
一实施例中，所述主栅线的线宽为15μm～70μm，细栅线和/或连接线的线宽为12μm～28μm；和/或，
所述主栅线的数量为9～24条；和/或，
所述电池片主体包括相对设置的受光面和背光面，所述栅线电极位于电池片主体的受光面和/或背光面上。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过对电池表面的栅线电极进行图形优化，减少了金属化面积，提升了开路电压和短路电流，进而提升了光电转换效率，同时降低了导电浆料的耗量及电池片的制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型中记载的一些实施例，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为现有技术中太阳能电池中栅线电极的平面结构示意图；
图2为图1中A处的局部结构示意图；
图3为本实用新型一具体实施例太阳能电池中栅线电极的平面结构示意图；
图4为图3中B处的局部结构示意图；
图5为图3中C处的局部结构示意图；
图6为图3中D处的局部结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一主栅线可以被称为第二主栅线，并且类似地第二主栅线也可以被称为第一主栅线，这并不背离本实用新型的保护范围。
本实用新型公开了一种太阳能电池片，包括电池片主体及位于电池片主体表面上的栅线电极，栅线电极包括多条主栅线、多条细栅线及多条连接线，主栅线沿第一方向平行分布，细栅线沿第二方向平行分布，相邻两条主栅线之间细栅线的第一端与其中一条主栅线交替连接，细栅线的第二端与另外一条主栅线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条主栅线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。
本实用新型通过将相邻两条主栅线之间细栅线的其中一端与主栅线断开，并通过连接线与旁侧的细栅线相连，减少了金属化面积，提升了开路电压和短路电流，同时降低了导电浆料的耗量及电池片的制造成本。
以下结合具体示例对本实用新型作进一步说明。
参图1所示为现有技术太阳能电池中栅线电极的平面结构示意图，太阳能电池片包括电池片主体及位于电池片主体表面上的栅线电极100’。太阳能电池以半片TOPCon电池为例，长度为182mm，栅线电极以电池片主体受光面(即正面)上的栅线电极为例，两个半片太阳能电池的受光面上分别形成有两组完全相同的栅线电极100’，中间预留有切割道101’。
参图1并结合图2所示，栅线电极100’包括多条主栅线11’及多条细栅线12’，主栅线沿第一方向平行分布，细栅线沿第二方向平行分布，第一方向和第二方向相垂直，每条主栅线11’与所有的细栅线12’连接，每条细栅线12’与所有的主栅线11’连接。
其中，主栅线的线宽为15μm～70μm，优选为15μm～50μm，细栅线及连接线的线宽为12μm～28μm，优选为12μm～18μm；主栅线的数量(BB数)为9～24条，细栅线的数量为50～200条。示例性地，以16BB为例进行说明，即每个栅线电极包括16条平行分布的主栅线，相邻两条主栅线之间包括74条细栅线。
现有技术中TOPCon电池的制备工艺如下：
1)、在M182 N型单晶硅片通过碱制绒，在硅片表面制备金字塔绒面结构，制绒减薄量为0.3g，制绒后的反射率为11％。
2)、进行正常的硼扩散，扩散温度为850℃～1000℃，扩散后方阻为115Ω/sq。
3)、在细栅线对应区域进行激光SE(Selective Emitter)工艺，SE工艺后重掺区方阻降低到80Ω/sq。
4)、进行高温氧化，氧化温度控制在850℃～1050℃，氧化后轻掺区方阻为220Ω/sq。
5)、使用碱溶液将硅片背面和边缘掺杂的硼去除，同时对背面进行抛光，碱溶液的温度控制为60℃-70℃，抛光时间为10min，然后进行清洗烘干。
6)、在PE-poly设备通入笑气沉积隧穿氧化层，氧化层厚度为1.7nm，然后再通入硅烷和磷烷沉积掺杂多晶硅层，多晶硅层的厚度为120nm，掺杂后的方阻为35Ω/sq，然后通过退火炉退货，退火温度为800℃～900℃，退火时间为90min。
7)、在链式设备中用HF溶液去掉正面和侧面的掩膜，在槽式设备中用KOH溶液去掉正面和侧面的N型多晶硅，再用HF溶液去掉正面的BSG和背面的掩膜，然后清洗烘干。
8)、使用ALD设备中通入臭氧和三甲基铝在正面沉积Al2O3薄膜，膜层厚度为5nm，然后在PECVD设备中通入硅烷和氨气，在正背面都沉积氮化硅薄膜，正背面的膜厚都为78nm，折射率为1.9～2.1。
9)、通过丝网印刷机在背面印刷形状如图1所示的栅线电极，主栅线的银浆单耗为7mg，细栅线的银浆单耗为47mg。
10)、通过丝网印刷机在正面印刷形状如图1所示的栅线电极，BB数为16，主栅线间距为10.7mm，细栅线间距为1.22mm，银铝浆湿重为45mg。
11)、然后进行烧结光注入，烧结峰值温度为715℃，光注入温度为550℃。
12)、用测试机对太阳能电池片进行测试，测试机的探针压在电池片的主栅线上面，然后用标准光谱进行光照，光强是1000w/m2，测试温度25℃。
参图3所示为本实用新型一具体实施例太阳能电池中栅线电极的平面结构示意图，太阳能电池片包括电池片主体及位于电池片主体表面上的栅线电极100。本实施例中太阳能电池以半片TOPCon电池为例，长度为182mm，栅线电极以电池片主体受光面(即正面)上的栅线电极为例，两个半片太阳能电池的受光面上分别形成有两组完全相同的栅线电极100，中间预留有切割道101。
栅线电极100包括多条主栅线11、多条细栅线12及多条连接线13，主栅线沿第一方向平行分布，细栅线沿第二方向平行分布，第一方向和第二方向相垂直，连接线与细栅线垂直分布。
其中，主栅线的线宽为15μm～70μm，优选为15μm～50μm，细栅线及连接线的线宽为12μm～28μm，优选为12μm～18μm；主栅线的数量(BB数)为9～24条，细栅线的数量为50～200条。示例性地，本实施例中以16BB为例进行说明，即每个栅线电极包括16条平行分布的主栅线，相邻两条主栅线之间包括74条细栅线及73条连接线。
结合图3并结合图4所示，本实施例中的相邻两条主栅线11之间细栅线12的第一端与其中一条主栅线交替连接，细栅线12的第二端与另外一条主栅线交替连接，且每条细栅线12有且仅有一端与两条主栅线其中之一连接，相邻两条细栅线12之间通过一条连接线13相连接。
具体地，主栅线11包括相邻的第一主栅线111和第二主栅线112，细栅线12包括沿平行于主栅线方向交替分布的第一细栅线121和第二细栅线122，连接线13包括沿平行于主栅线方向交替分布的第一连接线131和第二连接线132，第一细栅线121的第一端与第一主栅线111连接，第二端与第二主栅线112具有间隔距离且通过第一连接线131与旁侧的第二细栅线122相连接，第二细栅线122的第一端与第一主栅线111具有间隔距离且通过第二连接线132与旁侧的第一细栅线121’相连接，第二端与第二主栅线112连接，相邻的第一细栅线121和第二细栅线122之间及第二细栅线122与第一细栅线121’之间有且仅有一条连接线。
应当理解的是，本实施例中通过断开细栅线的一端与主栅线之间的连接，并通过连接线将该端与下侧的细栅线相连，在其他实施例中也可以将该端全部与上侧的细栅线相连。
参图4所示，本实施例中第一细栅线121的第二端与第二主栅线112之间的间隔距离与第二细栅线122的第一端与第一主栅线111之间的间隔距离相等，均为a，第一细栅线121的长度与第二细栅线122的长度相等，均为b，第一细栅线121和第二细栅线122之间的距离(即第一连接线131和第二连接线132的长度)均为c，且满足：c<a≤b。
优选地，栅线电极中a、b、c的大小满足0.2≤a：b≤1，1＜a：c≤5。示例性地，a＝1.5mm～5mm；b＝5mm～10mm；c＝1mm～1.4mm。
于本实施例中，a、b、c的取值分别为：a＝2.5mm；b＝8.2mm；c＝1.22mm。
可见，本实施例中的细栅线与连接线的长度之和小于现有技术中细栅线的长度，减少了表面的技术化面积，在减少遮光的同时可以降低导电浆料的耗量，进一步的降低太阳能电池片的制造成本。
另外，本实施例中太阳能电池片还包括阵列分布于电池片主体表面上的多个焊盘(PAD)14，焊盘14分布于主栅线的端部及主栅线上，且每个焊盘和一条细栅线的一端电连接。示例性地，本实施例中每条主栅线上均匀分布有6个焊盘，焊盘的形状大致呈矩形。
参图3并结合图5所示，本实施例中的栅线电极还包括自主栅线端部焊盘14向外延伸的第一边框线151和第二边框线152，第一边框线151和第二边框线152的线宽与主栅线大致相等，且两条边框线均与主栅线的一端连接。第一边框线151和第二边框线152之间具有间隙，如本实施例中两条边框线向外呈分叉设置，间隙逐渐增大，且所有的第一边框线151平行均匀分布，所有的第二边框线152平行均匀分布。
相应地，本实施例中相邻两条第二边框线152之间细栅线的第一端与其中一条第二边框线交替连接，细栅线的第二端与另外一条第二边框线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条第二边框线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。相邻两条第二边框线之间细栅线和连接线的分布方式与相邻两条主栅线之间细栅线和连接线的分布方式相同，此处不再进行赘述。
于本实施例中，最下方细栅线的第二端与第一边框线151的端部相连，第一端与第一边框线151及第二边框线152具有间隔距离。
在其他实施例中，也可以在相邻两条第一边框线151之间设置多条细栅线和连接线，其分布结构与本实施例呈镜像对称，具体分布结构此处不再进行赘述。
参图3并结合图6所示，本实施例中的细栅线12还包括沿平行于主栅线方向交替分布于第一条主栅线即最后一条主栅线外侧的第三细栅线123和第四细栅线124，以第一条主栅线111外侧为例，第三细栅线123的第一端和第四细栅线124的第一端均与第一条主栅线111连接，第三细栅线123的第二端和第四细栅线124的第二端通过第三连接线133连接。
本实施例中太阳能电池的制备工艺与现有技术大致相同，不同之处在于：
步骤10)中，通过丝网印刷机在正面印刷形状如图3所示的栅线电极，BB数为16，主栅线间距为10.7mm，细栅线间距为1.22mm，细栅线断开距离为2.5mm，细栅线长度为8.2mm，银铝浆湿重为41mg。
可见，本实施例中通过对正面栅线电极进行优化，两个半片电池正面银铝浆的耗量从45mg降低到41mg，可以显著降低导电浆料的耗量，降低电池片的制造成本。
经测试，现有技术中的TOPCon电池与本实施例中的TOPCon电池的电性能参数如下表：
| EFF(％) | Voc(mV) | Isc(A) | FF(％) | Rs(ohm) | Rsh(ohm) | |
| 实施例2 | 25.58％ | 723.9 | 13.941 | 83.70 | 0.52 | 6046 |
| 对比例1 | 25.61％ | 725.2 | 13.958 | 83.55 | 0.54 | 5447 |
可见，通过通过正面对栅线电极的图形优化，本实施例中的TOPCon电池的光电转换效率(EFF)提升了0.03％，开路电压(Voc)提升了1.3mV，短路电流(Isc)提升了17mA。
应当理解的是，上述实施例中通过对电池正面的栅线电极进行图形优化，从而降低正面导电浆料(银铝浆)的耗量，在其他实施例中也可以对电池背面的栅线电极进行图形优化，同样可以降低背面导电浆料(银浆)的耗量，亦可对电池正面和电池背面的栅极图形同时进行优化。
本实用新型中每条细栅线可以通过上方的连接线和上方的细栅线与主栅线形成电流采集回路，也可以通过下方的连接线和下方的细栅线与主栅线形成电流采集回路，减小了印刷断栅的影响。
另外，上述实施例中以TOPCon电池为例进行说明，本实用新型中栅极电极的结构同样可以适用于其他类型的太阳能电池，如PERC电池、HJT电池等，此处不再一一举例进行说明。
由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过对电池表面的栅线电极进行图形优化，减少了金属化面积，提升了开路电压和短路电流，进而提升了光电转换效率，同时降低了导电浆料的耗量及电池片的制造成本。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片包括电池片主体及位于电池片主体表面上的栅线电极，所述栅线电极包括多条主栅线、多条细栅线及多条连接线，所述主栅线沿第一方向平行分布，所述细栅线沿第二方向平行分布，相邻两条主栅线之间细栅线的第一端与其中一条主栅线交替连接，细栅线的第二端与另外一条主栅线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条主栅线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述主栅线包括相邻的第一主栅线和第二主栅线，所述细栅线包括沿第一方向交替分布的第一细栅线和第二细栅线，所述连接线包括沿第一方向交替分布的第一连接线和第二连接线，所述第一细栅线的第一端与第一主栅线连接，第二端与第二主栅线具有间隔距离且通过第一连接线与旁侧的第二细栅线连接，所述第二细栅线的第一端与第一主栅线具有间隔距离且通过第二连接线与旁侧的第一细栅线相连接，第二端与第二主栅线连接，相邻的第一细栅线和第二细栅线之间有且仅有一条连接线。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池片，其特征在于，所述第一细栅线的第二端与第二主栅线之间的间隔距离与第二细栅线的第一端与第一主栅线之间的间隔距离相等，均为a，第一细栅线的长度与第二细栅线的长度相等，均为b，第一细栅线和第二细栅线之间的距离均为c，且满足：c<a≤b。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片，其特征在于，所述栅线电极中a、b、c的大小满足：
0.2≤a：b≤1；和/或，1＜a：c≤5。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池片，其特征在于，所述栅线电极中a、b、c的大小满足：
a＝1.5mm～5mm；和/或，b＝5mm～10mm；和/或，c＝1mm～1.4mm。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述主栅线与细栅线垂直分布，所述连接线与所述细栅线垂直分布，相邻两条细栅线之间的距离与连接线的长度相等。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片还包括阵列分布于电池片主体表面上的多个焊盘，所述焊盘分布于主栅线的端部及主栅线上，且每个焊盘和一条细栅线的一端电连接。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池片，其特征在于，所述栅线电极还包括自主栅线端部焊盘向外延伸的第一边框线和第二边框线，第一边框线和第二边框线之间具有间隙，其中：
相邻两条第一边框线之间细栅线的第一端与其中一条第一边框线交替连接，细栅线的第二端与另外一条第一边框线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条第一边框线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条通过连接线相连接连接线相连接；或，相邻两条第二边框线之间细栅线的第一端与其中一条第二边框线交替连接，细栅线的第二端与另外一条第二边框线交替连接，且每条细栅线有且仅有一端与两条第二边框线其中之一连接，相邻两条细栅线之间通过一条连接线相连接。
9.根据权利要求2所述的太阳能电池片，其特征在于，所述细栅线还包括沿第一方向交替分布于第一条主栅线或最后一条主栅线外侧的第三细栅线和第四细栅线，所述第三细栅线的第一端和第四细栅线的第一端均与主栅线连接，第三细栅线的第二端和第四细栅线的第二端通过第三连接线连接。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，所述主栅线的线宽为15μm～70μm，细栅线和/或连接线的线宽为12μm～28μm；和/或，
所述主栅线的数量为9～24条；和/或，
所述电池片主体包括相对设置的受光面和背光面，所述栅线电极位于电池片主体的受光面和/或背光面上。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN221282130U true CN221282130U (zh) | 2024-07-05 |
Family
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