TWI447921B - 太陽能電池 - Google Patents

Description

太陽能電池

本發明係關於一種太陽能電池，特別是關於一種降低電致發光的太陽能電池

在太陽能電池的生產過程中，最終產品需經過檢驗方能確保其品質。需檢測的缺陷項目，包括材料瑕疵、燒結、製程污染、微裂、線路的斷路等。利用電測的方式，即可將有這些缺陷的產品剔除。但微裂與線路斷路這兩項缺陷，雖然對轉換效率影響不大，但卻對產品的穩定性與使用壽命有極大的影響，故此部分需用外觀檢測的方式，將這些缺陷檢測出來。

其中外觀檢測的方式又以電致發光技術(Electroluminescence,EL)最普遍。EL是將太陽能電池加上一正向電流後，太陽能電池會如發光二極體般，發出近紅外的光，其光強度除與輸入電流的大小有關外，亦和其缺陷有關。當有缺陷時，電流經過的線路就不會發出光，於是就可得知有缺陷的存在。

請參考第1A圖，習知技術之太陽能電池示意圖。其為採用了三條匯流排電極120(Bus Bar Electrode)、多條指狀電極(Finger Electrode)110配置於太陽能電池基板100上。此太陽能電池由於製程的關係，而使得太陽能電池正面電極結構局部區域1產生了斷線。

接著，請參考第1B圖，習知技術之太陽能電池結構局部區域1放大示意圖。當加上一正向電流於太陽能電池後，太陽能電池會原本應該在其電流經過的地方發出近紅外的光。但由於局部區域1產生了斷線處111，由於路徑過長，將使得電流無法充份流到斷線處111的地方，於是指狀電極115將不會發生紅外光，用紅外線相機拍照到局部區域1時，指狀電極115的部分將會呈現暗色。

此一EL檢測，為目前太陽能電池的重要品質檢測標準，一般該指狀電極在EL檢測時常會因電流路徑過長而無法到達斷線處111而使整條指狀電極115呈現暗色，因此判斷其集電效率下降，即所謂的EL缺陷問題，整片太陽能電池將會被視為不良品而加以銷毀，但事實上該指狀電極115本身在太陽能電池發電時仍有集電能力。所以，如何降低太陽能電池於EL檢測時所發現的斷線問題，甚至進一步改善指狀電極的集電能力，成為太陽能電池廠商技術開發的一個重要的技術問題。

鑒於以上習知技術的問題，本發明提供一種太 陽能電池，來降低太陽能電池斷線所產生的EL檢測不良的問題，而達到在不降低發電效率的前提下而維持良好的太陽能電池品質之具體功效。

本發明提供一種太陽能電池，包含：一太陽能電池基板、複數組匯流排電極網。一太陽能電池基板，具有第一表面與第二表面。複數組匯流排電極網，該些匯流排電極網彼此隔離配置於太陽能電池基板之第一表面上，每個匯流排電極網包括：匯流排電極、複數個指狀電極、至少一個連接線電極以及至少一個垂直指狀電極。一匯流排電極，設置於太陽能電池基板之第一表面。複數個指狀電極，間隔配置於匯流排電極之兩側。複數個連接線電極，設置於太陽能電池基板之第一表面上，每條連接線電極連接至少二個指狀電極之末端。複數個垂直指狀電極，設置於太陽能電池基板之第一表面上，每條該垂直指狀電極係與該匯流排電極平行且設置於該指狀電極兩端之間，用以連接至少二個相鄰之該指狀電極。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

1‧‧‧局部區域

2‧‧‧局部區域

3、4、5‧‧‧匯流排電極網

100‧‧‧太陽能電池基板

110‧‧‧指狀電極

111‧‧‧斷線處

115‧‧‧指狀電極

120‧‧‧匯流排電極

130‧‧‧連接線電極

131、132‧‧‧連接線電極

140‧‧‧垂直指狀電極

第1A圖係習知技術之太陽能電池結構示意圖。

第1B圖係第1A圖習知技術之太陽能電池結構局部放大示意圖。

第2A圖係本發明之太陽能電池結構一實施例之示意圖。

第2B圖係第2A圖之本發明之太陽能電池結構之局部放大示意圖。

第2C圖係第2B圖之本發明之太陽能電池結構之斷線示意圖。

第3A圖係本發明之太陽能電池結構又一實施例之示意圖。

第3B圖係第3A圖之本發明之太陽能電池結構之局部放大示意圖。

第4A圖係本發明之太陽能電池結構再一實施例之示意圖。

第4B圖係第4A圖之本發明之太陽能電池結構之局部放大示意圖。

第5A圖係本發明之太陽能電池結構另一實施例之示意圖。

第5B圖係第5A圖之本發明之太陽能電池結構之局部放大示意圖。

第6A圖係本發明之太陽能電池結構另再一實施例之示意圖。

第6B圖係第6A圖之本發明之太陽能電池結構之局部放大示意圖。

第7圖係本發明之太陽能電池結構之另一實施例之局部放大示意圖。

第8圖係本發明之太陽能電池結構之另一實施例之局部放大示意圖。

請參考第2A圖，本發明之太陽能電池正面電極結構一實施例之示意圖；請同步參考第2B圖，第2B圖係第2A圖之本發明之太陽能電池結構之局部區域2之放大示意圖。本發明之太陽能電池，包含有：複數個匯流排電極120(本實施例係為3個匯流排電極120)、複數個指狀電極110、複數個連接線電極130、複數個垂直指狀電極140。其中，匯流排電極120間隔配置於基板100上。實質上，第2A圖的實施例中，太陽能電池的結構包括了三組匯流排電極網3、4、5，這三組匯流排電極網3、4、5彼此隔離配置於太陽能電池基板100上。其中匯流排電極網3、4、5分別包含一匯流排電極，設置於太陽能電池基板100之第一表面；複數個間隔配置於匯流排電極之兩側之指狀電極110；複數個連接線電極130，設置於太陽能電池基板100之第一表面上，每條連接線電極130連接至少二個指狀電極110之末端；複數個垂直指狀電極140，設置於太陽 能電池基板100之第一表面上，且每條垂直指狀電極140係與該匯流排電極平行且設置於該指狀電極兩端之間，用以連接至少二個相鄰之指狀電極100，如第2A圖所示，指狀電極110兩端分別連接至匯流排電極120與連接線電極130，而垂直指狀電極140則設置於指狀電極110兩端之間，故垂直指狀電極140的相對位置為位於匯流排電極120與連接線電極130之間，在本實施例中各垂直指狀電極140與各連接線電極130所連接之相鄰指狀電極相同。

第2A圖與第2B圖跟先前技術1A與1B圖相比，其差異為本實施例之匯流排電極網3、4、5之間係以一間隔彼此隔離配置，且增加了複數個垂直指狀電極140與複數個連接線電極130，每條垂直指狀電極140連接至少二個指狀電極100，以太陽能電池結構之局部區域2之放大示意圖第2B圖來看，加上垂直指狀電極140與連接線電極130後，可讓EL檢測時的電流路徑變短。在本實施例中，垂直指狀電極140與匯流排電極120呈一0度夾角，即平行於匯流排電極120；在其他實施例中，該垂直指狀電極140與該匯流排電極120之間可呈一小於45度夾角，即該垂直指狀電極140可傾斜地連接相鄰之二指狀電極110。

接著，請參考第2C圖的斷線處111，由於加 上垂直指狀電極140與連接線電極130後，其電流路徑變短且可選擇的路徑變多。當指狀電極110出現斷線處111時，由於電流可藉由垂直指狀電極140與連接線電極130抵達斷線處111使其發光，故利用EL檢測可以發現透過設置本發明之垂直指狀電極140與連接線電極130可使得習知技術中斷線處111處在EL檢測中仍舊會發光。所以加上垂直指狀電極140與連接線電極130後，確實可以改善斷線處111於EL檢測會呈稱現暗色的問題，反之，於本實施例中即使指狀電極110具有斷線處111，在照光後該斷線處111附近所產生之電流仍可透過垂直指狀電極140與連接線電極130流向各匯流排電極網3、4、5之匯流排電極120，故本發明也可使太陽能發電效率變高。

每個單獨的匯流排電極網，可獨立將其所覆蓋的區域當中所產生的電流經由其中的指狀電極110而集中至匯流排電極120上。由於匯流排電極網之間彼此隔離，因此，每個匯流排電極網所覆蓋的區域當中產生的電流，不會流至其他區域。此外，匯流排電極網3、4、5當中的匯流排電極120彼此之間實質上平行。並且，匯流排電極120之中心係位於其所位於之匯流排電極網之中心。

而相鄰之匯流排電極網，彼此間隔一寬度d，如第2B圖所示之匯流排電極網3、4。寬度d介於 30微米至5,000微米之間，在此範圍內，太陽能電池並不會發生電池效率明顯降低的狀況。

接著，請參考第3A圖，本發明之太陽能電池結構又一實施例之示意圖；請同步參考第3B圖，第3B圖係第3A圖之本發明之太陽能電池之局部區域2之放大示意圖。連接線電極130連接相鄰之指狀電極110之末端，而使二個指狀電極110彼此連接，如第3A圖所示，指狀電極110兩端分別連接至匯流排電極120與連接線電極130，而垂直指狀電極140則設置於指狀電極110兩端之間，故垂直指狀電極140的相對位置為位於匯流排電極120與連接線電極130之間，但在本實施例中各垂直指狀電極140與各連接線電極130所連接之相鄰指狀電極不同。如第3A、3B圖所示，其中，每個連接線電極130之線寬介於10微米(μm)至200微米(μm)之間，在此範圍內。而相鄰之兩條連接線電極130彼此間隔一寬度d，寬度d介於30微米至5,000微米之間。此外，就第3A、3B圖的實施例而言，複數條連接線電極130連接後所形成之態樣係為線狀，就其他的實施例而言，複數條連接線電極130連接後所形成之態樣可以是波浪狀或齒狀(未畫出)，或其他形狀。就不同形狀的連接線電極130而言，彼此可不需為一固定距離，只要保持彼此間距之寬度d在前述的寬度d範圍當中即可，而該連接 線電極130與匯流排電極120則會呈一夾角θ，夾角θ為0度至80度。

第2A、2B、3A、3B圖所示的實施例，係以相鄰的兩組匯流排電極網的相鄰部分與匯流排電極120平行的實施例。就其他的實施例而言，相鄰的兩組匯流排電極網3、4的相鄰部分可採取與匯流排電極120不平行的方式。

請參考第4A圖，係本發明之太陽能電池正面電極結構再一實施例之示意圖；請同步參考第4B圖，第4A圖之本發明之太陽能電池結構之局部放大示意圖。在本實施例中，兩個匯流排電極網3、4之相鄰處與匯流排電極120呈一夾角θ，夾角θ可為10度。

請參考第5A圖，本發明之太陽能電池正面電極結構一實施例之示意圖；請同步參考第5B圖，係第5A圖之本發明之太陽能電池結構之局部區域2之放大示意圖。其中垂直指狀電極140係配置於匯流排電極網兩側，每個垂直指狀電極140連接三個指狀電極而使三個指狀電極110的部份彼此連接。

請參考第6A圖，本發明之太陽能電池正面電極結構一實施例之示意圖；請同步參考第6B圖，係第6A圖之本發明之太陽能電池結構之局部區域2之放大示意圖。其中，垂直指狀電極140係配置於匯流排電極網兩側，每個垂直指狀電極140連接四 個指狀電極110而使四個指狀電極110的部份彼此連接。

總結以上的連接線電極130實施例，連接線電極130的配置方式可有以下幾種：

I.配置於每個匯流排電極網3、4、5的兩側，如第2A的實施例。換句話說，連接線電極130係配置於每個匯流排電極網之兩側，連接該些指狀電極110而使該些指狀電極彼此連接。即連接線電極130係連接指狀電極110的末端，且藉由複數個該連接線電極130分別連接相鄰的該些指狀電極110之兩端，而使該些指狀電極彼此全部連接。

II.配置於每個匯流排電極網3、4、5的兩側，如第3A圖的實施例。換句話說，連接線電極130係配置於每個匯流排電極網之兩側，連接該些二個指狀電極110，連接線電極130可以連接至指狀電極110的開放端，其中複數個該連接線電極130分別連接該些相鄰指狀電極110之兩端，但非所有相鄰電極110之兩端皆有連接線電極130連接，如第3A圖與第3B圖所示，僅部分相鄰之指狀電極110被連接線電極130連接，如此可以進一歩減少電極遮蔽區域，同時亦能達到解決EL的檢測問題與太陽能指狀電極斷線發生所導致的發電效率降低的問題。

總結以上垂直指狀電極140的實施例，垂直指 狀電極140可配置在匯流排電極網3、4、5的兩側內，如第2A、3A、5A與6A圖的實施例。換句話說，垂直指狀電極140係配置於每個匯流排電極網之兩側，且每個垂直指狀電極140可連接二個指狀電極110、三個指狀電極110、或四個指狀電極110。唯本發明的垂直指狀電極140不侷限二個指狀電極110、三個指狀電極110、或四個指狀電極110，若有四個指狀電極110以上的連接，本發明亦可實施。

此外，垂直指狀電極140係配置於連接線電極130與匯流排電極120之間，例如該垂直指狀電極140可配置於靠近匯流排電極120且距離該匯流排電極120之距離小於匯流排電極120與連接線電極130之1/4間距處，以解決印刷時靠近匯流排電極之指狀電極110容易斷線的問題，但不限於此，熟知此項技藝之人士應可依據其印刷電極之圖樣與電極材料來改變垂直指狀電極140的配置位置，而達成本發明所欲解決之EL的檢測問題與太陽能指狀電極斷線發生所導致的發電效率降低的問題。

在其他實施例中，各匯流排電極網之複數個垂直指狀電極140距離連接線電極130的距離可以是相同或不相同，即垂直指狀電極140可沿匯流排電極120方向呈直線排列或交錯排列，直線排列方式如第2A圖至第6B圖所示，交錯排列方式如第7圖所示。

前述實施例中，匯流排電極120與連接線電極130之間係僅設置一垂直指狀電極140，在其他實施例中，垂直指狀電極140與匯流排電極120或連接線電極130之間可進一歩再設置一垂直指狀電極140，即一指狀電極110連接至二個或兩個以上不同之垂直指狀電極140，例如兩指狀電極130之間分別設有二個不同之垂直指狀電極140，如第8圖所示，且該些垂直指狀電極140亦可沿匯流排電極120方向呈直線排列或交錯排列，藉此形成多種電流路徑，可進一步降低在EL檢測中因指狀電極110斷線而造成之發光與效率降低之問題。在本發明的一些實施例中，本發明的太陽能電池，具有解決EL的檢測問題，降低太陽能指狀電極斷線發生所導致的發電效率降低的問題，且又會增加發電效率的具體功效。

在其他實施例中，本發明的太陽能電池之指狀電極兩端的寬度可以是相同或不同，兩端寬度不同的狀況例如該指狀電極靠近匯流排電極一端的寬度大於靠近連接線電極一端的寬度，或者該指狀電極靠近匯流排電極一端的寬度小於靠近連接線電極一端的寬度，且當指狀電極兩端寬度不同時，該指狀電極可為三角形、梯形、多階段方形或者凹弧線、外凸弧線、直線或斜線其中任兩條線所組成的態樣。較佳地，該指狀電極呈現多階段方形的態樣， 且靠近匯流排電極一端寬度大於靠近連接線電極一端的寬度。

雖然本發明之較佳實施例揭露如上所述，然其並非用以限定本發明，任何熟習本發明之技術領域者，再不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧局部區域

3、4、5‧‧‧匯流排電極網

100‧‧‧太陽能電池基板

110‧‧‧指狀電極

120‧‧‧匯流排電極

130‧‧‧連接線電極

140‧‧‧垂直指狀電極

Claims (15)

1. 一種太陽能電池，包含：一太陽能電池基板，具有第一表面與第二表面；複數組匯流排電極網，該些匯流排電極網彼此隔離配置於該太陽能電池基板之第一表面上，每個該匯流排電極網包括：一匯流排電極，設置於太陽能電池基板之第一表面；複數個指狀電極，間隔配置於該匯流排電極之兩側；至少一連接線電極，設置於太陽能電池基板之第一表面上，每條該連接線電極連接至少二個該指狀電極之末端；以及至少一個垂直指狀電極，設置於太陽能電池基板之第一表面上，每條該垂直指狀電極係與該匯流排電極平行且設置於該指狀電極兩端之間，用以連接至少二個相鄰之該指狀電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中相鄰之該些匯流排電極網彼此間隔一寬度，該寬度介於30微米至5,000微米之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些匯流排電極網的該匯流排電極彼此之間實質上平行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該連接線電極與該匯流排電極呈一0度至80度夾角。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該匯流排電極之中心係位於其所位於之該匯流排電極網之中心。
6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中每個該連接線電極之線寬介於10微米至200微米之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中複數個該連接線電極連接該些指狀電極之兩端，而使該些指狀電極彼此全部連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中複數個該連接線電極連接該些指狀電極之兩端，而使該些指狀電極彼此部份連接。
9. 如申請專利範圍第1、7或8項所述之太陽能電池，其中該些垂直指狀電極係配置於該些匯流排電極網兩側，每個該垂直指狀電極連接二個該指狀電極而使二個該指狀電極的部份彼此連接。
10. 如申請專利範圍第1、7或8項所述之太陽能電池，其中該些垂直指狀電極係配置於該些匯流排電極網兩側，每個該垂直指狀電極連接三個該指狀電極而使三個該指狀電極的部份彼此連接。
11. 如申請專利範圍第1、7或8項所述之太陽能電池，其中該些垂直指狀電極係配置於該些匯流排電極網兩側，每個該垂直指狀電極連接四個該指狀電極而使四個該指狀電極的部份彼此連接。
12. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中每個該 垂直指狀電極之線寬介於10微米至200微米之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該指狀電極具有相對之第一端與第二端，且該第一端與該匯流排電極連接，其中該第一端之寬度與該第二端之寬度的差值介於0微米至100微米。
14. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該垂直指狀電極與該匯流排電極呈一0度至45度夾角。
15. 如申請專利範圍第14項所述之太陽能電池，其中該垂直指狀電極與該匯流排電極呈一0度至20度夾角。