TWI708402B

TWI708402B - 太陽能電池

Info

Publication number: TWI708402B
Application number: TW109101944A
Authority: TW
Inventors: 吳一凡; 陳銘宇; 呂智成; 廖文淵; 陳奕嘉; 林宏洋
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-10-21
Also published as: TW202129989A

Abstract

一種太陽能電池，包括一第一電池單元、一第二電池單元以及一導電帶。第一電池單元的正面具有一電極網。第二電池單元的背面具有多個電極條與一主閘墊。這些電極條彼此結構上分離。主閘墊位於相鄰的兩個電極條之間並與其接觸。導電帶連接電極網與主閘墊。

Description

太陽能電池

本發明是有關於一種電池，且特別是有關於一種太陽能電池。

隨著環保意識的高漲，為了因應石化能源的短缺與減低使用石化能源對環境帶來的衝擊，替代能源與再生能源的研發成了熱門的議題，其中又以太陽能電池最受矚目。然而，如何提升太陽能電池的產品良率，也是亟待解決的問題。

本發明提供一種太陽能電池，可改善產品良率不佳的問題。

本發明的太陽能電池包括一第一電池單元、一第二電池單元以及一導電帶。第一電池單元的正面具有一電極網。第二電池單元的背面具有多個電極條與一主閘墊。這些電極條彼此結構上分離。主閘墊位於相鄰的兩個電極條之間並與其接觸。導電帶連接電極網與主閘墊。

在本發明的一實施例中，導電帶位於第二電池單元的背面的部分在相鄰的兩個電極條之間延伸。

在本發明的一實施例中，電極網的材質包括銀。

在本發明的一實施例中，主閘墊的材質包括銀。

在本發明的一實施例中，電極條的材質包括鋁。

在本發明的一實施例中，導電帶的材質包括錫。

在本發明的一實施例中，電極條完整覆蓋其所在區域的第二電池單元的背面。

在本發明的一實施例中，電極條呈網狀。

在本發明的一實施例中，第二電池單元的背面更具有一連接線，連接相鄰的兩個電極條的一端。

在本發明的一實施例中，電極條的厚度是主閘墊的厚度的三倍以上。

基於上述，在本發明的太陽能電池中，電極條彼此結構上分離，因此導電帶可不需跨過電極條而直接連接主閘墊，具有較佳的產品良率。

以下將參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。另外，實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接。然而，電性連接或耦合可為二元件間存在其它元件。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

應當理解，儘管術語第一、第二等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及或部分，但是這些元件、部件、區域、及或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的第一元件、部件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式”一”、”一個”和”該”旨在包括複數形式，包括”至少一個”。”或”表示”及/或”。如本文所使用的，術語”及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語”包括”及/或”包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如”下”或”底部”和”上”或”頂部”的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的”下”側的元件將被定向在其他元件的”上”側。因此，示例性術語”下”可以包括”下”和”上”的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件”下方”或”下方”的元件將被定向為在其它元件”上方”。因此，示例性術語”下面”或”下面”可以包括上方和下方的取向。

本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利保護的範圍。

圖1是依照本發明的一實施例的太陽能電池的側視示意圖。請參照圖1，本實施例的太陽能電池50包括一第一電池單元100、一第二電池單元200以及一導電帶300。第一電池單元100與第二電池單元200的主要材料例如是半導體材料，例如包括砷化鎵、鍺、含矽材料、或其它合適的材料、或前述至少二種之組合。本實施例中是以兩個電池單元為例，但本發明的太陽能電池也可由更多個電池單元串接而成。此外，雖然以第一、第二命名，但本實施例的第一電池單元100與第二電池單元200也可以具有相同的架構。

圖2是圖1的太陽能電池的電池單元的正面的示意圖。請參照圖1與圖2，第一電池單元100的正面S12具有一電極網110。圖2中省略了圖1的導電帶300，以便完整呈現電極網110。本實施例中，電極網110的材質例如包括銀。舉例來說，電極網110的材質包括銀，例如電極網110可由銀漿印刷而成。此外，電極網110可包括多個電極墊112，也就是面積稍大的矩形塊狀的部分。電極網110用於蒐集第一電池單元100進行光電轉換後得到的電流。

圖3是圖1的太陽能電池的電池單元的背面的示意圖。請參照圖1與圖3，第二電池單元200的背面S14具有多個電極條210與一主閘墊220。這些電極條210彼此結構上分離。在圖3中，這些電極條210是呈直條狀沿水平方向延伸，但本發明不限於此。在此所說的電極條210彼此結構上分離是指，相鄰的兩條電極條210之間保持一條間隙而不彼此接觸。此外，本實施例中的電極條210有13條，但在其他實施例中也可以是更少或更多，例如可由第二電池單元200的面積而決定。本實施例中的主閘墊220的數量是多個，且相鄰的兩條電極條210之間也有多個主閘墊220，但在其他實施例中也可以是只有一個主閘墊220，例如可由第二電池單元200的面積而決定。舉例來說，主閘墊220的材質可包括銀，例如主閘墊220可由銀漿印刷而成。電極條210的材質可包括鋁，例如電極條210可由鋁漿印刷而成。另外，在本實施例中，第二電池單元200的背面S14更具有一連接線230，連接相鄰的兩個電極條210的一端。舉例來說，本實施例中任兩相鄰的電極條210的兩端都由連接線230相連。

圖4是圖3的局部放大圖。請參照圖4，主閘墊220位於相鄰的兩個電極條210之間，且主閘墊220接觸相鄰的兩個電極條210。舉例來說，本實施例的電極條210呈網狀，因此本實施例的太陽能電池50（標示於圖1）可以是雙面太陽能電池，也就是兩面都可以用於光電轉換而產生電流。電極條210包括了與電極條210的整體的延伸方向平行的匯流排212以及約略垂直連接於匯流排212的多個指狀部分214，而匯流排212在接觸主閘墊220的部分可設計為具有較大的寬度，以確保能有效地接觸主閘墊220

圖5是將導電帶加入圖4後的示意圖。請參照圖1與圖5，導電帶300位於第一電池單元100的正面S12的一段連接電極網110，導電帶300位於第二電池單元200的背面S14的主閘墊220。在本實施例中，導電帶300位於第二電池單元200的背面的部分在相鄰的兩個電極條之間延伸，但本發明不侷限於此。舉例來說，導電帶300的材質可包括錫，但也可摻雜其他金屬。

圖6是圖5沿AA線的剖面示意圖。請參照圖1與圖6，在本實施例的太陽能電池50中，由於電極條210彼此結構上分離，因此導電帶300在連接主閘墊220的部分並不需要跨越電極條210，可大幅提高導電帶300與主閘墊220的連接成功率，進而提升太陽能電池50的產品良率。反之，在先前技術中，因為主閘墊被電極條環繞，且電極條的厚度大於主閘墊的厚度，所以常發生空焊的現象，也就是導電帶無法確實連接高度較低的主閘墊。此外，雖然圖3中可見連接相鄰的兩個電極條210的一端的連接線230，但連接線230遠離主閘墊220，故也不會造成導電帶300與主閘墊220的連接失敗。

圖7是圖5沿BB線的剖面示意圖。請參照圖7，在本實施例中，電極條210的厚度是主閘墊220的厚度的三倍以上。因此，當電極條210的材料採用成本較低但阻抗較大的金屬時，可藉由增加電極條210的厚度來降低整體的阻抗。此外，當主閘墊220的材料採用成本較高但阻抗較小的金屬時，可藉由降低主閘墊220的厚度來降低成本。在本實施例中，主閘墊220接觸電極條210的的兩側被電極條210覆蓋，但本發明不侷限於此。

圖8是依照本發明的另一實施例的太陽能電池的第二電池單元的背面的示意圖。請參照圖8，本實施例的太陽能電池與圖1的太陽能電池50大致相同，在此僅說明兩者的差異處。本實施例中，太陽能電池的第二電池單元200A的背面S16的電極條210A完整覆蓋其所在區域的第二電池單元200A的背面S16。換言之，本實施例的太陽能電池是單面太陽能電池，也就是只有電池單元的正面可以用於光電轉換而產生電流。但是，本實施例的太陽能電池同樣具有不易空焊而有較佳良率的特色。

綜上所述，在本發明的太陽能電池中，導電帶可在結構上彼此分離的電極條之間連接主閘墊，故空焊率較低而整體的產品良率較高。

50:太陽能電池 100:第一電池單元 110:電極網 112:電極墊 200, 200A:第二電池單元 210, 210A:電極條 212:匯流排 214:指狀部分 220:主閘墊 230:連接線 S12:正面 S14, S16:背面 300:導電帶

圖1是依照本發明的一實施例的太陽能電池的側視示意圖。圖2是圖1的太陽能電池的電池單元的正面的示意圖。圖3是圖1的太陽能電池的電池單元的背面的示意圖。圖4是圖3的局部放大圖。圖5是將導電帶加入圖4後的示意圖。圖6是圖5沿AA線的剖面示意圖。圖7是圖5沿BB線的剖面示意圖。圖8是依照本發明的另一實施例的太陽能電池的第二電池單元的背面的示意圖。

210:電極條

212:匯流排

214:指狀部分

220:主閘墊

300:導電帶

Claims

一種太陽能電池，包括：一第一電池單元，其正面具有一電極網；一第二電池單元，其背面具有多個電極條與多個主閘墊，該些電極條彼此結構上分離，該些主閘墊彼此結構上分離且分別位於相鄰的兩個該些電極條之間並與其接觸；以及一導電帶，連接該電極網與該些主閘墊。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該導電帶位於該第二電池單元的背面的部分在相鄰的兩個該些電極條之間延伸。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該電極網的材質包括銀。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該些主閘墊的材質包括銀。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該些電極條的材質包括鋁。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該導電帶的材質包括錫。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該些電極條完整覆蓋其所在區域的該第二電池單元的背面。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該些電極條呈網狀。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該第二電池單元的背面更具有一連接線，連接相鄰的兩個該些電極條的一端。
如請求項1所述的太陽能電池，其中該些電極條的厚度是該些主閘墊的厚度的三倍以上。