TWM451667U - 太陽能電池及其模組 - Google Patents

Description

太陽能電池及其模組

本新型是有關於一種電池及其模組，特別是指一種太陽能電池及其模組。

已知的矽晶太陽能電池主要包含：一用於將光能轉換成電能的電池本體，以及用於傳導電流的一正面電極與一背面電極。其中，該正面電極包括至少一呈長條形的匯流電極(bus bar electrode)，及數個橫向連接該匯流電極的指狀電極(finger bar electrode)。該匯流電極與該等指狀電極在製造上，可透過網版印刷方式將導電漿料塗佈於該電池本體的受光面上，並經過高溫燒結(firing)使導電漿料固化而成型。但隨著導電漿料的價格不斷升高，尤其是導電性較佳的銀漿的價格昂貴，造成電池的生產成本較高。因此，如何改良正面電極結構以降低電池成本為一重要課題。

因此，本新型之目的，即在提供一種結構創新，可降低生產成本的太陽能電池及其模組。

於是，本新型太陽能電池，包含：一基板、一背面電極，及一正面電極。該基板具有相反的一受光面與一背面。該背面電極位於該基板的該背面上。該正面電極位於該基板的該受光面上，並包括沿一第一方向排列的一第一電極結構、一第二電極結構與一第三電極結構。該第一電極結構包括一沿垂直該第一方向的一第二方向延伸的第一匯 流電極部，及數個連接於該第一匯流電極部的兩側的第一指狀電極部。該第二電極結構包括一沿該第二方向延伸的第二匯流電極部，及數個連接於該第二匯流電極部的兩側的第二指狀電極部。該第三電極結構包括一沿該第二方向延伸的第三匯流電極部，及數個連接於該第三匯流電極部的兩側的第三指狀電極部。該等第一指狀電極部與該等第二指狀電極部皆不相連接。

本新型太陽能電池模組，包含：相對設置的一第一板材與一第二板材、數個如上述且排列於該第一板材與該第二板材之間的太陽能電池，及一封裝材。該封裝材位於該第一板材與該第二板材之間，並包覆在該等太陽能電池的周圍。

本新型之功效：藉由該等第一指狀電極部與該等第二指狀電極部不相連接，取代傳統電池的指狀電極呈連續長條狀的設計，使本新型可節省電極的導電漿料用量，進而降低電池生產成本。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之五個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在本新型被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3，本新型太陽能電池模組之第一較佳實施例包含：上下相對設置的一第一板材1與一第二板材2、數個陣列式排列於該第一板材1與該第二板材2間的太陽 能電池3，及至少一位於該第一板材1及該第二板材2間，並包覆在該等太陽能電池3周圍的封裝材4。

該第一板材1與該第二板材2在實施上沒有特殊限制，可以使用玻璃或塑膠板材，而且位於電池受光面的一側的板材必須為可透光。該封裝材4的材質例如可透光的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)，當然也可以使用其它適合封裝的材質。

該等太陽能電池3透過圖未示出的焊接導線(ribbon)而電連接。該等太陽能電池3的結構都相同，以下僅以其中一個為例而進行說明。

該太陽能電池3包含：一基板31、一背面電極32，及一正面電極33。

該基板31具有相反的一受光面311與一背面312，在該受光面311處的內側設有一射極層313，該射極層313上可選擇性地設置一抗反射層314。其中，該基板31例如半導體矽基板，且該基板31與該射極層313的其中一個為n型半導體，另一個為p型半導體，進而形成p-n接面。該抗反射層314的材料例如氮化矽，可用於降低光反射以提高入光量。由於該基板31、該射極層313與該抗反射層314非本新型的改良重點，所以不再說明。

該背面電極32位於該基板31的該背面312上，用於與該正面電極33配合將電池的電能輸出至外部，但由於該背面電極32非本新型的改良重點，所以不再說明。

該正面電極33位於該基板31的該受光面311上，具體 而言是穿過該抗反射層314而接觸該射極層313。該正面電極33包括沿一第一方向51排列的一第一電極結構34、一第二電極結構35與一第三電極結構36。該等電極結構34~36的基本形態相同，該第一電極結構34包括一沿垂直該第一方向51的一第二方向52延伸的第一匯流電極部341，及數個連接於該第一匯流電極部341的兩側的第一指狀電極部342，該等第一指狀電極部342皆沿該第一方向51延伸，而且位於同側的第一指狀電極部342沿該第二方向52間隔排列。類似地，該第二電極結構35包括一沿該第二方向52延伸的第二匯流電極部351，及數個連接於該第二匯流電極部351的兩側的第二指狀電極部352。該第三電極結構36包括一沿該第二方向52延伸的第三匯流電極部361，及數個連接於該第三匯流電極部361的兩側的第三指狀電極部362。

其中，該等第一指狀電極部342與該等第二指狀電極部352皆不相連接。而位於該第二匯流電極部351與該第三匯流電極部361之間的第二指狀電極部352與第三指狀電極部362則一一地對應連接。但需要說明的是，本實施例的第二、三指狀電極部352、362不以上述連接方式為限，例如，也可以僅有一個第二指狀電極部352連接其中一個第三指狀電極部362。因此，本新型在設計上，該等第二指狀電極部352中的至少一個連接該等第三指狀電極部362中的其中一個。

更進一步地，該第一電極結構34還包括一圍繞並連接 該第一匯流電極部341與該等第一指狀電極部342的第一環形電極部343，該第一環形電極部343連接該第一匯流電極部341的兩端，也連接每一第一指狀電極部342之遠離該第一匯流電極部341的一端。本實施例的第一環形電極部343為四方環形，但實施時也可以為其它形狀的環形。該第一環形電極部343的線寬為30μm~120μm。設置該第一環形電極部343可作為該等第一指狀電極部342之間的連接導線，並且形成更完善的導電網絡，有助於提升電流收集效果，但本新型不以該第一環形電極部343為必要。

此外，該正面電極33還包括一圍繞該第二電極結構35及該第三電極結構36的外環電極結構37，該外環電極結構37連接該等第二指狀電極部352中的至少一個、該等第三指狀電極部362中的至少一個、該第二匯流電極部351的兩端，以及該第三匯流電極部361的兩端。本實施例的外環電極結構37為四方環形，但實施時也可以為其它形狀的環形。該外環電極結構37的兩長側邊分別連接該等第二指狀電極部352的其中幾個與該等第三指狀電極部362的其中幾個，該外環電極結構37的兩短側邊連接該第二匯流電極部351的兩端與該第三匯流電極部361的兩端。該外環電極結構37的線寬為30μm~120μm。設置該外環電極結構37可作為該等第二指狀電極部352之間及第三指狀電極部362之間的連接導線，並且形成更完善的導電網絡，有助於提升電流收集效果，但本新型不以該外環電極結構37為必要。

本新型的主要改良在於，藉由該等第一指狀電極部342與該等第二指狀電極部352不相連接，取代傳統電池的指狀電極呈連續長條狀的設計。換句話說，本新型的指狀電極局部斷開，該斷開部位自然不需要塗布導電漿料，因此可節省導電漿料用量，進而降低電池生產成本，而且在此同時還能維持電極良好的收集電流效果。

參閱圖4，本新型太陽能電池模組之第二較佳實施例與該第一較佳實施例的結構大致相同，不同的地方在於太陽能電池3的正面電極33設計。本實施例的正面電極33的第二電極結構35與第三電極結構36未連接，因此該等第二指狀電極部352與該等第三指狀電極部362皆不相連接。

本實施例的第一電極結構34、第二電極結構35與第三電極結構36的形態完全相同，因此類似於該第一電極結構34的第一環形電極部343的設計，該第二電極結構35還包括一圍繞並連接該第二匯流電極部351與該等第二指狀電極部352的第二環形電極部353。該第三電極結構36還包括一圍繞並連接該第三匯流電極部361與該等第三指狀電極部362的第三環形電極部363。該第二環形電極部353與該第三環形電極部363的線寬皆為30μm~120μm。

本實施例藉由第一指狀電極部342與第二指狀電極部352不相連接，以及第二指狀電極部352與第三指狀電極部362不相連接，同樣具有節省漿料、降低電池成本的功效。

參閱圖5，本新型太陽能電池模組之第三較佳實施例與 該第二較佳實施例的結構大致相同，不同的地方在於，本實施例的太陽能電池3省略該第二較佳實施例中的第一環形電極部、第二環形電極部與第三環形電極部。

參閱圖6，本新型太陽能電池模組之第四較佳實施例與該第三較佳實施例的結構大致相同，不同的地方在於，本實施例的該等第一指狀電極部342以每相鄰兩個為一組的方式，透過一輔助電極38相連接。其中，所謂的每相鄰兩個第一指狀電極部342是指同樣位於該第一匯流電極部341的左側或同樣位於右側的相鄰兩個。同樣地，該等第二指狀電極部352之間及該等第三指狀電極部362之間，也是以每相鄰兩個為一組的方式，透過一輔助電極38相連接。每一輔助電極38的線寬皆為30μm~120μm。藉由該等輔助電極38作為指狀電極部之間的連接導線，可形成更完善的導電網絡，有助於提升電流收集效果。但本實施例不以第一電極結構34、第二電極結構35與第三電極結構36都設置輔助電極38為必要，例如，也可以只在第一電極結構34中設置輔助電極38。

補充說明的是，該等第一指狀電極部342也可以每相鄰三個、四個或更多個為一組的方式，透過一輔助電極38相連接。因此本實施例的主要精神為：該等第一指狀電極部342以每相鄰N個為一組的方式，透過一輔助電極38相連接，其中N為大於或等於2的整數。在此情況下，該第一電極結構34之位於該第一匯流電極部341的同一側(即同樣位於左側或同樣位於右側)的該等第一指狀電極部342至 少要能夠分成兩組。當然，上述的電極分布方式與連接設計也適用於該第二電極結構35與第三電極結構36中。而且該等電極結構34~36中也可以只有其中的任一個或任兩個設有輔助電極38。

參閱圖7，本新型太陽能電池模組之第五較佳實施例與該第四較佳實施例的結構大致相同，不同的地方在於，該第一電極結構34之位於該第一匯流電極部341的其中一側的該等第一指狀電極部342以每相鄰N個為一組的方式，透過一第一輔助電極39相連接，該第一電極結構34之位於該第一匯流電極部341的另一側的該等第一指狀電極部342以每相鄰M個為一組的方式，透過一第二輔助電極30相連接，其中N與M皆為大於或等於2的整數，N與M可以相同，也可以不相同。而且該等第一輔助電極39沿該第二方向52間隔排列，該等第二輔助電極30也沿該第二方向52間隔排列，第一輔助電極39與第二輔助電極30在該第一方向51上的位置交錯排列。每一第一輔助電極39與第二輔助電極30的線寬皆為30μm~120μm。

當然，上述的電極分布方式與連接設計也適用於該第二電極結構35與第三電極結構36中。而且該等電極結構34~36中也可以只有其中的任一個或任兩個設有第一輔助電極39與第二輔助電極30。

補充說明的是，本新型的第一、二、三指狀電極部342、352、362與圖3的外環電極結構37、圖4的第一環形電極部343、第二環形電極部353、第三環形電極部363、圖 6的輔助電極38及圖7的第一輔助電極39、第二輔助電極30的線寬可以相同也可以不相同。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧第一板材

351‧‧‧第二匯流電極部

2‧‧‧第二板材

352‧‧‧第二指狀電極部

3‧‧‧太陽能電池

353‧‧‧第二環形電極部

31‧‧‧基板

36‧‧‧第三電極結構

311‧‧‧受光面

361‧‧‧第三匯流電極部

312‧‧‧背面

362‧‧‧第三指狀電極部

313‧‧‧射極層

363‧‧‧第三環形電極部

314‧‧‧抗反射層

37‧‧‧外環電極結構

32‧‧‧背面電極

38‧‧‧輔助電極

33‧‧‧正面電極

39‧‧‧第一輔助電極

34‧‧‧第一電極結構

30‧‧‧第二輔助電極

341‧‧‧第一匯流電極部

4‧‧‧封裝材

342‧‧‧第一指狀電極部

51‧‧‧第一方向

343‧‧‧第一環形電極部

52‧‧‧第二方向

35‧‧‧第二電極結構

圖1是本新型太陽能電池模組之一第一較佳實施例的局部側視剖視示意圖；圖2是該第一較佳實施例之一太陽能電池的局部剖視示意圖；圖3是該第一較佳實施例的太陽能電池的俯視示意圖；圖4是本新型太陽能電池模組之一第二較佳實施例之一太陽能電池的俯視示意圖；圖5是本新型太陽能電池模組之一第三較佳實施例之一太陽能電池的俯視示意圖；圖6是本新型太陽能電池模組之一第四較佳實施例之一太陽能電池的俯視示意圖；及圖7是本新型太陽能電池模組之一第五較佳實施例之一太陽能電池的俯視示意圖。

3‧‧‧太陽能電池

314‧‧‧抗反射層

33‧‧‧正面電極

34‧‧‧第一電極結構

341‧‧‧第一匯流電極部

342‧‧‧第一指狀電極部

343‧‧‧第一環形電極部

35‧‧‧第二電極結構

351‧‧‧第二匯流電極部

352‧‧‧第二指狀電極部

36‧‧‧第三電極結構

361‧‧‧第三匯流電極部

362‧‧‧第三指狀電極部

37‧‧‧外環電極結構

51‧‧‧第一方向

52‧‧‧第二方向

Claims (10)

1. 一種太陽能電池，包含：一基板，具有相反的一受光面與一背面；一背面電極，位於該基板的該背面上；及一正面電極，位於該基板的該受光面上，並包括沿一第一方向排列的一第一電極結構、一第二電極結構與一第三電極結構，該第一電極結構包括一沿垂直該第一方向的一第二方向延伸的第一匯流電極部，及數個連接於該第一匯流電極部的兩側的第一指狀電極部，該第二電極結構包括一沿該第二方向延伸的第二匯流電極部，及數個連接於該第二匯流電極部的兩側的第二指狀電極部，該第三電極結構包括一沿該第二方向延伸的第三匯流電極部，及數個連接於該第三匯流電極部的兩側的第三指狀電極部；該等第一指狀電極部與該等第二指狀電極部皆不相連接。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該第一電極結構還包括一圍繞並連接該第一匯流電極部與該等第一指狀電極部的第一環形電極部。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之太陽能電池，其中，該等第二指狀電極部中的至少一個連接該等第三指狀電極部中的其中一個；該正面電極還包括一圍繞該第二電極結構及該第三電極結構的外環電極結構，該外環電極結構連接該等第二指狀電極部中的至少一個、該等第三指狀電極部中的至少一個、該第二匯流電極部的兩端，以 及該第三匯流電極部的兩端。
4. 依據申請專利範圍第2項所述之太陽能電池，其中，該第二電極結構還包括一圍繞並連接該第二匯流電極部與該等第二指狀電極部的第二環形電極部。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該等第三指狀電極部與該等第二指狀電極部皆不相連接。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之太陽能電池，其中，該第二電極結構還包括一圍繞並連接該第二匯流電極部與該等第二指狀電極部的第二環形電極部。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之太陽能電池，其中，該第三電極結構還包括一圍繞並連接該第三匯流電極部與該等第三指狀電極部的第三環形電極部。
8. 依據申請專利範圍第1或2項所述之太陽能電池，其中，該等第一指狀電極部以每相鄰N個為一組的方式，透過一輔助電極相連接，其中N為大於或等於2的整數。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該第一電極結構之位於該第一匯流電極部的其中一側的該等第一指狀電極部以每相鄰N個為一組的方式，透過一第一輔助電極相連接，該第一電極結構之位於該第一匯流電極部的另一側的該等第一指狀電極部以每相鄰M個為一組的方式，透過一第二輔助電極相連接，其中N與M皆為大於或等於2的整數，而且第一輔助電極與第二輔助電極在該第一方向上的位置交錯排列。
10. 一種太陽能電池模組，包含： 相對設置的一第一板材與一第二板材；數個如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，排列於該第一板材與該第二板材之間；及一封裝材，位於該第一板材與該第二板材之間，並包覆在該等太陽能電池的周圍。