TWM472312U - 具有改良正面電極設計的太陽能電池結構 - Google Patents

Description

具有改良正面電極設計的太陽能電池結構

本創作係有關於一種太陽能電池技術領域，特別是有關一種具有改良正面電極設計的太陽能電池結構。

已知，太陽能電池係藉由入射光線照射半導體基板，在其PN接面處產生電子電洞對，在電子電洞對再結合之前，分別經由電池正面(或受光面)及背面電極收集，如此產生光電流。

通常，形成在電池正面的電極可以包括指狀電極與匯流電極，其設計直接影響到太陽能電池的光電轉換效率。舉例來說，指狀電極與匯流電極的面積如果太大，就會遮蔽入射光線，減少太陽能電池的有效照光面積，且增加銀膠使用量，反之，若太小，其阻抗的損失會變大。

本創作的主要目的即在提供一種具有改良正面電極設計的太陽能電池結構，除了可以減少遮光、降低銀膠用量，同時避免電池邊緣在印刷時的斷線缺陷發生。

根據一實施例，本創作披露一種太陽能電池，包含有一半導體基板，其具有一正面；複數條匯流電極，沿第一方向排列，設於該正面；複數條指狀電極，沿著第二方向排列，設於該匯流電極兩側，且兩相鄰匯流電極之指狀電極之末端之間設有一間隔；以及至少一水平連接電極，沿著該第二方向排列， 設置於該正面且與該複數匯流電極連接，其中該匯流電極的線寬大於該水平連接電極的線寬，而該水平連接電極的線寬大於該指狀電極的線寬。

根據另一實施例，本創作披露一種太陽能電池，包含有一半導體基板，其具有一正面；複數條匯流電極，沿著一第一方向排列，設於該正面；複數條垂直連接電極，沿著該第一方向設置於各該匯流電極之兩側；兩條水平連接電極，沿著一第二方向排列，分別連接於該垂直連接電極兩端，其中該水平連接電極及該垂直連接電極環繞各該匯流電極，構成複數個封閉電極區域，且該複數個封閉電極區域僅透過該水平連接電極彼此相連結；以及複數條指狀電極，沿著該第二方向排列，設於各該封閉電極區域內，介於各該匯流電極與該複數條垂直連接電極之間。

為讓本創作之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施方式，並配合所附圖式，作詳細說明如下。然而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

10‧‧‧太陽能電池結構

11‧‧‧太陽能電池結構

100‧‧‧半導體基板

100a‧‧‧正面

101、101a~101c‧‧‧匯流電極

102a、102b‧‧‧水平連接電極

103、103a‧‧‧指狀電極

104a、104b、104c‧‧‧垂直細線路

105、105a~105f‧‧‧垂直連接電極

106‧‧‧垂直指狀電極

A、B、C‧‧‧封閉電極區域

S1、S2‧‧‧間隔

第1圖為一種具有改良正面電極設計的太陽能電池結構的上視圖。

第2圖為另一種具有改良正面電極設計的太陽能電池結構的上視圖。

請參閱第1圖，其例示一種具有改良正面電極設計的太陽能電池結構。如第1圖所示，本創作太陽能電池結構10 包括一半導體基板100，在其正面(或受光面)100a上，設置有複數條平行的匯流電極(busbar)101，例如，匯流電極101a、101b、101c，沿第一方向排列，構成三柵匯流電極(3-busbar)組態。當然，圖中匯流電極的數量僅為例示，在其它實施例中，亦可以是雙柵匯流電極(2-busbar)組態、四柵匯流電極或更多。在各匯流電極101a、101b、101c的兩側邊，設有複數條垂直連接電極105，例如，在匯流電極101a兩側分別為垂直連接電極105a、105b，在匯流電極101b兩側分別為垂直連接電極105c、105d，在匯流電極101c兩側分別為垂直連接電極105e、105f，其中，垂直連接電極105b、105c介於匯流電極101a、101b之間，且具有一間隔S1，垂直連接電極105d、105e介於匯流電極101b、101c之間，且具有一間隔S2。

如第1圖所示，本創作太陽能電池結構10還包括兩條水平連接電極102a、102b，沿第二方向排列，分別設置於匯流電極101的兩端部。其中水平連接電極102a、102b是連續的、不間斷的，在本實施例中，水平連接電極102a、102b的寬度小於半導體基板100的正面100a的整個寬度，並且分別與垂直連接電極105a~105f連結，於其他實施例中，水平連接電極102a、102b的寬度約略等於半導體基板100的正面100a的寬度。其中水平連接電極102a、102b及垂直連接電極105a、105b環繞著匯流電極101a，構成封閉電極區域A，水平連接電極102a、102b及垂直連接電極105c、105d環繞著匯流電極101b，構成封閉電極區域B，水平連接電極102a、102b及垂直連接電極105e、105f環繞著匯流電極101c，構成封閉電極區域C。封閉電極區域A、B、C僅透過水平連接電極102a、102b電連結。

根據本實施例，封閉電極區域A、B、C內分別設有 複數條指狀電極(finger electrode)103，沿第二方向水平排列，連結匯流電極101與垂直連接電極105。根據本實施例，匯流電極101、垂直連接電極105、水平連接電極102a、102b及指狀電極103均可以利用銀膠或銀漿以印刷方法形成，前述電極可透過一次網印印刷方式形成於半導體基板100之正面，或者利用兩次印刷或三次印刷等分次印刷的方法形成。此外，根據本實施例，匯流電極101的線寬最粗，約在0.5毫米至2毫米之間，例如1.5毫米，其次為水平連接電極102a、102b，至少大於100微米(micrometer)，最細的是指狀電極103與垂直連接電極105，約在10至100微米之間，例如40微米。

本實施例在匯流電極101的端部，如第1圖中的放大圖所示，水平連接電極102a、102b係設置於匯流電極101的端部外側，使匯流電極101端部呈現內縮態樣，即匯流電極101的端部並不直接接觸到水平連接電極102a、102b，且由於匯流電極101端部呈現內縮，因此垂直連接電極105之長度略長於匯流電極101之長度。如第1圖所示，在匯流電極101的端部與水平連接電極102b之間，還具有指狀電極103a與垂直細線路104a、104b與104c，其中匯流電極101的端部可以藉由垂直細線路104a、104b與104c分別與水平連接電極102b及指狀電極103a進行電性連結。

在其它實施例中，匯流電極101的端部亦可以直接接觸並連結到水平連接電極102a、102b，即前述之匯流電極101的端部亦可不內縮而與水平連接電極102b直接連接，此時垂直連接電極105之長度等於匯流電極101之長度。

本創作的特點在於利用連續的水平連接電極102a、102b將封閉電極區域A、B、C串接起來，藉由較寬之水平連 接電極102a、102b，可以增加印刷性及避免印刷時的斷線缺陷發生，故能改善指狀電極高線阻問題及增加製程良率，且本實施例之匯流電極101的端部內縮後可減少遮光面積，增加光入射表面。此外，雖然第1圖中繪示兩條水平連接電極102a、102b，但是在其它實施例中，本創作之太陽能電池亦可以僅有一條水平連接電極，且可以設置在任意位置，不一定要設置在匯流電極101的端部，皆具有增加印刷性及避免印刷斷線的優點。

請參閱第2圖，其例示另一種具有改良正面電極設計的太陽能電池結構。如第2圖所示，本創作太陽能電池結構11包括一半導體基板100，同樣在其正面100a上，設置有複數條平行的匯流電極101，例如，匯流電極101a、101b、101c，沿第一方向排列，構成三柵匯流電極組態。當然，圖中匯流電極的數量僅為例示，在其它實施例中，亦可以是雙柵匯流電極組態。在各匯流電極101a、101b、101c的兩側邊，同樣設有複數條垂直連接電極105，例如，在匯流電極101a兩側分別為垂直連接電極105a、105b，在匯流電極101b兩側分別為垂直連接電極105c、105d，在匯流電極101c兩側分別為垂直連接電極105e、105f，其中，垂直連接電極105b、105c介於匯流電極101a、101b之間，且具有一間隔S1，垂直連接電極105d、105e介於匯流電極101b、101c之間，且具有一間隔S2。如第2圖中所例示，垂直連接電極105同樣沿第一方向排列，且長度略長於匯流電極101。

如第2圖所示，本創作之太陽能電池結構11還包括兩條水平連接電極102a、102b，沿第二方向排列，分別設置於匯流電極101的兩端部，且距離匯流電極101的兩端部有一小 段距離，並不會直接接觸到匯流電極101的兩端部。水平連接電極102a、102b是連續的、不間斷的，幾乎橫跨半導體基板100的正面100a的整個寬度，並且分別與垂直連接電極105a~105f連結。其中水平連接電極102a、102b及垂直連接電極105a、105b環繞著匯流電極101a，構成封閉電極區域A，水平連接電極102a、102b及垂直連接電極105c、105d環繞著匯流電極101b，構成封閉電極區域B，水平連接電極102a、102b及垂直連接電極105e、105f環繞著匯流電極101c，構成封閉電極區域C。封閉電極區域A、B、C僅透過水平連接電極102a、102b電連結。

根據本實施例，封閉電極區域A、B、C內同樣設有複數條指狀電極103，沿第二方向水平排列，連結匯流電極101與垂直連接電極105。根據本實施例，匯流電極101、垂直連接電極105、水平連接電極102a、102b及指狀電極103均可以利用銀膠或銀漿以印刷方法形成。此外，根據本實施例，匯流電極101的線寬最粗，約在0.5毫米至2毫米之間，例如1.5毫米，其次為水平連接電極102a、102b，至少大於100微米，最細的是指狀電極103與垂直連接電極105，約在10至100微米之間，例如40微米。

第2圖中的正面電極設計與第1圖中的差別在於：另外在複數條指狀電極103之間設置有複數條垂直指狀電極106，間隔的設置在兩條相鄰的指狀電極103之間。在第2圖中，垂直指狀電極106大致位於匯流電極101與垂直連接電極105之間的中間處，且對準在一直線上，但不限於此，例如，在其它實施例中，垂直指狀電極106的位置亦可以較靠近匯流電極101或較靠近垂直連接電極105，且不一定是對準在一直線上， 即該些垂直指狀電極106可沿匯流電極101方向呈直線排列或交錯排列方式配置於兩條相鄰的指狀電極103之間。該些垂直指狀電極106的設置可以在電致發光測試時幫助提供更多的電流路徑，可進一步降低在電致發光測試中因指狀電極線阻過高而造成之發光與效率降低之問題，並且可以減少指狀電極斷線情形之發生，同時改善電池的效能。

故本實施例之創作除可增加印刷性、避免印刷時的斷線缺陷發生外、改善指狀電極高線阻問題、改善電池效能、避免電致發光測試之誤判與增加製程良率之功效。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

10‧‧‧太陽能電池結構

100‧‧‧半導體基板

100a‧‧‧正面

101、101a~101c‧‧‧匯流電極

102a、102b‧‧‧水平連接電極

103、103a‧‧‧指狀電極

104a、104b‧‧‧垂直細線路

105、105a~105f‧‧‧垂直連接電極

A、B、C‧‧‧封閉電極區域

S1、S2‧‧‧間隔

Claims (20)

1. 一種太陽能電池，包含有：一半導體基板，其具有一正面；複數條匯流電極，沿一第一方向排列，設於該正面；複數條指狀電極，沿一第二方向排列，設於各該匯流電極兩側，且兩相鄰匯流電極之指狀電極之末端之間設有一間隔；以及至少一水平連接電極，沿該第二方向排列，設置於該正面且與該複數匯流電極連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，該水平連接電極之線寬至少大於100微米。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該匯流電極之寬度介於0.5毫米至2毫米之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該指狀電極之寬度介於10至100微米之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該間隔之至少一側具有一垂直連接電極，用以連接同側之相鄰之該指狀電極之末端。
6. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能電池，其中該間隔之兩側分別具有一垂直連接電極，用以連接同側之相鄰之該指狀電極之末端。
7. 如申請專利範圍第5或6項所述之太陽能電池，其中該垂直連接電極之寬度介於10至100微米之間。
8. 如申請專利範圍第1、5或6項所述之太陽能電池，其中相鄰該指狀電極之間另包含至少一垂直指狀電極。
9. 如申請專利範圍第8項所述之太陽能電池，其中該垂直指狀電極之寬度介於10至100微米之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該水平連接電極設置於該匯流電極之端部外側，且該匯流電極之端部與該水平連接電極之間具有一距離，該水平連接電極係透過至少一垂直細線路電連接該匯流電極。
11. 如申請專利範圍第8項所述之太陽能電池，其中該垂直連接電極長度大於匯流電極。
12. 一種太陽能電池，包含有：一半導體基板，其具有一正面；複數條匯流電極，沿一第一方向排列，設於該正面；複數條垂直連接電極，沿該第一方向設置於各該匯流電極之兩側；兩條水平連接電極，沿一第二方向排列，分別連接於該垂直連接電極兩端，其中該水平連接電極及該垂直連接電極環繞各該匯流電極，構成複數個封閉電極區域，且該複數個封閉電極區域僅透過該水平連接電極彼此相連結；以及 複數條指狀電極，沿該第二方向排列，設於各該封閉電極區域內，介於各該匯流電極與該複數條垂直連接電極之間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，該水平連接電極之線寬至少大於100微米。
14. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中該匯流電極之寬度介於0.5毫米至2毫米之間。
15. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中該指狀電極與該垂直連接電極之寬度介於10至100微米之間。
16. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中該水平連接電極設置於該匯流電極之端部外側，且該匯流電極之端部與該水平連接電極之間具有一距離，該水平連接電極係透過至少一垂直細線路電連接該匯流電極。
17. 如申請專利範圍第16項所述之太陽能電池，其中該垂直連接電極長度大於匯流電極。
18. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中該水平連接電極係一連續電極。
19. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池，其中相鄰該指狀電極之間另包含至少一垂直指狀電極。
20. 如申請專利範圍第19項所述之太陽能電池，其中該垂直指 狀電極之寬度介於10至100微米之間。