CN104282789A - 一种多主栅结构的太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多主栅结构的太阳能电池，包括正面电极、背面电极和背电场，所述正面电极包括4条或4条以上的主栅线、副栅线、细栅线和正面电极边框，所述主栅线之间相互平行，并左右对称居中分布，所述相邻主栅线的间距D为正面电极边框边长L/N1（主栅线条数）±10mm；所述主栅线采用分段式或直通式，所述分段式或直通式主栅线区域均设有镂空，所述主栅线顶端还设有缓冲段；所述背面电极主栅线与正面电极主栅线的条数、位置相对应。本发明能降低电池片的串联电阻，更好的收集电池表面产生的光生载流子，提高电池转换效率，减少电池断栅等印刷品质异常造成的组件风险，减少光生电流传输至主栅线的路径，提升组件功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，具体涉及一种多主栅结构的太阳能电池。
背景技术
常规结构晶硅太阳能电池的制作流程包括制绒、扩散、背面刻蚀、氮化硅沉积、丝网印刷、烧结。常规晶硅太阳能电池一般采用两主栅或三主栅的设计方案，正面电极的栅线设计影响着以下几方面：1、正面电极的栅线设计影响电池效率的提升。随着扩散工艺的进步和浆料水平的提高，扩散方阻逐步增加，如果仍采用两主栅或者三主栅正电极设计，电池片的串联电阻和功率损失会增加，从而影响电池效率；细栅线的目的是为了最大限度的收集光生电流至主栅线，如果细栅线出现虚印、断栅现象，则会影响光生电流的收集，影响电池效率。采用多主栅结构可以提高电池效率。2、正面电极的栅线设计影响着组件寿命和组件功率。如果采用断栅的电池片制成组件，断栅处将出现局部发热的热斑现象，影响组件寿命，采用多主栅结构一来可以降低细栅线断栅带来的风险，二来可以减少光生电流传输至主栅线的路径，有利于组件功率的提升。3、在各家光伏企业产品越来越雷同的情况下，实现产品细节差异化就成为取胜的利器，采用多主栅可以使电池和组件别具一格。因此，需要采用多主栅结构来优化正面电极。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多主栅结构的太阳能电池，降低电池片的串联电阻，更好的收集电池表面产生的光生载流子，提高电池转换效率，减少电池断栅等印刷品质异常造成的组件风险，减少光生电流传输至主栅线的路径，提升组件功率。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种多主栅结构的太阳能电池，包括正面电极、背面电极和背电场，其特征在于：所述正面电极包括4条或4条以上的主栅线、副栅线、细栅线和正面电极边框，所述主栅线之间相互平行，并左右对称居中分布，所述相邻主栅线的间距D为正面电极边框边长L/ N1（主栅线条数） ±10mm；所述主栅线采用分段式或直通式，所述分段式或直通式主栅线区域均设有镂空，所述主栅线顶端还设有缓冲段；在所述主栅线相垂直的方向上设置有一定数量的副栅线，在所述相邻副栅线之间连接有一定数量并与主栅线相平行的细栅线；所述背面电极主栅线与正面电极主栅线的条数、位置相对应。
作为一种优选，所述分段式主栅线包括镂空部分和非镂空部分，所述镂空部分的段数为4～10段，每段长度L1为5～30mm，宽度D1为0.2～2.0mm，非镂空部分每段长度L2为4～20mm，宽度D2为0.15～0.5mm。
作为一种优选，所述直通式主栅线为全镂空，长度L3大于硅片边长的3/4，宽度D3为0.2～1.5mm。
作为一种优选，所述分段式或直通式主栅线区域的镂空图案为圆形、方形、菱形、椭圆形、线条形或不规则形。
作为一种优选，所述缓冲段为连续渐变式或阶梯渐变式，所述缓冲段均包括1条或1条以上的缓冲线条，所述每条缓冲线条长度L4为0～20mm，连接主栅线处的宽度D41为0.03～1.5mm，连接正电极边框处的宽度D42为0.02～1.5mm。
作为一种优选，所述副栅线与主栅线连接部分为渐变式或非渐变式，所述渐变式连接点的宽度D5为副栅线宽度的1～4倍，所述渐变部分的长度L5为0.02mm至主栅线间距的1/2，所述渐变式采用连续渐变连接段和/或阶梯式渐变连接段连接。
作为一种优选，所述的正面电极边框为正方形封闭框，所述正面电极边框的边长L为Lc（电池片边长）-0.5～Lc-6mm，所述正电极边框的线宽与副栅线线宽相同；所述正电极边框设有倒角，所述倒角距离为0.5～2mm，所述各倒角距离为相等或不相等。
作为一种优选，所述副栅线数量为50～150根，宽度为0.02～0.12mm。
作为一种优选，所述每条背电极主栅线段数为1～6段，每段长度L6为6mm～Lc，宽度D6为0.8～3.0mm，所述每条背电极主栅线边缘设有均匀分布置的锯齿，所述锯齿高0.2～1mm。
作为一种优选，所述的背电场中设有与背电极位置相同的遮挡区域，所述遮挡区域长度L7与背电极长度L6相同，所述遮挡区域宽度D7为D6～D6-0.5mm，所述背电场边长L8为Lc～Lc-4mm；所述背电场四个顶角设有倒角，所述倒角角度为45°，倒角距离L9为0.5～2.5mm。
本发明的有益效果是: 采用4条或4条以上的主栅线，可以降低电池片的串联电阻，更好的收集电池表面产生的光生载流子，提高电池转换效率；减少电池断栅等印刷品质异常造成的组件风险；减少光生电流传输至主栅线的路径，提升组件功率，实现电池及组件产品外观的多样化。
附图说明
图1为本发明实施例1正面电极结构的示意图。
图2为本发明实施例1分段式圆形镂空主栅线的示意图。
图3为本发明实施例1主栅线与正电极边框连接处缓冲段结构的示意图。
图4为本发明实施例1分段式主栅线与副栅连接处的渐变式连接结构的的示意图。
图5为本发明实施例1背电极结构的示意图。
图6为本发明实施例1背电场结构的示意图。
图7为本发明实施例1图7的A处放大图。
图8为本发明实施例2直通式圆形镂空主栅结构。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施方式
实施例1：结合各附图所示，一种多主栅结构的太阳能电池，包括正面电极、背面电极和背电场，所述正面电极包括4主栅线1、副栅线2、细栅线3和正面电极边框4，所述主栅线1之间相互平行，并左右对称居中分布，相邻主栅线1的间距D为39mm；在主栅线1相垂直的方向上设置有92条副栅线2，在所述相邻副栅线2之间连接有46并与主栅线1相平行的细栅线3。主栅线1采用分段式，所述分段式主栅线包括镂空部分5和非镂空部分6，镂空部分5的镂空图案为圆形，所述镂空部分的段数为8段，每段长度L1为7mm，宽度D1为1.0mm，非镂空部分每段长度L2为12mm，宽度D2为0.3mm。所述主栅线1顶端还设有缓冲段，所述缓冲段为连续渐变式，所述缓冲段均包括1条缓冲线条，所述每条缓冲线条长度L4为3.4mm，连接主栅线1处的宽度D41为0.04mm，连接正电极边框4处的宽度D42为0.06mm。所述副栅线2与主栅线1连接部分为渐变式，所述渐变式连接点的宽度D5为副栅线宽度的1.2倍，所述渐变部分的长度L5为3mm，所述渐变式采用连续渐变连接段7和阶梯式渐变连接段8连接。所述的正面电极边框4为正方形封闭框，正面电极边框4的边长L为153mm，所述正面电极边框4的线宽与副栅线2线宽相同；所述正面电极边框4设有倒角，所述倒角距离为1mm，所述各倒角距离相等。所述背面电极主栅线与正面电极主栅线的条数、位置相对应，所述每条背电极主栅线段数为3段，每段长度L6为20mm，宽度D6为2.5mm，所述每条背电极主栅线边缘设有均匀分布置的锯齿，所述锯齿高0.5mm。在背电场中还设有与背电极位置相同的遮挡区域，所述遮挡区域长度L7与背电极长度L6相同，所述遮挡区域宽度D7为2.5mm，所述背电场边长L8为155mm；所述背电场四个顶角设有倒角，所述倒角角度为45°，倒角距离L9为1.5mm。
实施例2：另一种多主栅结构的太阳能电池，包括正面电极、背面电极和背电场，所述正面电极包括4主栅线1、副栅线2、细栅线3和正面电极边框4，所述主栅线1之间相互平行，并左右对称居中分布，相邻主栅线1的间距D为39mm；在主栅线1相垂直的方向上设置有92条副栅线2，在所述相邻副栅线2之间连接有46条并与主栅线1相平行的细栅线3。主栅线1采用直通式，所述直通式主栅线为全镂空，镂空图案为方形，长度L3为145 mm，宽度D3为0.2～1.5mm。所述主栅线1顶端还设有缓冲段，所述缓冲段为阶梯渐变式，所述缓冲段均包括1条缓冲线条，所述每条缓冲线条长度L4为4mm，连接主栅线1处的宽度D41为1.2mm，连接正面电极边框4处的宽度D42为0.04mm。所述副栅线2与主栅线1连接部分为非渐变式，所述非渐变式连接点的宽度为0.035mm。所述的正面电极边框4为正方形封闭框，正面电极边框4的边长L为153mm，所述正面电极边框4的线宽与副栅线2线宽相同；所述正面电极边框4设有倒角，所述倒角距离为1mm，所述各倒角距离相等。所述背面电极主栅线与正面电极主栅线的条数、位置相对应，所述每条背电极主栅线段数为3段，每段长度L6为20mm，宽度D6为2.0mm，所述每条背电极主栅线边缘设有均匀分布置的锯齿，所述锯齿高0.5mm。在背电场中还设有与背电极位置相同的遮挡区域，所述遮挡区域长度L7与背电极长度L6相同，所述遮挡区域宽度D7为2.0mm，所述背电场边长L8为155mm；所述背电场四个顶角设有倒角，所述倒角角度为45°，倒角距离L9为1.5mm。
Claims (10)
1.一种多主栅结构的太阳能电池，包括正面电极、背面电极和背电场，其特征在于：所述正面电极包括4条或4条以上的主栅线（1）、副栅线（2）、细栅线（3）和正面电极边框（4），所述主栅线（1）之间相互平行，并左右对称居中分布，所述相邻主栅线（1）的间距D为正面电极边框（4）边长L/ N1（主栅线条数） ±10mm；所述主栅线（1）采用分段式或直通式，所述分段式或直通式主栅线区域均设有镂空，所述主栅线（1）顶端还设有缓冲段；在所述主栅线（1）相垂直的方向上设置有一定数量的副栅线（2），在所述相邻副栅线（2）之间连接有一定数量并与主栅线（1）相平行的细栅线（3）；所述背面电极主栅线与正面电极主栅线的条数、位置相对应。
2.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述分段式主栅线包括镂空部分（5）和非镂空部分（6），所述镂空部分的段数为4～10段，每段长度L1为5～30mm，宽度D1为0.2～2.0mm，非镂空部分每段长度L2为4～20mm，宽度D2为0.15~0.5mm。
3.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述直通式主栅线为全镂空，长度L3大于硅片边长的3/4，宽度D3为0.2～1.5mm。
4.如权利要求1、2或3所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述分段式或直通式主栅线区域的镂空图案为圆形、方形、菱形、椭圆形、线条形或不规则形。
5.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述缓冲段为连续渐变式或阶梯渐变式，所述缓冲段均包括1条或1条以上的缓冲线条，所述每条缓冲线条长度L4为0～20mm，连接主栅线（1）处的宽度D41为0.03～1.5mm，连接正面电极边框（4）处的宽度D42为0.02～1.5mm。
6.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述副栅线（2）与主栅线（1）连接部分为渐变式或非渐变式，所述渐变式连接点的宽度D5为副栅线宽度的1～4倍，所述渐变部分的长度L5为0.02mm至主栅线间距的1/2，所述渐变式采用连续渐变连接段（7）和/或阶梯式渐变连接段（8）连接。
7.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述的正面电极边框（4）为正方形封闭框，所述正面电极边框（4）的边长L为Lc（电池片边长）-0.5～Lc-6mm，所述正电极边框（4）的线宽与副栅线（2）线宽相同；所述正电极边框（4）设有倒角，所述倒角距离为0.5～2mm，所述各倒角距离为相等或不相等。
8.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述副栅线数量为50～150根，宽度为0.02～0.12mm。
9.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述每条背电极主栅线段数为1～6段，每段长度L6为6mm～Lc，宽度D6为0.8～3.0mm，所述每条背电极主栅线边缘设有均匀分布置的锯齿，所述锯齿高0.2～1mm。
10.如权利要求1所述的多主栅结构的太阳能电池，其特征在于：所述的背电场中设有与背电极位置相同的遮挡区域，所述遮挡区域长度L7与背电极长度L6相同，所述遮挡区域宽度D7为D6～D6-0.5mm，所述背电场边长L8为Lc～Lc-4mm；所述背电场四个顶角设有倒角，所述倒角角度为45°，倒角距离L9为0.5～2.5mm。
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