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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