CN216015381U - 电极结构、太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

电极结构、太阳能电池及光伏组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种电极结构、太阳能电池及光伏组件，电极结构包括：主栅线、细栅线和焊接点；主栅线沿第一方向上延伸，主栅线包括沿第二方向上相对设置的两条子主栅线，每条子主栅线均包括间隔设置的第一子部和第二子部，焊接点夹设在两条子主栅线的第一子部之间且与第一子部连接，至少一条子主栅线的第一子部向远离焊接点一侧凸出，第二方向与第一方向相交。通过将两条子主栅线限定焊带的位置，焊带能够直接接触焊接点，由于焊接点与第一子部连接且第一子部外扩，拓宽焊接窗口，有效改善焊接点与焊带在焊接过程中出现虚焊的现象。

Description

电极结构、太阳能电池及光伏组件
技术领域
本实用新型涉及光伏技术领域，更具体地，涉及一种电极结构、太阳能电池及光伏组件。
背景技术
太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”。太阳能电池采用多根主栅线设计能够减少光生电流传输至主栅线的路径，从而减少电流在细栅线上移动所带来的消耗，还能够减小细栅线遮挡面积以及降低银浆消耗量。当多根主栅线设计的太阳能电池通过超细焊带形成电池串时，焊接点会与焊带接触不良产生虚焊现象，容易导致太阳能电池串的功率降低从而导致太阳能组件的整体功率损失。
因此，提供一种新型电极结构、太阳能电池及光伏组件是亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种电极结构、太阳能电池及光伏组件。
一方面，本实用新型提供一种电极结构，包括：主栅线、细栅线和焊接点；
所述主栅线沿第一方向上延伸，所述主栅线包括沿第二方向上相对设置的两条子主栅线，每条所述子主栅线均包括间隔设置的第一子部和第二子部，所述焊接点夹设在两条所述子主栅线的所述第一子部之间且与所述第一子部连接，至少一条所述子主栅线的所述第一子部向远离所述焊接点一侧凸出，所述第二方向与所述第一方向相交；沿所述第二方向上，一条所述主栅线中相邻所述第一子部之间的最大距离为l1，一条所述主栅线中相邻所述第二子部之间的距离为l2，1.2≤l1/l2≤2；
所述细栅线沿所述第二方向上延伸，设置于所述主栅线两侧，且与所述子主栅线连接。
另一方面，本实用新型还提供一种太阳能电池，包括：
硅片，所述硅片一侧设有发射极层；
第一钝化层，设置于所述发射极层远离所述硅片一侧；
第二钝化层，设置于所述硅片远离所述发射极层一侧；
电极结构，设置于所述第一钝化层远离所述硅片一侧，和/或设置于所述第二钝化层远离所述硅片一侧，所述电极结构为上述的电极结构。
第三方面，本实用新型还提供一种光伏组件，包括透明盖板、上封装层、太阳能电池、下封装层及背板，所述太阳能电池为上述的太阳能电池。
与现有技术相比，本实用新型提供的电极结构、太阳能电池及光伏组件，至少实现了如下的有益效果：
主栅线沿第一方向上延伸，主栅线包括沿第二方向上相对设置的两条子主栅线，每条子主栅线均包括间隔设置的第一子部和第二子部，当安装焊带时，将焊带限制在一条主栅线的两条子主栅线之间，能够直接接触焊接点，有助于提升焊带与焊接点之间的焊接拉力，还可以减少组件过程中发生隐裂的几率；焊接点夹设在两条子主栅线的第一子部之间且与第一子部连接，至少一条子主栅线的第一子部向远离焊接点一侧凸出，第二方向与第一方向相交，由于焊接点与第一子部连接且第一子部外扩，拓宽焊接窗口，沿垂直于电极结构所在平面的方向上，子主栅线的高度与焊接点的高度存在差距，也不会对焊带与焊接点的连接造成影响，即使焊带发生轻微偏移，焊带也会至少部分与焊接点连接，有效改善焊接点与焊带在焊接过程中出现虚焊的现象。再者，当l1/l2小于1.2时，一条主栅线中相邻第一子部之间的最大距离与相邻第二子部之间的距离相差较小，不利于制作，虚焊的改善效果也不明显；当l1/l2大于2时，会浪费银浆，影响采用该电极结构的太阳能电池的双面率。
当然，实施本实用新型的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型提供的一种太阳能电池的平面结构示意图；
图2是本实用新型提供的另一种太阳能电池的平面结构示意图；
图3是图1中A处的放大图；
图4是图3中A-A’向的剖面图；
图5是本实用新型提供的一种光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参照图1，图1是本实用新型提供的一种太阳能电池200的平面结构示意图。
本实施例提供的电极结构100，包括：主栅线1、细栅线2和焊接点3；
主栅线1沿第一方向X上延伸，主栅线1包括沿第二方向Y上相对设置的两条子主栅线4，每条子主栅线4均包括间隔设置的第一子部5和第二子部6，焊接点3夹设在两条子主栅线4的第一子部5之间且与第一子部5连接，至少一条子主栅线4的第一子部5向远离焊接点3一侧凸出，第二方向Y与第一方向X相交；沿第二方向Y上，一条主栅线1中相邻第一子部5之间的最大距离为l1，一条主栅线1中相邻第二子部6之间的距离为l2，1.2≤l1/l2≤2；
细栅线2沿第二方向Y上延伸，设置于主栅线1两侧，且与子主栅线4连接。
需要说明的是，图1中仅示意出每一个第一子部5均向远离焊接点3一侧凸出，也可以设置在一条主栅线1中，仅一条子主栅线4的第一子部5向远离焊接点3一侧凸出，还可以设置在一条主栅线1中，两条子主栅线4向远离焊接点3一侧凸出的第一子部5交替设置，这里不做过多叙述。图1中示意出沿第一方向X上，第二子部6的长度均相等，在实际应用时，可以通过第二子部6沿第一方向X上的长度调整一条子主栅线4中的相邻两个第一子部5之间的距离；另外，图1中的主栅线1、细栅线2和焊接点3的数量仅为示意，可根据需求进行调整。
可以理解的是，细栅线2的作用是收集载流子传输到主栅线1，主栅线1将收集到的电流传导至焊接点3，焊接点3与焊带连接，将电流导出。其中，主栅线1和细栅线2可以通过丝网印刷的方式一体化制成，也可以对主栅线1和细栅线2分别进行印刷，这里并不做限制，主栅线1和细栅线2的材质通常采用银，但并不限于此，也可以根据需求采用铝或其他材料。将主栅线1设置为包括两条子主栅线4，能够使焊带限定在一条主栅线1的两条子主栅线4之间，使焊带直接与焊接点3接触，减少焊带与焊接点3焊接过程中隐裂，能够降低由于焊接过程中隐裂导致的返修率，经测试，返修率降低39％，层返修率由16.93％降低至10.31％。
相对于现有技术，本实施例提供的电极结构100至少具有以下有益效果：
主栅线1沿第一方向X上延伸，主栅线1包括沿第二方向Y上相对设置的两条子主栅线4，每条子主栅线4均包括间隔设置的第一子部5和第二子部6，当安装焊带时，将焊带限制在一条主栅线1的两条子主栅线4之间，能够直接接触焊接点3，有助于提升焊带与焊接点3之间的焊接拉力，还可以减少组件过程中发生隐裂的几率；焊接点3夹设在两条子主栅线4的第一子部5之间且与第一子部5连接，至少一条子主栅线4的第一子部5向远离焊接点3一侧凸出，第二方向Y与第一方向X相交，由于焊接点3与第一子部5连接且第一子部5外扩，拓宽焊接窗口，沿垂直于电极结构100所在平面的方向上，子主栅线4的高度与焊接点3的高度存在差距，也不会对焊带与焊接点3的连接造成影响，即使焊带发生轻微偏移，焊带也会至少部分与焊接点3连接，有效改善焊接点3与焊带在焊接过程中出现虚焊的现象。再者，当l1/l2小于1.2时，一条主栅线1中相邻第一子部5之间的最大距离与相邻第二子部6之间的距离相差较小，不利于制作，虚焊的改善效果也不明显；当l1/l2大于2时，会浪费银浆，影响采用该电极结构100的太阳能电池的双面率。
在一些实施例中，参照图1和图2，图2是本实用新型提供的另一种太阳能电池200的平面结构示意图，子主栅线4两端设有连接端部7，连接端部7与第一子部5连接，在相连接的连接端部7和第一子部5中，沿第一子部5指向连接端部7的方向上，连接端部7在第二方向Y上的宽度逐渐减小；
和/或连接端部7与第二子部6连接，在相连接的连接端部7和第二子部6中，沿第二子部6指向连接端部7的方向上，连接端部7在第二方向Y上的宽度逐渐减小。
需要说明的是，图1示意出连接端部7的两端均与第一子部5连接，图2示意出连接端部7的两端均与第二子部6连接。还可以设置为连接端部7一端与第一子部5连接，另一端与第二子部6连接，这里不做过多叙述。连接端部7在电极结构100所在平面的方向上的正投影可以为梯形或是三角形等。在图1和图2中仅示意出所有焊接点3均为相同尺寸的矩形，在具体设置时，在沿第一方向X上顺次排列的多个焊接点3中，头部的焊接点3和尾部的焊接点3的尺寸比中间部分的焊接点3的尺寸稍大，能够防止焊带偏移，可根据实际需求进行调整。并且在图1和图2中，仅示意出采用本实用新型实施例的电极结构100的电池的分片为二分片，当然，根据实际需求也可以采用多分片的设计，对此并不设限。
可以理解的是，沿第一方向X上，两个相邻的焊接点3之间的子主栅线4在进行电流传导时，可以向这两个焊接点3中任意一个焊接点3传导电流；沿第一方向X上，头部的焊接点3与电极结构100边缘之间的子主栅线4只能将电流传导至头部的焊接点3；同理，沿第一方向X上，尾部的焊接点3与电极结构100边缘之间的子主栅线4只能将电流传导至尾部的焊接点3。因此在子主栅线4的两端设置连接端部7沿第二方向Y上的宽度为渐变设计，能够有利于电极结构100边缘的电流收集，提升导电效率，改善电极结构100边缘发黑现象。
在一些可选的实施例中，参照图3，图3是图1中A处的放大图，沿第二方向Y上，在一条主栅线1中，两条子主栅线4的连接端部7之间的距离处处相等。
可以理解的是，在一条主栅线1的两条子主栅线4中，两个相对的连接端部7之间的区域在电极结构100所在平面的方向上的投影为矩形，在这个矩形区域内设置焊带，这样设置能够保证焊带位于一条主栅线1的两条子主栅线4之间，避免焊带与连接端部7连接，而连接端部7与焊接点3之间具有高度差造成的虚焊现象。
在一些可选的实施例中，沿第二方向Y上，在一条主栅线1中，两条子主栅线4的连接端部7之间距离的取值范围为0.5-3.0毫米。
需要说明的是，若沿第二方向Y上，在一条主栅线1中，两条子主栅线4的连接端部7之间距离小于0.5毫米时，对焊接的要求比较高；若两条子主栅线4的连接端部7之间距离大于3.0毫米时，会对传输效率造成影响，本实施例设置在一条主栅线1中，两条子主栅线4的连接端部7之间距离的取值范围为0.5-3.0毫米既能满足焊接需求，也能保证传输效率。
可以理解的是，沿第二方向Y上，在一条主栅线1中的两条子主栅线4的连接端部7之间的距离取决于焊带沿第二方向Y上的宽度，是可以调整的。设置沿第二方向Y上，在一条主栅线1中，两条子主栅线4的连接端部7之间距离的取值范围为0.5-3.0毫米是最优方案，但并不限于此。
在一些可选的实施例中，沿第二方向Y上，连接端部7远离焊接点3一侧的宽度大于等于0.1毫米，连接端部7靠近焊接点3一侧的宽度小于等于2毫米。
需要说明的是，形成连接端部7的方式一般采用浆料印刷的方式，但这种方式要做到沿第二方向Y上，连接端部7远离焊接点3一侧的宽度小于0.1毫米是比较困难的。若沿第二方向Y上，连接端部7靠近焊接点3一侧的宽度大于2毫米会对采用这种电极结构100的太阳能电池的双面率造成影响，本实施例设置沿第二方向Y上，连接端部7远离焊接点3一侧的宽度大于等于0.1毫米，连接端部7靠近焊接点3一侧的宽度小于等于2毫米，既能满足印刷要求，也能保证采用这种电极结构100的太阳能电池的双面率。
可以理解的是，连接端部7的形状和尺寸根据主栅线1的尺寸进行设计，会随主栅线1沿第二方向Y上的宽度的改变而改变。当沿第二方向Y上，连接端部7远离焊接点3一侧的宽度确定时，由于连接端部7沿第二方向Y上的宽度是渐变设计，连接端部7靠近焊接点3一侧沿第二方向Y上的宽度一定是大于连接端部7远离焊接点3一侧沿第二方向Y上的宽度的。这里限定沿第二方向Y上，连接端部7远离焊接点3一侧的宽度大于等于0.1毫米，连接端部7靠近焊接点3一侧的宽度小于等于2毫米是最优设计方案，但并不限于此。
在一些可选的实施例中，焊接点3的数量至少为3个。
需要说明的是，焊接点3的数量常采用双数，例如4个、6个、8个等，但具体的设置可根据实际需求进行调整。
可以理解的是，焊接点3的数量可以设置为多个，将整个电极结构100划分为多段焊接点3设计，电流传导更加均匀，有利于提升电极结构100的效率，同时组件EL更亮，有利于提升组件功率。
在一些可选的实施例中，继续参照图3，一条主栅线1的两条子主栅线4对称设置；沿第二方向Y上，相邻第一子部5之间的最大距离l1的取值范围为1.2-1.8毫米；沿第二方向Y上，相邻第二子部6之间的距离l2的取值范围为0.9-1.5毫米。
需要说明的是，沿第二方向Y上，相邻第一子部5之间的最大距离l1小于1.2毫米会减少焊接点3沿第二方向Y上的宽度，减少焊接点3与焊带之间的接触面积；沿第二方向Y上，相邻第一子部5之间的最大距离l1大于1.8毫米会增大焊接点3沿第二方向Y上的宽度，造成不必要的浪费。沿第二方向Y上，相邻第二子部6之间的距离l2小于相邻第一子部5之间的最大距离l1。
可以理解的是，沿第二方向Y上，相邻第一子部5之间的最大距离l1的取值范围为1.2-1.8毫米；沿第二方向Y上，相邻第二子部6之间的距离l2的取值范围为0.9-1.5毫米是最优选择，便于焊接点3与焊带良好焊接。
在一些可选的实施例中，沿第一方向X上，焊接点3与子主栅线4接触，接触区域的长度范围为0.5-5.0毫米。
需要说明的是，当沿第一方向X上，接触区域的长度范围小于0.5毫米时，不利于焊接；当沿第一方向X上，接触区域的长度范围大于5.0毫米时，浪费银浆，遮挡过多区域，本实施例设置沿第一方向X上，焊接点3与子主栅线4接触，接触区域的长度范围为0.5-5.0毫米既能便于焊接，又能节省银浆用量降低成本。
可以理解的是，焊带与焊接点3焊接时，焊接点3是与第一子部5相匹配的，焊接点3沿第一方向X上的长度是小于等于第一子部5沿第一方向X上的长度的。沿第一方向X上，接触区域的长度范围为0.5-5.0毫米是最优选择，能够保证接触的有效性，但并不限于此，可以根据需求进行调整。
在一些可选的实施例中，沿第二方向Y上，子主栅线4的宽度范围为0.2-0.6毫米。
需要说明的是，沿第二方向Y上，子主栅线4的宽度小于0.2毫米时，影响电流传导效率；子主栅线4的宽度大于0.6毫米时，电流传导效率提升，但会降低采用本实施例中电极结构100的太阳能电池的双面率。本实施设置沿第二方向Y上，子主栅线4的宽度范围为0.2-0.6毫米既能满足子主栅线4的电流传输效率，又能保证采用本实施例中电极结构100的太阳能电池的双面率。
可以理解的是，现有技术中，主栅线1沿第二方向Y上的宽度的取值范围在1.0-1.5毫米之间，而本实施例中提供的主栅线1沿第二方向Y上的宽度的取值范围在0.4-1.2毫米之间，使本实施例中提供的主栅线1沿第二方向Y上的宽度相比于现有技术变窄，能够降低银浆用量，减少遮挡区域，提升采用本实施例中电极结构100的太阳能电池的双面率。本实施例中，沿第二方向Y上，子主栅线4的宽度范围为0.2-0.6毫米为最优选择，也可根据实际需求设置主栅线1沿第二方向Y上的宽度相比于现有技术变宽或相等，此处并不做限制。
本实用新型提供的一种太阳能电池200，参照图4，图4是图3中A-A’向的剖面图。
本实施例中提供的太阳能电池200包括：硅片8，硅片8一侧设有发射极层9；第一钝化层10，设置于发射极层9远离硅片8一侧；第二钝化层11，设置于硅片8远离发射极层9一侧；电极结构100，设置于第一钝化层10远离硅片8一侧，和/或设置于第二钝化层11远离硅片8一侧，电极结构100为上述的电极结构100。
需要说明的是，图4中仅示意出太阳能电池200为PERC双面电池，其中在第二钝化层11远离硅片8一侧设有电极结构100，但电极结构100可以仅设置于第一钝化层10远离硅片8一侧，或是仅设置于第二钝化层11远离硅片8一侧，还可以在第一钝化层10远离硅片8一侧和第二钝化层11远离硅片8一侧均设有电极结构100，提升太阳能电池200的双面率。太阳能电池200还可以为N型TOPCon电池或其他类型的电池，其中，N型TOPCon电池包括第一钝化层10、发射极层9、硅片8、超薄氧化层、掺杂多晶硅层和背面钝化层。
可以理解的是，本实用新型实施例提供的太阳能电池200，具有本实用新型实施例提供的电极结构100的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于电极结构100的具体说明，本实施例在此不再赘述。
本实用新型还提供一种光伏组件300，参照图5，图5是本实用新型提供的一种光伏组件300的结构示意图。
本实施例中提供的光伏组件300包括透明盖板12、上封装层13、太阳能电池200、下封装层14及背板15，太阳能电池200为上述的太阳能电池200。可以理解的是，本实用新型实施例提供的光伏组件300，具有本实用新型实施例提供的太阳能电池200的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于太阳能电池200的具体说明，本实施例在此不再赘述。
通过上述实施例可知，本实用新型提供的电极结构、太阳能电池及光伏组件，至少实现了如下的有益效果：
主栅线沿第一方向上延伸，主栅线包括沿第二方向上相对设置的两条子主栅线，每条子主栅线均包括间隔设置的第一子部和第二子部，当安装焊带时，将焊带限制在一条主栅线的两条子主栅线之间，能够直接接触焊接点，有助于提升焊带与焊接点之间的焊接拉力，还可以减少组件过程中发生隐裂的几率；焊接点夹设在两条子主栅线的第一子部之间且与第一子部连接，至少一条子主栅线的第一子部向远离焊接点一侧凸出，第二方向与第一方向相交，由于焊接点与第一子部连接且第一子部外扩，拓宽焊接窗口，沿垂直于电极结构所在平面的方向上，子主栅线的高度与焊接点的高度存在差距，也不会对焊带与焊接点的连接造成影响，即使焊带发生轻微偏移，焊带也会至少部分与焊接点连接，有效改善焊接点与焊带在焊接过程中出现虚焊的现象。再者，当l1/l2小于1.2时，一条主栅线中相邻第一子部之间的最大距离与相邻第二子部之间的距离相差较小，不利于制作，虚焊的改善效果也不明显；当l1/l2大于2时，会浪费银浆，影响采用该电极结构的太阳能电池的双面率。
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电极结构，其特征在于，包括：
主栅线、细栅线和焊接点；
所述主栅线沿第一方向上延伸，所述主栅线包括沿第二方向上相对设置的两条子主栅线，每条所述子主栅线均包括间隔设置的第一子部和第二子部，所述焊接点夹设在两条所述子主栅线的所述第一子部之间且与所述第一子部连接，至少一条所述子主栅线的所述第一子部向远离所述焊接点一侧凸出，所述第二方向与所述第一方向相交；沿所述第二方向上，一条所述主栅线中相邻所述第一子部之间的最大距离为l1，一条所述主栅线中相邻所述第二子部之间的距离为l2，1.2≤l1/l2≤2；
所述细栅线沿所述第二方向上延伸，设置于所述主栅线两侧，且与所述子主栅线连接。
2.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，所述子主栅线两端设有连接端部，所述连接端部与所述第一子部连接，在相连接的所述连接端部和所述第一子部中，沿所述第一子部指向所述连接端部的方向上，所述连接端部在所述第二方向上的宽度逐渐减小；
和/或所述连接端部与所述第二子部连接，在相连接的所述连接端部和所述第二子部中，沿所述第二子部指向所述连接端部的方向上，所述连接端部在所述第二方向上的宽度逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的电极结构，其特征在于，沿所述第二方向上，在一条所述主栅线中，两条所述子主栅线的所述连接端部之间的距离处处相等。
4.根据权利要求3所述的电极结构，其特征在于，沿所述第二方向上，在一条所述主栅线中，两条所述子主栅线的所述连接端部之间距离的取值范围为0.5-3.0毫米。
5.根据权利要求2所述的电极结构，其特征在于，沿所述第二方向上，所述连接端部远离所述焊接点一侧的宽度大于等于0.1毫米，所述连接端部靠近所述焊接点一侧的宽度小于等于2毫米。
6.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，一条所述主栅线的两条所述子主栅线对称设置；
沿所述第二方向上，相邻所述第一子部之间的最大距离的取值范围为1.2-1.8毫米；
沿所述第二方向上，相邻所述第二子部之间的距离的取值范围为0.9-1.5毫米。
7.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，沿所述第一方向上，所述焊接点与所述子主栅线接触，接触区域的长度范围为0.5-5.0毫米。
8.根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于，沿所述第二方向上，所述子主栅线的宽度范围为0.2-0.6毫米。
9.一种太阳能电池，其特征在于，包括：
硅片，所述硅片一侧设有发射极层；
第一钝化层，设置于所述发射极层远离所述硅片一侧；
第二钝化层，设置于所述硅片远离所述发射极层一侧；
电极结构，设置于所述第一钝化层远离所述硅片一侧，和/或设置于所述第二钝化层远离所述硅片一侧，所述电极结构为权利要求1-8任一项所述的电极结构。
10.一种光伏组件，其特征在于，包括透明盖板、上封装层、太阳能电池、下封装层及背板，所述太阳能电池为权利要求9所述的太阳能电池。
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