專利名稱：一種高性能太陽能電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能太陽能電池的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國際光伏市場形式的變化，客戶對(duì)組件輸出功率衰減要求越來越高，為了滿足客戶的需求，提高產(chǎn)品的競爭力，在硅片、電池、組件的各環(huán)節(jié)都在為提高終端產(chǎn)品的性能而不斷做技術(shù)改進(jìn)。目前電池普遍還在采用連續(xù)正電極設(shè)計(jì)，如圖1中所示，正電極數(shù)量以2-3條作為主流，其中6’和6.5’以2條為主，8’以3條為主，根據(jù)正電極的作用和組件制作的特點(diǎn)，正電極的設(shè)計(jì)影響焊接的效果和電池焊接后的功率損失，這方面還有明顯的優(yōu)化空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高性能太陽能電池的制備方法，該制備方法能減少正電極金屬所占面積，降低對(duì)金屬銀的消耗量，并能使衰減測試小，輸出功率更高。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種高性能太陽能電池的制備方法，將常規(guī)晶體硅電池的正電極由η條單一寬度的正電極變更為η條以上(包括η條)由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極，且每條正電極均起始于窄正電極并終止于窄正電極，其中窄正電極的寬度為0.08^0.3mm,寬正電極的寬度Ψ為0.5^2.0mm。本發(fā)明主要針對(duì)電池的正電極和細(xì)柵的設(shè)計(jì)，采用兩方面參數(shù)相結(jié)合改進(jìn)電池和組件的性能:` 一是，將正電極由連續(xù)設(shè)計(jì)變更為兩種寬度正電極交替的樣式，兩端為窄正電極，往中部寬、窄正電極交替連接，二是降低正電極寬度、增加正電極數(shù)量，這兩種技術(shù)方案可以作為配合變更的項(xiàng)目，且正電極始終平行且沿晶體硅片的軸線對(duì)稱分布。通過這兩方面調(diào)整，通過降低正電極的金屬化面積，可以減少正電極對(duì)光的遮擋，增加電池的電流密度Jsc，并且正電極中心距減小，電流運(yùn)動(dòng)到達(dá)正電極所需路徑減小，這樣可以降低細(xì)柵對(duì)電流的熱損耗，提高電流流通量，從而提高電池和組件填充因子，以期更好優(yōu)化組件發(fā)電效率。本申請(qǐng)對(duì)晶體硅太陽電池正電極方面的改進(jìn)可以通過對(duì)絲網(wǎng)圖形進(jìn)行設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，該方式推廣性強(qiáng)，操作簡單。本發(fā)明所述單一寬度的正電極的寬度W為1.5^4.0mm。本發(fā)明所述η條以上由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極的條數(shù)小于等于nW/ Ψ。例如，對(duì)于6.5’單晶電池，通常設(shè)計(jì)2條連續(xù)正電極，正電極規(guī)格為124mmX(1.5^4.0)mm (長X寬，后文皆相同，假設(shè)寬度由W代表)，采用本發(fā)明中第一種方案為2條交替正電極，正電極長度仍為124mm，其中6段寬正電極(f 15)mmX (1.5 4.0)mm，7段窄正電極(5 20)mmX (0.08 0.3)mm，結(jié)合本發(fā)明的第二種技術(shù)方案，將寬正電極設(shè)計(jì)為(f 15)mmX (0.5 2.0)mm (假設(shè)寬度由W’代表)，窄正電極為(5 20)_X (0.08、.3)_，且正電極條數(shù)n滿足條件:n ( [2W/W’ ]。本發(fā)明所述N條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極以晶體硅片的中心軸線為中心線相對(duì)稱分布。本發(fā)明在晶體硅片上還設(shè)有多條與所述N條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線。本發(fā)明所述多條與所述N條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線間距相同，位于靠近晶體硅片邊緣處的細(xì)柵線距離電池邊緣的距離為I L Smnin本發(fā)明細(xì)柵線始終保持與正電極及正電極的對(duì)稱軸相垂直。本發(fā)明所述細(xì)柵線的條數(shù)為6(T150根，細(xì)柵線的寬度為15 SOMffl。本發(fā)明對(duì)于6.5’晶體硅片，每條正電極可以由7段窄正電極和6段寬正電極交替連接組成，對(duì)于8’晶體硅片，每條正電極可以由9段窄正電極和8段寬正電極交替連接組成。本發(fā)明位于每條正電極起始端的窄正電極和終止端的窄正電極的寬度尺寸與位于每條正電極中間部位的窄正電極的寬度尺寸相同。本發(fā)明位于每條正電極起始端的窄正電極和終止端的窄正電極的寬度尺寸與位于每條正電極中間部位的窄正電極的寬度尺寸不同。每條正電極的寬正電極的對(duì)稱軸始終沿晶體硅片的對(duì)稱軸均勻分布，無論正電極數(shù)量是奇數(shù)還是偶數(shù)。本發(fā)明中的晶體硅片優(yōu)選為單晶硅片。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):采用本發(fā)明中的技術(shù)方案，可以降低晶體硅片正面2%以上的金屬化面積，減少2%以上的電池銀消耗，同時(shí)將晶硅電池到組件的封裝功率損失控制在
1.5%以內(nèi)，提高采用本發(fā)明中的方法制成的晶體硅電池焊接而成的太陽能組件的轉(zhuǎn)換效率；且該方法推廣性強(qiáng)，操作簡單。


圖1是8’電池正電極的傳統(tǒng)圖形設(shè)計(jì)；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例3中制備的8，晶體硅電池；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例4中制備的8’晶體硅電池；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例5中制備的8’晶體硅電池；
圖5本發(fā)明由實(shí)施例6中制備的8，晶體硅電池所封裝的晶體硅組件實(shí)物圖。
具體實(shí)施例方式以下列舉具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。需要指出的是，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不代表本發(fā)明的保護(hù)范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明的提示做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
對(duì)于6.5’單晶電池，常規(guī)晶體硅電池的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為2條單一寬度的連續(xù)正電極，正電極規(guī)格為124mmX2.0mm，本實(shí)施例將其變更為2條由寬正電極、窄正電極交替連接而成，正電極長度仍為124mm,其中6段寬正電極8.4mmX 2.0mm, 7段窄正電極10.5mmX 0.2mm。這2條由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極以晶體硅片的中心軸線為中心線相對(duì)稱分布。在晶體硅片上還設(shè)有多條與2條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線。細(xì)柵線的條數(shù)為55根，細(xì)柵線的寬度為75Mm。多條與2條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線間距相同，位于靠近晶體硅片邊緣處的細(xì)柵線距離電池邊緣的距離為1.5mm。按照上述參數(shù)設(shè)計(jì)成印刷圖形，硅片經(jīng)過表面織構(gòu)化、擴(kuò)散、沉積減反射層、絲網(wǎng)印刷背面金屬等過程，而正面通過上述圖形的網(wǎng)版絲網(wǎng)印刷正面金屬圖案，經(jīng)過燒結(jié)為成品電池，利用1.8^2.0mm的涂錫銅帶將電池串并連接并封裝成電池組件。實(shí)施例2
對(duì)于6.5’單晶電池，常規(guī)晶體硅電池的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為2條單一寬度的連續(xù)正電極，正電極規(guī)格為124mmX3.0mm，本實(shí)施例將其變更為4條由寬正電極窄正電極交替連接而成，正電極長度仍為124mm,其中6段寬正電極7.83mmX 1.2mm, 7段窄正電極11.0mmX0.15mm,且正電極條數(shù)滿足條件:n ( [2X3.0/1.2] =5。這2條由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極以晶體硅片的中心軸線為中心線相對(duì)稱分布。在晶體硅片上還設(shè)有多條與4條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線。細(xì)柵線的條數(shù)為55根，細(xì)柵線的寬度為50Mm。多條與4 條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線間距相同，位于靠近晶體硅片邊緣處的細(xì)柵線距離電池邊緣的距離為1.0mm。按照上述參數(shù)設(shè)計(jì)成印刷圖形，硅片經(jīng)過表面織構(gòu)化、擴(kuò)散、沉積減反射層、絲網(wǎng)印刷背面金屬等過程，而正面通過上述圖形的網(wǎng)版絲網(wǎng)印刷正面金屬圖案，經(jīng)過燒結(jié)為成品電池，利用1.(Tl.2mm的涂錫銅帶將電池串并連接并封裝成電池組件。實(shí)施例3
如圖2中所示，對(duì)于8，單晶電池，常規(guī)晶體硅電池的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為2條單一寬度的連續(xù)正電極，正電極規(guī)格為154mmX2.0mm，本實(shí)施例將其變更為2條由寬正電極、窄正電極交替連接而成，正電極長度仍為154mm，其中8段寬正電極9.0mmX2.0mm，9段窄正電極，其中兩端2段窄正電極為9.5mmX0.2mm,中部7段窄正電極為9.0mmX0.2mm。其中2條由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極以晶體硅片的中心軸線為中心線相對(duì)稱分布。在晶體硅片上還設(shè)有多條與2條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線。細(xì)柵線的條數(shù)為70根，細(xì)柵線的寬度為50Mm。多條與2條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線間距相同，位于靠近晶體硅片邊緣處的細(xì)柵線距離電池邊緣的距離為1.5mm。位于每條正電極起始端的窄正電極和終止端的窄正電極的寬度尺寸與位于每條正電極中間部位的窄正電極的寬度尺寸可以不同，也可以相同。按照上述參數(shù)設(shè)計(jì)成印刷圖形，硅片經(jīng)過表面織構(gòu)化、擴(kuò)散、沉積減反射層、絲網(wǎng)印刷背面金屬等過程，而正面通過上述圖形的網(wǎng)版絲網(wǎng)印刷正面金屬圖案，經(jīng)過燒結(jié)為成品電池，利用1.8^2.0mm的涂錫銅帶將電池串并連接并封裝成電池組件。
實(shí)施例4
如圖3中所示，對(duì)于8，單晶電池，常規(guī)晶體硅電池的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為2條單一寬度的連續(xù)正電極，正電極規(guī)格為124mmX3.0mm，本實(shí)施例將其變更為4條交替正電極，正電極長度仍為154mm,其中8段寬正電極8.0mmX 1.3mm, 9段窄正電極10.0mmX0.18mm,正電極條數(shù)滿足條件:n ( [2X3.0/1.3] =4.6。其中4條由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極以晶體硅片的中心軸線為中心線相對(duì)稱分布。在晶體硅片上還設(shè)有多條與4條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線。細(xì)柵線的條數(shù)為80根，細(xì)柵線的寬度為40Mm。多條與4條由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線間接相同，位于靠近晶體硅片邊緣處的細(xì)柵線距離電池邊緣的距離為1.0mm。位于每條正電極起始端的窄正電極和終止端的窄正電極的寬度尺寸與位于每條正電極中間部位的窄正電極的寬度尺寸可以不同，也可以相同。按照上述參數(shù)設(shè)計(jì)成印刷圖形，硅片經(jīng)過表面織構(gòu)化、擴(kuò)散、沉積減反射層、絲網(wǎng)印刷背面金屬等過程，而正面通過上述圖形的網(wǎng)版絲網(wǎng)印刷正面金屬圖案，經(jīng)過燒結(jié)為成品電池，利用1.n.3mm的涂錫銅帶將電池串并連接并封裝成電池組件。將本實(shí)施例4的電池片焊接做成組件，如圖5中所示，測量功損大約在0.8%左右(如下表I所示)，而同物料組合的傳統(tǒng)2根正電極的電池到組件的封裝損失大約1.8%，由此結(jié)合測試數(shù)據(jù)，說明本發(fā)明的設(shè)計(jì)在電池及組件效率提升、封裝損失上都有明顯的改善。表I由實(shí)施例4制成的晶體硅電池片焊接成的組件的性能
權(quán)利要求
1.一種高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:將常規(guī)晶體硅電池的正電極由n條單一寬度的正電極變更為n條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極，且每條正電極均起始于窄正電極并終止于窄正電極，其中窄正電極的寬度為0.08、.3mm，寬正電極的寬度W'為0.5 2.0mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:所述單一寬度的正電極的寬度W為1.5^4.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:所述n條以上由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極的條數(shù)小于等于nW/ r。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:所述N條以上由窄正電極和寬正電極交替連接組成的正電極以晶體硅片的中心軸線為中心線相對(duì)稱分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:在晶體硅片上還設(shè)有多條與所述N條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:所述多條與所述N條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極相垂直設(shè)置的細(xì)柵線間距相同，位于靠近晶體硅片邊緣處的細(xì)柵線距離電池邊緣的距離為廣1.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:所述細(xì)柵線的條數(shù)為60 150根，細(xì)柵線的寬度為15 80Mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:對(duì)于6.5’晶體硅片，每條正電極由7段窄正電極和6段寬正電極交替連接組成，對(duì)于8 ’晶體硅片，每條正電極由9段窄正電極和8段寬正電極交替連接組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:位于每條正電極起始端的窄正電極和終止端的窄正電極的寬度尺寸與位于每條正電極中間部位的窄正電極的寬度尺寸不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽能電池的制備方法，其特征是:位于每條正電極起始端的窄正電極和終止端的窄正電極的寬度尺寸與位于每條正電極中間部位的窄正電極的寬度尺寸相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能太陽能電池的制備方法，將常規(guī)晶體硅電池的正電極由n條單一寬度的正電極變更為n條以上由窄正電極和寬正電極交替連接而成的正電極，且每條正電極均起始于窄正電極并終止于窄正電極，其中窄正電極的寬度為0.08~0.3mm，寬正電極的寬度W′為0.5~2.0mm。該制備方法能減少正電極金屬所占面積，降低對(duì)金屬銀的消耗量，并能使衰減測試小，輸出功率更高。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK103208538SQ20131008831
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者楊偉強(qiáng), 嚴(yán)金梅, 王士釗, 張鵬程 申請(qǐng)人:晶澳太陽能有限公司