一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極，包括多根相互平行的細(xì)柵線金屬電極以及垂直于細(xì)柵線金屬電極的多列相互平行的主柵線金屬電極，每列主柵線金屬電極由多段主柵線金屬電極分段構(gòu)成，每列主柵線金屬電極內(nèi)的主柵線金屬電極分段之間的斷開部分位于兩根相鄰的細(xì)柵線金屬電極之間的空白區(qū)域。既有效地降低了主柵的金屬漿料消耗量，又不增加細(xì)柵線金屬電極匯流至主柵線金屬電極的距離，為降低電池的串聯(lián)電阻提供可能，提高了電池效率。
【專利說明】—種晶體硅太陽(yáng)電池前電極【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，晶體硅太陽(yáng)電池的前電極一般有多根細(xì)柵線金屬電極，用于收集太陽(yáng)電池的光生電流。在垂直于細(xì)柵線金屬電極方向一般還設(shè)有2~3根主柵線金屬電極,該主柵線金屬電極將細(xì)柵線金屬電極收集的電流進(jìn)行匯流，可用于焊帶焊接連接，進(jìn)行組件制備。然而，主柵線金屬電極的設(shè)計(jì)目前還存在幾個(gè)問題:1、前表面金屬電極占據(jù)了約5~7%的面積，對(duì)太陽(yáng)電池前表面形成了遮擋；2、前表面金屬電極區(qū)域占據(jù)面積較大意味著較大的銀漿消耗量；3、主柵線金屬電極之間的間距較大，不利于降低電池的串聯(lián)損失；這幾方面的原因制約了目前商品化太陽(yáng)電池效率的提升和成本的控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極，降低前表面金屬電極對(duì)電池的遮擋，減少前表面金屬電極銀漿消耗量，同時(shí)為降低電池的串聯(lián)電阻提供可能，提聞電池效率。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極，包括多根相互平行的細(xì)柵線金屬電極以及垂直于細(xì)柵線金屬電極的多列相互平行的主柵線金屬電極，每列主柵線金屬電極由多段主柵線金屬電極分段構(gòu)成，每列主柵線金屬電極內(nèi)的主柵線金屬電極分段之間的斷開部分位于兩根相鄰的細(xì)柵線金屬電極之間的空白區(qū)域。既有效地降低了主柵的金屬漿料消耗量，又不增加細(xì)柵線金屬電極匯流至主柵線金屬電極的距離。
[0005]主柵線金屬電極分段 為完全填充結(jié)構(gòu)，或者為鏤空結(jié)構(gòu)。鏤空結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步減少金屬漿料的消耗量。
[0006]在平行于細(xì)柵線金屬電極的方向，主柵線金屬電極等間距分布。
[0007]在垂直于細(xì)柵線金屬電極的方向，每列主柵線金屬電極內(nèi)的主柵線金屬電極分段之間的斷開部分等間距分布。
[0008]在平行于細(xì)柵線金屬電極的方向，主柵線金屬電極分段之間的斷開部分交錯(cuò)分布或者有規(guī)則地呈多列分布。
[0009]主柵線金屬電極的列數(shù)大于4，細(xì)柵線金屬電極的根數(shù)大于30，每列主柵線金屬電極的段數(shù)大于2。通過增加主柵線金屬電極的根數(shù)，縮小主柵線金屬電極之間的間距，降低電流從細(xì)柵線流向主柵線的串聯(lián)電阻損失，提高電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低主柵線金屬電極之間的間距還可以降低最佳化的細(xì)柵線數(shù)目，減少細(xì)柵線的金屬漿料的消耗量。
[0010]在平行于細(xì)柵線金屬電極的方向，主柵線金屬電極之間的間距0.1~200mm，主柵線金屬電極的寬度為0.1mm~3mm。
[0011]細(xì)柵線金屬電極等間距分布，細(xì)柵線金屬電極的寬度為I~100 μ m,細(xì)柵線金屬電極之間的間距為0.1?10mm。
[0012]該晶體硅太陽(yáng)電池前電池的其中一個(gè)優(yōu)化方案是:主柵線金屬電極的列數(shù)為5，每列主柵線金屬電極的段數(shù)為3，在平行于細(xì)柵線金屬電極的方向，主柵線金屬電極等間距分布，主柵線金屬電極分段之間的斷開部分有規(guī)則地呈多列分布；在垂直于細(xì)柵線金屬電極的方向，每列主柵線金屬電極內(nèi)的主柵線金屬電極分段之間的斷開部分等間距分布。
[0013]該晶體硅太陽(yáng)電池前電池的另一個(gè)優(yōu)化方案是:主柵線金屬電極的列數(shù)為6，每列主柵線金屬電極的段數(shù)為3，在平行于細(xì)柵線金屬電極的方向，主柵線金屬電極等間距分布，主柵線金屬電極分段之間的斷開部分有規(guī)則地呈多列分布；在垂直于細(xì)柵線金屬電極的方向，每列主柵線金屬電極內(nèi)的主柵線金屬電極分段之間的斷開部分等間距分布。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:對(duì)比常規(guī)的太陽(yáng)電池前表面圖案，
[0015]1、在平行于細(xì)柵線金屬電極的方向，通過增加主柵線金屬電極的段數(shù)，縮小主柵線金屬電極之間的間距，降低電流從細(xì)柵線流向主柵線的串聯(lián)電阻損失，提高電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低該方向的主柵線金屬電極之間的還可以降低最佳化的細(xì)柵線數(shù)目，減少細(xì)柵線的金屬漿料的消耗量；
[0016]2、在垂直于細(xì)柵線方向，采用分段的主柵線金屬電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)整根主柵線金屬電極，并且主柵線金屬電極分段之間的斷開部分位于兩根相鄰的細(xì)柵線金屬電極之間的空白區(qū)域，既有效地降低了主柵的金屬漿料消耗量，又不增加細(xì)柵線金屬電極匯流至主柵線金屬電極的距離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明；
[0018]圖1是目前常規(guī)太陽(yáng)電池前電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的陣列式主柵線金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的陣列式主柵線金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的交錯(cuò)式主柵線金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型的鏤空形式的主柵線金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中，1.主柵線金屬電極，1-1.主柵線金屬電極分段，1-2.空心點(diǎn)，2.細(xì)柵線金屬電極，3.細(xì)柵線中心點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極，包括多根相互平行的細(xì)柵線金屬電極2以及垂直于細(xì)柵線金屬電極2的多列相互平行的主柵線金屬電極I，每列主柵線金屬電極I由多段主柵線金屬電極分段構(gòu)成，每列主柵線金屬電極I內(nèi)的主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分位于兩根相鄰的細(xì)柵線金屬電極2之間的空白區(qū)域，主柵線金屬電極分段之間沒有任何連接。
[0025]主柵線金屬電極分段為完全填充結(jié)構(gòu)，或者為鏤空結(jié)構(gòu)。鏤空結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步減少金屬漿料的消耗量。鏤空形式的主柵線金屬電極的結(jié)構(gòu)如圖5所示，在主柵線金屬電極上規(guī)則分布多個(gè)空心點(diǎn)1-2。
[0026]在平行于細(xì)柵線金屬電極2的方向，主柵線金屬電極I等間距分布，主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分交錯(cuò)分布或者有規(guī)則地呈多列分布。在垂直于細(xì)柵線金屬電極2的方向，每列主柵線金屬電極I內(nèi)的主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分一般為等間距分布，但是不排除非等間距分布。
[0027]在平行于細(xì)柵線金屬電極2的方向，主柵線金屬電極I之間的間距0.1?200mm。主柵線金屬電極I的寬度為0.1mm?3mm。細(xì)柵線金屬電極2等間距分布，細(xì)柵線金屬電極2的寬度為I?100 μ m，細(xì)柵線金屬電極2之間的間距為0.1?10mm。
[0028]主柵線金屬電極I的列數(shù)大于4，每列主柵線金屬電極I的段數(shù)大于2，所有主柵線金屬電極分段1-1的總數(shù)目為大于11段；細(xì)柵線金屬電極2的根數(shù)為大于30。
[0029]常規(guī)絲網(wǎng)印刷的前電極如圖1所示，在156mmX 156mm硅片上設(shè)有3列主柵線金屬電極I，以及85根細(xì)柵線金屬電極2。其中，主柵線金屬電極I的寬度為1.8mm,主柵線金屬電極I之間的間距為51mm，對(duì)于細(xì)柵線中心點(diǎn)3，電流需要流過25.5mm的細(xì)柵線金屬電極2才能被主柵線金屬電極I收集，電池的串聯(lián)電阻為2.93mΩ.cm。
[0030]實(shí)施例1:如圖2所示(該圖2僅為示意，為避免柵線過于密集，部分柵線未顯示)，以156mmX 156mm規(guī)格的娃片制備的太陽(yáng)電池為例。其中，在太陽(yáng)電池的正表面采用絲網(wǎng)印刷銀漿制備前電極，設(shè)有主柵線金屬電極I，細(xì)柵線金屬電極2。其中，在平行于細(xì)柵線金屬電極2的方向，主柵線金屬電極I等間距分布，主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分有規(guī)則地呈多列分布。在垂直于細(xì)柵線金屬電極2的方向，每列主柵線金屬電極I內(nèi)的主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分等間距分布，共有5列主柵線金屬電極1，每列主柵線金屬電極I的段數(shù)為3段，共有15段主柵線金屬電極分段1-1，主柵線金屬電極I呈5 X 3矩形陣列式分布。主柵線金屬電極I的寬度為1.0mm。，主柵線金屬電極I的中心線之間的間距為30.6mm,同時(shí)設(shè)有80根相互平行的細(xì)柵線金屬電極2。
[0031]因此，電流從細(xì)柵線中心點(diǎn)3流向主柵線金屬電極I的距離為15.3mm，遠(yuǎn)小于常規(guī)電池的25.5mm,電池的串聯(lián)電阻由2.9ι?Ω.cm降為2.4ι?Ω.cm，相對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)降低了串聯(lián)電阻。由于細(xì)柵線金屬電極2到主柵線金屬電極I的串聯(lián)電阻減小，因此細(xì)柵線金屬電極2的間距可變大，在本實(shí)施例中細(xì)柵線金屬電極2數(shù)目為80根，相對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)節(jié)省了5根細(xì)柵線金屬電極2的金屬漿料消耗量。同時(shí)，對(duì)于主柵線金屬電極I，在垂直于細(xì)柵線金屬電極2方向，采用3段主柵線金屬電極分段1-1代替一根完整的主柵線金屬電極I，節(jié)省了主柵部分金屬漿料消耗量。
[0032]實(shí)施例2:如圖3所示(該圖3僅為示意，為避免柵線過于密集，部分柵線未顯示)，以156mmX 156mm規(guī)格的娃片制備的太陽(yáng)電池為例。其中，在太陽(yáng)電池的正表面采用絲網(wǎng)印刷銀漿制備前電極，設(shè)有主柵線金屬電極I，細(xì)柵線金屬電極2。其中，在平行于細(xì)柵線金屬電極2的方向，主柵線金屬電極I等間距分布，主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分有規(guī)則地呈多列分布。在垂直于細(xì)柵線金屬電極2的方向，每列主柵線金屬電極I內(nèi)的主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分等間距分布，共有6列主柵線金屬電極1，每列主柵線金屬電極I的段數(shù)為24段，每一段主柵線金屬電極分段1-1連接3根細(xì)柵線金屬電極2，主柵線金屬電極I的寬度為1.0mm，對(duì)比如圖1所示的常規(guī)的前電極，可以在主柵線金屬電極I上節(jié)省1/3的金屬漿料。主柵線金屬電極I的中心線之間的間距為25.5mm,由于主柵線金屬電極I之間的間距變小，本實(shí)施例中采用72根細(xì)柵線，相對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)節(jié)省了 13根細(xì)柵線的金屬漿料耗量，采用這種前電極結(jié)構(gòu)，串聯(lián)電阻為2.7mΩ.cm，相對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)電池降低了串聯(lián)電阻。
[0033]實(shí)施例3:如圖4所示，以156mmX 156mm規(guī)格的硅片制備的太陽(yáng)電池為例。其中，在太陽(yáng)電池的正表面采用絲網(wǎng)印刷銀漿制備前電極，設(shè)有主柵線金屬電極1，細(xì)柵線金屬電極2。其中，在平行于細(xì)柵線金屬電極2的方向，主柵線金屬電極I等間距分布，主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分交錯(cuò)分布。在垂直于細(xì)柵線金屬電極2的方向，每列主柵線金屬電極I內(nèi)的主柵線金屬電極分段1-1之間的斷開部分等間距分布，共有6列主柵線金屬電極1，各列主柵線金屬電極I的段數(shù)都不同。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征在于:包括多根相互平行的細(xì)柵線金屬電極(2)以及垂直于細(xì)柵線金屬電極(2)的多列相互平行的主柵線金屬電極(1)，每列主柵線金屬電極(I)由多段主柵線金屬電極分段構(gòu)成，每列主柵線金屬電極(I)內(nèi)的主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分位于兩根相鄰的細(xì)柵線金屬電極(2)之間的空白區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:所述的主柵線金屬電極分段(1-1)為完全填充結(jié)構(gòu)，或者為鏤空結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:在平行于細(xì)柵線金屬電極(2 )的方向，主柵線金屬電極(I)之間等間距分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:在平行于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分交錯(cuò)分布或者有規(guī)則地呈多列分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:在垂直于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，每列主柵線金屬電極(I)內(nèi)的主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分等間距分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:主柵線金屬電極(I)的列數(shù)大于4，細(xì)柵線金屬電極(2)的根數(shù)大于30，每列主柵線金屬電極(I)的段數(shù)為大于2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:在平行于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，主柵線金屬電極(I)之間的間距0.1?200mm，主柵線金屬電極(I)的寬度為 0.1mm ?3mm η
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:細(xì)柵線金屬電極(2)等間距分布，細(xì)柵線金屬電極(2)的寬度為I?ΙΟΟμπι，細(xì)柵線金屬電極(2)之間的間距為0.1 ?IOmm0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:主柵線金屬電極(I)的列數(shù)為5，每列主柵線金屬電極(I)的段數(shù)為3，在平行于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，主柵線金屬電極(I)等間距分布，主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分有規(guī)則地呈多列分布；在垂直于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，每列主柵線金屬電極(I)內(nèi)的主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分等間距分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)電池前電極，其特征是:主柵線金屬電極(I)的列數(shù)為6，每列主柵線金屬電極(I)的段數(shù)為3，在平行于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，主柵線金屬電極(I)等間距分布，主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分有規(guī)則地呈多列分布；在垂直于細(xì)柵線金屬電極(2)的方向，每列主柵線金屬電極(I)內(nèi)的主柵線金屬電極分段(1-1)之間的斷開部分等間距分布。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK203456476SQ201320596139
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】陳奕峰, 皮爾·威靈頓, 楊陽(yáng), 徐冠超, 張舒 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司