本實用新型涉及太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)和采用上述背電極結(jié)構(gòu)的電池。

背景技術(shù)：

太陽能電池發(fā)電是利用太陽能電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能，由于它是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不會引起環(huán)境污染，而且是可再生資源，所以在當(dāng)今能源短缺的情形下，太陽能電池是一種有廣闊發(fā)展前途的新型能源。

P型PERC雙面太陽能電池的制作流程包括：制絨、擴散、刻蝕、背面鈍化層沉積、PECVD背面鍍膜、正面PECVD鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)、退火。太陽能電池片在將光能轉(zhuǎn)換成電能的過程中，其內(nèi)部產(chǎn)生的光生載流子需要通過外部印刷的電極收集并引出，然后與外部電路連接，從而將電流輸送出來。上述的絲網(wǎng)印刷工序又進一步細(xì)分為太陽能電池的背電極印刷和正電極印刷。背電極印刷又分為銀主柵電極印刷和鋁副柵電極印刷。正電極漿料和背電極漿料印刷在晶硅太陽電池正面上，經(jīng)過燒結(jié)，起到收集電流的作用。背面電極圖形的設(shè)計決定了背鈍化電池的電流收集效果和受光面積，從而影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率，因此需要提出一種新的背面電極，可以提高電極的導(dǎo)電性，減小遮光面積，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，導(dǎo)電性好，電池的光電轉(zhuǎn)換效率高，可以滿足多種不同情形的需要。

本實用新型所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種P型PERC雙面太陽能電池，導(dǎo)電性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、電池的光電轉(zhuǎn)換效率高，可以滿足多種不同情形的需要。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)，所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少一條背銀主柵、多條相互平行的鋁柵線和鋁柵外框，所述鋁柵線和背銀主柵垂直連接，所述多條鋁柵線的四周設(shè)有所述鋁柵外框；

所述背銀主柵的兩端為端部，所述背銀主柵通過端部與鋁柵外框連接，所述端部的寬度大于或小于所述背銀主柵的寬度；

所述鋁柵線和背銀主柵之間形成重疊連接的區(qū)域，所述重疊連接的區(qū)域圍繞在所述背銀主柵的四周，在重疊連接的區(qū)域，所述鋁柵線覆蓋背銀主柵。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述端部的寬度小于所述背銀主柵的寬度。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背銀主柵的兩端為三角形、雙直線形、單直線形、梯形或橢圓形。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少兩條背銀主柵，所述背銀主柵之間相互平行。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背銀主柵的數(shù)量為2-8根，所述背銀主柵的寬度為0.5-5mm；

所述鋁柵線的數(shù)量為20-300根，所述鋁柵線的寬度為30-500微米；

所述背銀主柵與鋁柵線重疊連接區(qū)域的寬度為0.05-5mm。

相應(yīng)的，本實用新型還提供一種P型PERC雙面太陽能電池，包括背銀主柵、鋁柵線、背面鈍化層、P型硅、N型發(fā)射極、正面鈍化層和正銀電極，所述背面鈍化層經(jīng)過激光開槽后形成若干個平行設(shè)置的激光開槽區(qū)，每個激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置至少1組激光開槽單元；鋁柵線與激光開槽區(qū)一一對應(yīng)設(shè)置，所述鋁柵線通過激光開槽區(qū)與P型硅相連，所述鋁柵線與背銀主柵垂直連接；

所述鋁柵線也可以是曲線形、弧形、波浪形等。

所述多條鋁柵線的四周設(shè)有所述鋁柵外框，所述背銀主柵的兩端為端部，所述背銀主柵通過端部與鋁柵外框連接，所述端部的寬度大于或小于所述背銀主柵的寬度；

所述鋁柵線和背銀主柵之間形成重疊連接的區(qū)域，所述重疊連接的區(qū)域圍繞在所述背銀主柵的四周，在重疊連接的區(qū)域，所述鋁柵線覆蓋背銀主柵。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述端部的寬度小于所述背銀主柵的寬度；

所述背銀主柵的兩端為三角形、雙直線形、單直線形、梯形或橢圓形。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述背銀主柵的數(shù)量為2-8根，所述背銀主柵的寬度為0.5-5mm；

所述鋁柵線的數(shù)量為20-300根，所述鋁柵線的寬度為30-500微米；

所述背銀主柵與鋁柵線重疊連接區(qū)域的寬度為0.05-5mm。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述鋁柵線與激光開槽區(qū)平行，

每個激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置至少2組激光開槽單元，相鄰兩組平行設(shè)置的激光開槽單元之間的間距為5-300μm；

所述激光開槽區(qū)的寬度為10-500μm；位于激光開槽區(qū)下方的鋁柵線的寬度大于激光開槽區(qū)的寬度，鋁柵線的寬度為30-550μm。

作為上述方案的優(yōu)選方式，所述鋁柵線與激光開槽區(qū)垂直，

所述激光開槽單元之間的間距為0.5-50mm。

實施本實用新型，具有如下有益效果：

本實用新型提供一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)，既可以替代現(xiàn)有單面太陽能電池結(jié)構(gòu)中全鋁背電場的作用，還具有載流導(dǎo)體的功能，適用于裝設(shè)在P型PERC雙面太陽能電池的背面作為背面電極。具體的，背電極結(jié)構(gòu)包括至少一條背銀主柵和多條相互平行的鋁柵線，鋁柵線和背銀主柵垂直連接；鋁柵線和背銀主柵之間形成重疊連接的區(qū)域，重疊連接的區(qū)域圍繞在背銀主柵的四周，可以保證鋁柵線和背銀主柵之間形成良好的接觸，保證背電極的電流收集效果，從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。在重疊連接的區(qū)域，鋁柵線覆蓋背銀主柵，可以提高背電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率，提高背電極的電流收集效果，從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

所述背銀主柵的兩端為端部，背銀主柵通過端部與鋁柵外框連接，端部的寬度大于或小于所述背銀主柵的寬度，具體的，該端部可以設(shè)置為多種形狀，例如三角形、雙直線形、單直線形、梯形或橢圓形，可以節(jié)省銀漿料，改變背銀主柵的收集電流的情況，滿足不同場合的太陽能電池的需要，靈活性大。

本實用新型還提供一種采用上述背電極結(jié)構(gòu)的P型PERC雙面太陽能電池，其在電池背面設(shè)有多條平行設(shè)置的鋁柵線，不僅替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場，實現(xiàn)背面吸光的功能，還用作背銀電極中的副柵結(jié)構(gòu)用于傳導(dǎo)電子。制作本實用新型所述P型PERCP型PERC雙面太陽能電池，可節(jié)省銀漿和鋁漿的用量，降低生產(chǎn)成本，而且實現(xiàn)雙面吸收光能，顯著擴大太陽能電池的應(yīng)用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1是P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示A-A向的剖面圖；

圖3是P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是P型PERC雙面太陽能電池的剖面圖；

圖7是P型PERC雙面太陽能電池的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細(xì)描述。

近年來，隨著科學(xué)家和技術(shù)人員的深入研究，發(fā)現(xiàn)了一種背面鈍化的PERC太陽能電池可進一步提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。然而背面的氧化鋁膜和氮化硅膜為絕緣層，不能傳導(dǎo)電子，因此常規(guī)的做法是在柵線下方的氮化硅上開槽，印刷柵線時，銀漿可填充到開槽區(qū)內(nèi)與P型硅形成歐姆接觸，從而實現(xiàn)導(dǎo)電功能。

現(xiàn)有的PERC單面太陽能電池在電池的背面設(shè)有全鋁背電場覆蓋在硅片的整個背面，全鋁背電場的作用是提高了開路電壓Voc和短路電流Jsc，迫使少數(shù)載流子遠(yuǎn)離表面，少數(shù)載流子復(fù)合率降低，從而整體上提高電池效率。然而，由于全鋁背電場不透光，因此，具有全鋁背電場的太陽能電池背面無法吸收光能，只能正面吸收光能，其光電轉(zhuǎn)換效率難以大幅度的提高。

為此，本實用新型提出一種新的背面電極，既可以替代現(xiàn)有單面太陽能電池結(jié)構(gòu)中全鋁背電場的作用，還具有載流導(dǎo)體的功能，適用于裝設(shè)在P型PERC雙面太陽能電池的背面作為背面電極。

如圖1、2所示，本實用新型提供了一種P型PERC雙面太陽能電池的背電極結(jié)構(gòu)的第一實施例，所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少一條背銀主柵1、多條相互平行的鋁柵線2和鋁柵外框20，所述鋁柵線2和背銀主柵1垂直連接，所述多條鋁柵線2的四周設(shè)有鋁柵外框20，所述背銀主柵1的兩端為端部21，所述背銀主柵1通過端部21與鋁柵外框20連接，所述端部21的寬度大于或小于所述背銀主柵1的寬度。

所述鋁柵線2和背銀主柵1之間形成重疊連接的區(qū)域12。重疊連接的區(qū)域12具體參見圖1所示的虛線框，其圍繞在背銀主柵1的四周，可以保證鋁柵線和背銀主柵之間形成良好的接觸，保證背電極的電流收集效果，從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。鋁柵線2和背銀主柵1將硅片形成多個受光區(qū)10，從而實現(xiàn)太陽能電池的背面吸收太陽能。

在重疊連接的區(qū)域12，所述鋁柵線2覆蓋背銀主柵1，可以提高背電極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電率，提高背電極的電流收集效果，從而保證太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

所述背銀主柵1與鋁柵線2重疊連接區(qū)域12的寬度為0.1-2mm，具體可以是0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0mm，但不限于此。重疊連接區(qū)域12的寬度為0.1-2mm，不影響封裝組件時背銀主柵1與焊帶的焊接。

優(yōu)選的，所述背電極結(jié)構(gòu)包括至少兩條背銀主柵1，所述背銀主柵1之間相互平行。所述背銀主柵1的數(shù)量為2-8根，所述背銀主柵1的寬度為0.5-5mm。

所述鋁柵線的數(shù)量為20-300根，所述鋁柵線的寬度為30-500微米。

優(yōu)選的，所述端部21的寬度小于所述背銀主柵1的寬度。所述背銀主柵的兩端可以為多種形狀，例如三角形、雙直線形、單直線形、梯形或橢圓形，但不限于此，可以節(jié)省銀漿料，改變背銀主柵的收集電流的情況，滿足不同場合的太陽能電池的需要，靈活性大。需要說明的是，圖1、2所示的背電極結(jié)構(gòu)的第一實施例中，所示背銀主柵的兩端端部21的形狀為三角形。

如圖3示，本實用新型提供了背電極結(jié)構(gòu)的第二實施例，其與第一實施例不同的是，所示背銀主柵的兩端端部21的形狀為雙直線形。

如圖4示，本實用新型提供了背電極結(jié)構(gòu)的第三實施例，其與第一實施例不同的是，所示背銀主柵的兩端端部21的形狀為單直線形。

如圖5示，本實用新型提供了背電極結(jié)構(gòu)的第四實施例，其與第一實施例不同的是，所示背銀主柵的兩端端部21的形狀為雙直線形、單直線形的組合。

相應(yīng)的， 本實用新型還提供一種采用上述背電極結(jié)構(gòu)的P型PERC雙面太陽能電池，具體如圖6所示，包括背銀主柵1、鋁柵線2、背面鈍化層、P型硅5、N型發(fā)射極6、正面鈍化層7和正銀電極8，其中，所述背面鈍化層包括背面氮化硅膜3、背面氧化鋁膜4，正面鈍化層7可以是正面氮化硅膜，但不限于此。

所述背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4經(jīng)過激光開槽后形成30-500組平行設(shè)置的激光開槽區(qū)9，每個激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置1-50組激光開槽單元；鋁柵線2與激光開槽區(qū)9一一對應(yīng)設(shè)置，所述鋁柵線2通過激光開槽區(qū)9與P型硅5相連；所述鋁柵線2與背銀主柵1垂直連接。

本實用新型對現(xiàn)有的單面PERC太陽能電池進行改進，不再設(shè)有全鋁背電場，而是將其變成許多的鋁柵線2，采用激光開槽技術(shù)在背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4上開設(shè)激光開槽區(qū)9，而鋁柵線2印刷在這些平行設(shè)置的激光開槽區(qū)9上，從而能與P型硅5形成局部接觸，密集平行排布的鋁柵線2不僅能起到提高開路電壓Voc和短路電流Jsc，降低少數(shù)載流子復(fù)合率，提高電池光電轉(zhuǎn)換效率的作用，可替代現(xiàn)有單面電池結(jié)構(gòu)的全鋁背電場，而且鋁柵線2并未全面遮蓋硅片的背面，太陽光可從鋁柵線2之間投射至硅片內(nèi)，從而實現(xiàn)硅片背面吸收光能，大幅提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

優(yōu)選地，所述鋁柵線2的根數(shù)與激光開槽區(qū)的個數(shù)對應(yīng)，皆為30-500條，更佳地，所述鋁柵線2的根數(shù)為80-220條。

如圖7所示為硅片背面，鋁柵線2與背銀主柵1呈垂直連接。鋁柵線2與背銀主柵1的設(shè)計要點同圖1-5所示的背電極結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。其中背銀主柵1為連續(xù)直柵，由于背面氮化硅膜3和背面氧化鋁膜4設(shè)有激光開槽區(qū)9，印刷鋁漿形成鋁柵線2時，鋁漿填充至激光開槽區(qū)9，使得鋁柵線2與P型硅5形成局部接觸，可將電子傳輸至鋁柵線2，與鋁柵線2相交的背銀主柵1則匯集鋁柵線2上的電子，由此可知，本實用新型所述鋁柵線2起到提高開路電壓Voc和短路電流Jsc，降低少數(shù)載流子復(fù)合率，以及傳輸電子的作用，可替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場，不僅減少銀漿和鋁漿的用量，降低生產(chǎn)成本，而且實現(xiàn)雙面吸收光能，顯著擴大太陽能電池的應(yīng)用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

需要說明的是，圖7所示的硅片背面采用的是圖1、2所示的背電極結(jié)構(gòu)的第一實施例，當(dāng)然，其也可以采用圖3所示的第二實施例、圖4所示的第三實施例，圖5所示的第四實施例的背電極結(jié)構(gòu)，其實施方式并不局限于本實用新型所舉實施例。

所述鋁柵線與激光開槽區(qū)可以是平行，也可以是垂直的。

當(dāng)鋁柵線與激光開槽區(qū)平行時，激光開槽區(qū)內(nèi)設(shè)置2組以上激光開槽單元，相鄰兩組平行設(shè)置的激光開槽單元之間的間距為5-300μm。

本實用新型所述激光開槽區(qū)9的寬度為10-500μm；位于激光開槽區(qū)9下方的鋁柵線2的寬度大于激光開槽區(qū)9的寬度，鋁柵線2的寬度為30-550μm。在上述鋁柵線2寬度選擇較大數(shù)值如500μm，而激光開槽區(qū)9寬度選擇較小數(shù)值如40μm，可將多組激光開槽區(qū)9并排設(shè)在同一鋁柵線2之上，保證鋁柵線2與P型硅5有足夠的接觸面積。

當(dāng)鋁柵線與激光開槽區(qū)垂直時，所述激光開槽單元之間的間距為0.5-50mm。

進一步，每組激光開槽單元包括至少1個激光開槽單元，所述激光開槽單元的圖案為線條、圓形、橢圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、十字形或星形。優(yōu)選的，所述激光開槽單元的圖案為一條連續(xù)的直線或多個線段組成的虛線；當(dāng)所述激光開槽單元的圖案為多個線段組成的虛線時，所述線段的長度相同或不同。鋁柵線2可以是直線形、曲線形、波浪形、鋸齒形，但不限于此。每組激光開槽單元的排列方式也可以是直線形、曲線形、波浪形、鋸齒形，但不限于此。鋁柵線的形狀和每組激光開槽單元的排列方式相同。

因此，本實用新型所述P型PERC雙面太陽能電池改變設(shè)有多條平行設(shè)置的鋁柵線2，不僅替代現(xiàn)有單面太陽能電池中全鋁背電場以提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，還取代背銀電極中的副柵結(jié)構(gòu)用作傳導(dǎo)電子。制作本實用新型所述P型PERCP型PERC雙面太陽能電池，可節(jié)省銀漿和鋁漿的用量，降低生產(chǎn)成本，而且實現(xiàn)雙面吸收光能，顯著擴大太陽能電池的應(yīng)用范圍和提高光電轉(zhuǎn)換效率。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。