Mwt太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為傳統(tǒng)化石能源的替代，清潔、安全、普遍和取之不竭的太陽能擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。太陽能電池是基于Pn結(jié)光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，其正面和背面都印刷有金屬電極。發(fā)電時(shí)，將太陽能電池的正面置于光照下，照射到半導(dǎo)體的光子被捕獲產(chǎn)生電子，在外置偏壓的作用下，電子被正面電極收集，并輸送到終端電路，實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電。但在實(shí)際應(yīng)用中，一方面電子在收集和輸送過程中均有電阻損耗；另一方面正面電極的分布遮擋部分光照，從而造成電流損失。
[0003]傳統(tǒng)太陽能電池片在組件封裝時(shí)采用正面電極接觸，一般手動(dòng)將匯流帶(鍍錫的銅帶)從位于一塊電池正面的發(fā)射區(qū)電極焊接到位于另一塊電池背面的基區(qū)電極。為保證焊接的空間，其電極的主柵線一般比較粗，從而導(dǎo)致主柵遮光率比較大。另外，在太陽能電池正面的焊接操作容易導(dǎo)致電池產(chǎn)生隱裂和碎片，焊料的殘?jiān)矔?huì)濺射到電池片上遮擋部分光照，降低太陽能電池片的轉(zhuǎn)化效率。為消除正面焊接的不良影響和提高電池連接方式的自動(dòng)化，研究人員提出了目前廣泛使用的背接觸結(jié)構(gòu)太陽能電池。背接觸太陽能電池是指電池的發(fā)射區(qū)電極和基區(qū)電極均位于電池背面的一種硅太陽能電池，其特點(diǎn)是取消了太陽能電池正面為了焊接使用的主柵線，只保留副柵線收集電流并通過技術(shù)手段輸送到電池背面，正負(fù)電極的焊接都在背面進(jìn)行，減少正面的遮光損失，提高轉(zhuǎn)化率。
[0004]金屬穿孔卷繞(Metallizat1n Wrap Through，MffT)太陽能電池是背接觸結(jié)構(gòu)電池中的一種，它通過激光穿孔和灌空印刷技術(shù)將正面發(fā)射極的接觸電極穿過硅片基體引導(dǎo)到硅片背面，相比于傳統(tǒng)太陽能電池正面電極7% -8%的遮光率，MffT太陽能電池直接減少主柵的遮光面積和銀漿耗量，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提高了太陽能的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0005]為了盡可能的收集太陽能電池表面溢出的電流，受光面的正面電極要求盡可能細(xì)而密的分布在電池表面，但過細(xì)的柵線導(dǎo)致電阻增大，運(yùn)輸電流時(shí)損耗大，過密的柵線會(huì)消耗大量的漿料且遮光大，電池成本增加而轉(zhuǎn)化效率反而降低。因此，一個(gè)優(yōu)越的電極圖案是電流損失，遮光損失和漿料消耗量的最佳匹配。即，在可接受的漿料成本下，通過柵線的粗細(xì)疏密結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)電流損耗和遮光損耗，最終實(shí)現(xiàn)電池轉(zhuǎn)化效率的提升。對(duì)電池組陣列來說，電極上微小的優(yōu)化也會(huì)積少成多帶來可觀的效益。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種優(yōu)化的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，以提高電極對(duì)電流的收集效率，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，并降低印刷成本。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，包括至少2個(gè)重復(fù)單元，每個(gè)重復(fù)單元包括:位于重復(fù)單元中心的貫穿孔電極；12條主柵線，12條主柵線以貫穿孔電極為中心呈放射狀均勻分布；以及分布在每條主柵線兩側(cè)的多對(duì)副柵線，每對(duì)副柵線與相應(yīng)的主柵線交于同一點(diǎn)以構(gòu)成一個(gè)箭頭結(jié)構(gòu)。其中，各條副柵線與對(duì)應(yīng)的主柵線的夾角等于相鄰的兩條所述主柵線的夾角的一半，任何兩條平行且相鄰的副柵線之間的間距均相等，每條主柵線終止于位于該條主柵線最外側(cè)的一對(duì)副柵線的交點(diǎn)處。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009](I)通過在電池片表面設(shè)置12柵線結(jié)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)的8柵線結(jié)構(gòu)更細(xì)密，更好的優(yōu)化匹配電流損耗和遮光損耗，在降低銀漿消耗的同時(shí)提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率；
[0010](2)該結(jié)構(gòu)可確保在絲網(wǎng)印刷過程中，每條副柵線與其對(duì)應(yīng)的主柵線的夾角與絲網(wǎng)印刷的張網(wǎng)角度不一致，從而避免構(gòu)成會(huì)導(dǎo)致線電阻增大的“波浪狀”柵線；
[0011](3)放射狀的主柵線終止于其最外側(cè)的一對(duì)副柵線的交點(diǎn)處的設(shè)計(jì)，可以降低柵線的遮光率，從而提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率；
[0012](4)銀漿的消耗相對(duì)傳統(tǒng)的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)小，節(jié)約印刷成本。
[0013]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0014]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，當(dāng)每個(gè)重復(fù)單元的尺寸為38.5mmX38.5mm時(shí)，每條主柵線兩側(cè)分布有3對(duì)或4對(duì)副柵線。由于副柵線過疏不利于電流的收集，副柵線過密會(huì)遮擋部分陽光，不利于電流的產(chǎn)生，故在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每條主柵線配置3對(duì)或4對(duì)箭頭結(jié)構(gòu)的副柵線，從而實(shí)現(xiàn)電流損耗和遮光損耗的優(yōu)化匹配。副柵線的數(shù)量還受副柵線的寬度制約，副柵線的寬度越細(xì)，副柵線的數(shù)量可以相應(yīng)地增多。
[0015]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每條主柵線的寬度自貫穿孔電極向外擴(kuò)散方向逐漸遞減，以合理減少遮光率和電流輸送損耗。優(yōu)選地，每條主柵線的寬度自貫穿孔電極向外擴(kuò)散方向線性遞減。
[0016]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，豎直方向和水平方向的主柵線的寬度整體上小于傾斜方向的主柵線的寬度，以減小電流的傳輸損耗。所謂“整體上小于”是指，豎直方向和水平方向的主柵線的最大寬度(靠近貫穿孔電極端的寬度)小于傾斜方向的主柵線的最大寬度，并且豎直方向和水平方向的主柵線的最小寬度(遠(yuǎn)離貫穿孔電極端的寬度)小于傾斜方向的主柵線的最小寬度。
[0017]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，當(dāng)每個(gè)重復(fù)單元的尺寸為38.5mmX38.5mm時(shí)，豎直方向和水平方向的主柵線的寬度變化范圍為150 μm-60 μm，傾斜方向的主柵線的寬度變化范圍為 200 μπι-80 μπι。
[0018]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每條副柵線的寬度均勻。
[0019]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每條副柵線的寬度小于主柵線的最小寬度。
[0020]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每條副柵線的寬度為絲網(wǎng)印刷技術(shù)的極限線寬。
【附圖說明】
[0021]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重復(fù)單元。
[0022]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)。
[0023]圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重復(fù)單元中的傾斜方向的主柵區(qū)域和水平方向的主柵區(qū)域的電流收集狀況。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種MffT太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，該正面電極結(jié)構(gòu)包括至少2個(gè)重復(fù)單元。圖1所示為重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，重復(fù)單元包括:位于重復(fù)單元中心的貫穿孔電極、12條主柵線和分布在每條主柵線兩側(cè)的多對(duì)副柵線。
[0026]其中，貫穿孔電極用于通過銀漿灌孔印刷技術(shù)將正面電極貫穿基體引導(dǎo)到背面。
[0027]其中，12條主柵線以貫穿孔電極為中心呈放射狀均勻分布。所謂“均勻分布”是指相鄰主柵線的夾角相同，即理論上均為30°。在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮到工藝誤差，相鄰主柵線的夾角可以為30° ±0.5°。12條主柵線包括2條水平方向的主柵線、2條豎直方向的主柵線以及8條傾斜方向的主柵線。如圖1所示，1.1、1.3、1.2分別表示重復(fù)單元中豎直方向、水平方向和傾斜方向的主柵線。通過在電池片表面設(shè)置12柵線，相對(duì)于傳統(tǒng)的8柵線結(jié)構(gòu)更細(xì)密，縮短電流在高方阻的襯底(例如硅片)表面的運(yùn)動(dòng)路程，叢而達(dá)到減小電流運(yùn)輸損耗，提尚電流收集效率的目的。
[0028]其中，副柵線成對(duì)設(shè)置在主柵線的兩側(cè)，并且每對(duì)副柵線與相應(yīng)的主柵線交于同一點(diǎn)以構(gòu)成一個(gè)箭頭結(jié)構(gòu)。如圖1所示，1.4、1.5、1.6、1.7分別表示重復(fù)單元中的副柵線。各條副柵線與其對(duì)應(yīng)的主柵線的夾角均相同，等于相鄰的兩條主柵線的夾角的一半，即各條副柵線與其對(duì)應(yīng)的主柵線的夾角理論上為15°。也就是說，對(duì)應(yīng)于同條主柵線的多個(gè)箭頭結(jié)構(gòu)相互平行，并且相鄰的兩條主柵線之間的多條副柵線相互平行。任何兩條平行且相鄰的副柵線之間的間距均相等。舉例來說，如圖1所示，同一條主柵線1.2對(duì)應(yīng)的兩條相鄰的副柵線1.4和1.5相互平行，相鄰的兩條主柵線1.2和1.3各自對(duì)應(yīng)的副柵線1.5和1.6相互平行，并且副柵線1.4和1.5之間的間距dl與副柵線1.5和1.6之間的間距d2相等。也就是說，副柵線1.5和1.6關(guān)于主柵線1.2和1.3構(gòu)成的夾角的角平分線對(duì)稱，副柵線1.4和1.7關(guān)于主柵線1.2和1.3構(gòu)成的夾角的角平分線對(duì)稱。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的電極圖案，每條副柵線與其對(duì)應(yīng)的主柵線的夾角理論上為15° (在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮到工藝誤差，每條副柵線與其對(duì)應(yīng)的主柵線的夾角可以為15° ±0.5° )，這與絲網(wǎng)印刷的張網(wǎng)角度(指絲網(wǎng)的經(jīng)、