專利名稱：正面電極結(jié)構(gòu)及具有其的晶硅太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
正面電極結(jié)構(gòu)及具有其的晶娃太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種正面電極結(jié)構(gòu)及具有其的晶硅太陽能電池。
背景技術(shù)：
[0002]目前大多數(shù)的太陽能電池都是用價格昂貴的重金屬銀在硅片的正背面通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷上銀漿形成電極，經(jīng)過高溫燒結(jié)后銀漿可與硅片形成良好的歐姆接觸，即電池制備完成。[0003]圖I和圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的正面電極結(jié)構(gòu)，電極包括主柵I’與副柵 2’，主柵I’與副柵2’相互垂直設(shè)置，主柵I’的寬度大于副柵2’的寬度，且主柵I’和副柵 2’全部用銀漿填充，主柵I’靠近電池邊緣的末端部分逐漸變細，太陽能電池在將光能轉(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正面電極的主柵I’和副柵2’收集并引出，然后與外部電路連接，從而將電流輸送出來。正面電極的主柵I’和副柵2’不僅可以用來收集光生載流子，還能保證測試儀的探針與電池的正負電極在電池性能測試分選過程中具有良好的接觸，進而選取不同效率的電池；同時還便于在組件生產(chǎn)過程中將單個電池焊接連在一起。由圖I可以看出主柵I’和副柵2’在硅片上的覆蓋面積較大，從而使得遮光率和接觸電阻較大，從而會降低太陽能電池的利用率；另外，主柵I’和副柵2’在硅片上的覆蓋面積較大并且全部印刷有銀漿，因此需要耗費較多的銀漿，從而使得太陽能電池的制作成本較高。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型旨在提供一種正面電極結(jié)構(gòu)及具有其的晶硅太陽能電池，能夠降低銀漿的用量，節(jié)約電池的制作成本。[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種晶硅太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，包括相互垂直的多條主柵和多條副柵，任意一條主柵包括相互平行的兩條主柵邊線，兩端分別延伸至正面電極的邊緣；一個或多個柵條區(qū)，設(shè)置在兩條主柵邊線之間且沿主柵的延伸方向排布，柵條區(qū)包括漿料印刷區(qū)；多個第一矩形鏤空區(qū)，沿主柵的延伸方向相互間隔地設(shè)置在漿料印刷區(qū)中，第一矩形鏤空區(qū)的寬沿與主柵邊線平行的方向延伸，且第一矩形鏤空區(qū)寬度a占主柵的長度b的百分比為O. 03、. 7%。[0006]進一步地，上述柵條區(qū)為多個，主柵還包括一個或多個第二矩形鏤空區(qū)，兩個相鄰的柵條區(qū)與兩條主柵邊線圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有至少一個第二矩形鏤空區(qū)，第二矩形鏤空區(qū)的長沿與主柵邊線平行的方向延伸，且第二矩形鏤空區(qū)的長度大于第一矩形鏤空區(qū)的寬度。[0007]進一步地，上述主柵寬度為C，柵條區(qū)的長度為d，相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離為e,第一矩形鏤空區(qū)的長度為f,且O. 05mm ^ a ^ lmm, a ^ e ^ d/2,0.Imm ^ f ^ c*85%03[0008]進一步地，上述第一矩形鏤空區(qū)寬度a為0. Imm < a < lmm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為2a彡e彡d/4，第一矩形鏤空區(qū)的長度f為0. Imm彡f彡c/3。[0009]進一步地，上述柵條區(qū)為7 11個，每個柵條區(qū)的長度d為1· 2mm彡d彡31. 9mm。[0010]進一步地，上述主柵的末端包括兩條主柵邊線的末端和設(shè)置在兩條主柵邊線的末端之間的柵條區(qū)。[0011]進一步地，上述主柵的末端包括兩條主柵邊線的末端和設(shè)置在兩條主柵邊線的末端之間的第二矩形鏤空區(qū)。[0012]進一步地，兩條上述主柵邊線的間距g為0.9mm彡g彡I. 6mm，主柵的寬度c為I.3mm < c < 2mm,主柵的長度 b 為 153mm。[0013]進一步地，兩條上述主柵邊線的間距g為I. 1mm，主柵的寬度c為I. 5mm。[0014]根據(jù)實用新型的另一方面，還提供了一種晶硅太陽能電池，具有正面電極，正面電極具有上述的正面電極結(jié)構(gòu)。[0015]本實用新型的正面電極結(jié)構(gòu)的主柵內(nèi)部具有多個鏤空的第一矩形鏤空區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)不需要印刷銀漿，從而減少了生產(chǎn)過程正面銀漿的用量，進而降低了太陽能電池的制作成本；而且由于具有多個第一矩形鏤空區(qū)，減小了主柵覆蓋正面電極的面積，進而減小了正面電極的遮光率以及與硅片的接觸電阻。同時，第一矩形鏤空區(qū)之外的漿料印刷區(qū)和主柵邊線依然能夠很好地實現(xiàn)通過主柵將單個電池焊接在一起，并與測試儀的探針在電池性能測試分選過程中具有良好的接觸的功能，而且，主柵邊線與副柵垂直相交，保證了在工作過程中副柵收集的電流能匯集到主柵上。


[0016]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。 在附圖中[0017]圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)的晶硅太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)；[0018]圖2示出了圖I中A部分的放大圖；[0019]圖3示出了根據(jù)本實用新型的晶硅太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)；以及[0020]圖4示出了圖3中B部分的放大圖。
具體實施方式
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。[0022]在本實用新型一種典型的實施例中，如圖3和圖4所示，提供了一種晶硅太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，包括相互垂直的多條主柵I和多條副柵2，任意一條主柵I包括相互平行的兩條主柵邊線11和一個或多個柵條區(qū)12柵條區(qū)，主柵邊線11的兩端分別延伸至正面電極的邊緣；柵條區(qū)12設(shè)置在兩條主柵邊線11之間且沿主柵I的延伸方向排布，柵條區(qū) 12包括漿料印刷區(qū)121和多個第一矩形鏤空區(qū)122，第一矩形鏤空區(qū)122沿主柵I的延伸方向相互間隔地設(shè)置在漿料印刷區(qū)121中，第一矩形鏤空區(qū)122的寬沿與主柵邊線11平行的方向延伸，且第一矩形鏤空區(qū)122寬度a占主柵I的長度b的百分比為O. 03^0. 7%。[0023]上述的正面電極結(jié)構(gòu)的主柵I內(nèi)部具有多個鏤空的第一矩形鏤空區(qū)122，在該區(qū)域內(nèi)不印刷銀漿，從而減少了生產(chǎn)過程正面銀漿的用量，進而降低了太陽能電池的制作成本；而且由于具有多個第一矩形鏤空區(qū)122，減小了主柵I覆蓋正面電極的面積，進而減小了正面電極的遮光率以及與硅片的接觸電阻。同時，第一矩形鏤空區(qū)122之外的漿料印刷區(qū)121和主柵邊線11依然能夠很好地實現(xiàn)通過主柵I將單個電池焊接在一起以及與測試儀的探針在電池性能測試分選過程中具有良好的接觸的功能，而且，主柵邊線11與副柵2 垂直相交，保證了在工作過程中副柵2收集的電流能匯集到主柵I上。[0024]在本實用新型一種優(yōu)選的實施例中，如圖3和圖4所示，柵條區(qū)12為多個，主柵I 還包括一個或多個第二矩形鏤空區(qū)13，兩個相鄰的柵條區(qū)12與兩條主柵邊線11圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有至少一個第二矩形鏤空區(qū)13，第二矩形鏤空區(qū)13的長沿與主柵邊線11平行的方向延伸，且第二矩形鏤空區(qū)13的長度大于第一矩形鏤空區(qū)122的寬度。[0025]在主柵I上設(shè)置的第二矩形鏤空區(qū)13并與柵條區(qū)12間隔排布進一步減少了銀漿的用量，多個第二鏤空區(qū)13大大減小了主柵I在正面電極上的覆蓋面積，從而進一步減小了正面電極的遮光率以及與硅片的接觸電阻。這些柵條區(qū)12的長度和位置設(shè)置可以依據(jù)焊接機的要求以及探針測試位置的要求來確定。[0026]本實用新型的主柵I寬度為C，柵條區(qū)12的長度為d，相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)122之間的距離為e，第一矩形鏤空區(qū)122的長度為f，為了使按照上述實施例的正面電極結(jié)構(gòu)制作的正面電極具有較好的發(fā)電性能，優(yōu)選O. 05mm彡a彡lmm, a彡e彡d/2,O.Imm ^ f ^ c*85%。按照上述方式設(shè)置的柵條區(qū)12能夠有效地緩解焊接過程中產(chǎn)生的拉力對正面電極的影響。[0027]為了進一步緩解焊接過程中產(chǎn)生的拉力對正面電極產(chǎn)生的影響，在本實用新型另一種優(yōu)選的實施例中，優(yōu)選第一矩形鏤空區(qū)122寬度a為0· Imm彡a彡1mm，相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)122之間的距離e為-K e < d/4,第一矩形鏤空區(qū)122的長度f為O.Imm < f ^ c/3 ο[0028]針對目前常規(guī)的硅片，由其所制作的正面電極上的柵條區(qū)12為7 11個，每個柵條區(qū)12的長度d為1. 2mm < d < 31. 9_。上述柵條區(qū)12根據(jù)測試和焊接要求分為測試段和焊接端。[0029]由于目前的正面電極的主柵I’的兩端在組件焊接過程中不屬于焊接位置而且一般也不會對該部位進行測試，在保證正面電極正常工作的前提下，盡可能的節(jié)約銀漿的用量，優(yōu)選主柵I的末端包括兩條主柵邊線11的末端和設(shè)置在兩條主柵邊線11的末端之間的柵條區(qū)12。進一步優(yōu)選主柵I的末端包括兩條主柵邊線11的末端和設(shè)置在兩條主柵邊線11的末端之間的第二矩形鏤空區(qū)13。[0030]一般晶硅太陽能電池所用的硅片的尺寸是156mm*156mm，主柵的主要作用是收集電流，為了是主柵具有較好的收集電流的效果，一般主柵距硅片邊緣距離不會太遠，此外， 在焊接時常用的焊帶的寬度一般為I. 5mm或2mm，測試時電池測試探針的直徑為1mm，為了滿足目前常規(guī)的焊接和測試要求，在本發(fā)明優(yōu)選正面電極的兩條所述主柵邊線11的間距g 為O. 9mnTl. 6mm,主柵I的寬度c為I. 3mnT2mm,主柵I的長度為153mm。[0031]在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例中的兩條主柵邊線11的間距g為I. 1mm，主柵I的寬度 c 為 I. 5mm。[0032]在本實用新型另一種典型的實施例中，還提供了一種晶硅太陽能電池，具有正面電極，該正面電極具有上述的正面電極結(jié)構(gòu)。由于具有本實用新型的正面電極結(jié)構(gòu)的正面電極具有較小的遮光率和接觸電阻，因此，具有其的晶硅太陽能電池具有較好的電性能。[0033]以下將結(jié)合實施例和對比例，進一步說明本實用新型的有益效果。[0034]實施例I[0035]實施例I的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm，主柵邊線的間距g為I. Imm,主柵的寬度c為I. 5mm,主柵共有7個柵條區(qū)， 且柵條區(qū)的長度d為10. 6^31. 9mm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. Imm,寬度a為O. 05mm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為O. 05_。[0036]實施例2[0037]實施例2的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm，主柵邊線的間距 g為I. Imm,主柵的寬度c為I. 5mm,主柵共有8個柵條區(qū)， 且條區(qū)的長度d為10. 6"!I. 7mm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. 5mm,寬度a為O. Imm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為O. 2mm。[0038]實施例3[0039]實施例3的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm,主柵邊線的間距g為I. Imm,主柵的寬度c為I. 5mm,主柵共有11個柵條區(qū), 且柵條區(qū)的長度d為6. 8mm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. 5mm,寬度a為O. Imm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為O. 2mm。[0040]實施例4[0041]實施例4的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm,主柵邊線的間距g為I. Imm,主柵的寬度c為I. 5mm,主柵共有9個柵條區(qū), 且每個柵條區(qū)的長度d為6. 8mm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. 5mm,寬度a為O. 5mm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為I. 3mm。[0042]實施例5[0043]實施例5的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm,主柵邊線的間距g為I. Imm,主柵的寬度c為I. 5mm,主柵共有10個柵條區(qū), 且柵條區(qū)的長度d為I. 2^6. 8mm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. 5mm,寬度a為lmm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e等于lmm。[0044]實施例6[0045]實施例6的晶硅太陽能電池的正面電極具有一個柵條區(qū)，主柵I的長度b為 153mm,柵條區(qū)的長度d為153mm,主柵邊線的間距g為I. Imm,主柵的寬度c為I. 5mm第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. 5mm,寬度a為O. lmm。[0046]實施例7[0047]實施例7的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm,主柵邊線的間距g為O. 9mm,主柵的寬度c為I. 3mm,主柵共有9個柵條區(qū)， 且每個柵條區(qū)的長度d為7. 5mm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. Imm,寬度a為O. 05mm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為O. 05mm。[0048]實施例8[0049]實施例8的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu)，主柵I的長度b為153mm,主柵邊線的間距g為I. 6mm,主柵的寬度c為2. Omm,主柵共有10個柵條區(qū), 且每個柵條區(qū)的長度d為IOmm,第一矩形鏤空區(qū)的長度f為O. Imm,寬度a為O. 05mm,相鄰兩個第一矩形鏤空區(qū)之間的距離e為O. 05mm。[0050]對比例I[0051]對比例I的晶硅太陽能電池的正面電極具有如圖I和圖2所示的結(jié)構(gòu)，主柵的寬度為I. 5mm,副柵的寬度為O. 035-0. 08mm。[0052]對實施例I至8和對比例I的晶硅太陽能電池進行性能測試，測試結(jié)果見表I。[0053]表I[0054]開路電壓(V)短路電流(A)填充因子(％)光電轉(zhuǎn)換率(％)實施例IO. 6238. 47577. 9316. 93實施例2O. 6238. 48277. 8716. 93實施例3O. 6248. 48777. 6816. 92實施例4O. 6248. 46377. 9416. 93實施例5O. 6238. 46577. 8116. 88實施例6O. 6238. 47677. 6816. 89實施例7O. 6248. 44078. 0416. 94實施例8O. 6228. 48477. 7316. 88對比例IO. 6228. 48877. 6516. 87[0055]由表I中的數(shù)據(jù)可以看出，實施例I至8的晶硅太陽能電池的開路電壓、填充因子和光電轉(zhuǎn)換效率均較對比例I有所改善，其中的填充因子的提高正是由于接觸電阻的減少引起的。[0056]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種晶硅太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)，包括相互垂直的多條主柵(I)和多條副柵(2)，其特征在于，任意一條所述主柵(I)包括相互平行的兩條主柵邊線(11 )，兩端分別延伸至所述正面電極的邊緣；一個或多個柵條區(qū)(12)，設(shè)置在所述兩條主柵邊線(11)之間且沿所述主柵(I)的延伸方向排布，所述柵條區(qū)(12)包括漿料印刷區(qū)(121);多個第一矩形鏤空區(qū)(122)，沿所述主柵(I)的延伸方向相互間隔地設(shè)置在所述漿料印刷區(qū)(121)中，所述第一矩形鏤空區(qū)(122)的寬沿與所述主柵邊線(11)平行的方向延伸， 且所述第一矩形鏤空區(qū)(122)寬度a占所述主柵(I)的長度b的百分比為O. 03、. 7%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵條區(qū)(12)為多個，所述主柵(I)還包括一個或多個第二矩形鏤空區(qū)(13)，兩個相鄰的所述柵條區(qū)(12)與所述兩條主柵邊線(11)圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有至少一個所述第二矩形鏤空區(qū)(13)，所述第二矩形鏤空區(qū)(13 )的長沿與所述主柵邊線(11)平行的方向延伸，且所述第二矩形鏤空區(qū)(13 )的長度大于所述第一矩形鏤空區(qū)(122)的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵(I)寬度為C，所述柵條區(qū)(12)的長度為d，相鄰兩個所述第一矩形鏤空區(qū)(122)之間的距離為e，所述第一矩形鏤空區(qū)(122)的長度為f，且O. 05mm彡a彡1mm，a彡e彡d/2,0. Imm彡f彡c*85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一矩形鏤空區(qū)(122) 寬度a為0· Imm彡a彡1mm，相鄰兩個所述第一矩形鏤空區(qū)(122)之間的距離e為 2a彡e彡d/4，所述第一矩形鏤空區(qū)(122)的長度f為0· Imm彡f彡c/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵條區(qū)(12) 為7 11個，每個所述柵條區(qū)(12)的長度d為I. 2mm彡d彡31. 9mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵(I)的末端包括兩條所述主柵邊線(11)的末端和設(shè)置在兩條所述主柵邊線(11)的末端之間的柵條區(qū)(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵(I)的末端包括兩條所述主柵邊線(11)的末端和設(shè)置在兩條所述主柵邊線(11)的末端之間的所述第二矩形鏤空區(qū)(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩條所述主柵邊線(11)的間距 g為0· 9mm ^ g ^ I. 6mm,所述主柵(I)的寬度c為1· 3mm ^ c ^ 2mm,所述主柵(I)的長度 b 為 153mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的正面電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩條所述主柵邊線(11)的間距 g為I. Imm,所述主柵(I)的寬度c為I. 5mm。
10.一種晶硅太陽能電池，具有正面電極，其特征在于，所述正面電極具有權(quán)利要求I 至9中任一項所述的正面電極結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型提供了一種晶硅太陽能電池的正面電極結(jié)構(gòu)及具有其的晶硅太陽能電池。該正面電極結(jié)構(gòu)包括相互垂直的多條主柵和多條副柵，任意一條主柵包括相互平行的兩條主柵邊線，兩端分別延伸至正面電極的邊緣；一個或多個柵條區(qū)，設(shè)置在兩條主柵邊線之間且沿主柵的延伸方向排布，柵條區(qū)包括漿料印刷區(qū)；多個第一矩形鏤空區(qū)，沿主柵的延伸方向相互間隔地設(shè)置在漿料印刷區(qū)中，第一矩形鏤空區(qū)的寬沿與主柵邊線平行的方向延伸，且第一矩形鏤空區(qū)寬度a占主柵的長度b的百分比為0.03~0.7%。本實用新型的正面電極結(jié)構(gòu)的鏤空區(qū)，內(nèi)部不需要印刷銀漿，減少了銀漿的用量，降低了成本，減小了主柵覆蓋面積，減小了正面電極的遮光率、接觸電阻。
文檔編號H01L31/0224GK202749382SQ20122045526
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者孫小娟, 王靜, 張東升, 李翠雙, 趙學玲 申請人:英利能源(中國)有限公司