本實用新型涉及一種太陽能電池，尤其涉及一種五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池。

背景技術：

目前市場上大部分晶硅太陽電池使用的都是P型硅片，即在硅片中摻入硼的硅片。但近些年采用N型硅片制作的N型電池越來越受到關注。N型硅片由于其材料本身的特點，材料體壽命高，因此做成電池可以獲得更高的光電轉換效率，另外，N型電池對金屬污染的容忍度更強，具有更好的忍耐性能，穩(wěn)定性強。N型硅片摻入磷，沒有硼-氧對，電池無硼氧對引起的光致衰減現(xiàn)象。就因為N型晶體硅的這些優(yōu)點，使得N型硅片非常適合制作高效的太陽電池。

并且，N型電池通常在正面采用硼擴散形成P-N結，背面采用磷擴散形成背面場，兩面均鍍有減反膜，屬于雙面電池結構，這使得N型雙面晶體硅電池能更加充分的利用太陽光，不僅能夠利用正面入射的太陽光，還能有效利用背面的散射光等，提高了電池的發(fā)電量。但實際要實現(xiàn)N型高效電池的規(guī)?；a(chǎn)并非易事。

在影響太陽能電池轉換效率及組件壽命的因素中，電池表面柵線電極是其中一個關鍵因素，它負責把電池體內的光生電流引至電池外部；同時在將電池做成組件時和焊條起傳導電流的作用，其設計是為了最大限度的收集光電流。在光照下晶體硅太陽能電池產(chǎn)生的電流通過副柵線和主柵線相互導通，副柵線用來收集電流傳輸給主柵線，主柵線構成電池的負電極，電流匯聚到主柵線上，將焊帶焊接在主柵上可將電流引出。

現(xiàn)有的N型晶體硅雙面發(fā)電太陽能電池電極結構中主柵線和副柵線通常都是等間距均勻分布。但是，硅片經(jīng)過擴散后的薄層電阻(擴散方阻)并不是均勻分布的。如果正面采用硼源旋涂擴散形成P-N結，由于液態(tài)硼源滴定在硅片中心位置，然后高速旋轉硅片使中心部位的硼源均勻旋涂與硅片表面，最后放入高溫擴散爐中進行擴散，這樣擴散后的硅片往往會出現(xiàn)中心部分的方塊電阻偏低的現(xiàn)象。如果背面采用磷擴散形成背面場，則需要在管式擴散爐中進行摻雜，由于硅片在石英爐管中距離很小(約2.5mm)，擴散氣流進入到硅片中心區(qū)域的難度較邊緣區(qū)域大，硅片的中心部位難以獲得與周圍等量的摻雜源，導致擴散后方阻均勻性變差，硅片中心部位雜質濃度低，從而導致硅片中心部分的方阻因結深偏低而形成高方阻區(qū)域。這些都將對太陽能電池光電轉換效率的提高帶來不利影響。

其次在銀漿印刷和燒結過程中，電池正面副柵線往往還會存在斷柵和虛印的問題，在該斷點處或虛印處將形成很高的電阻，這樣光電流的傳輸路線被阻斷，相當于電路斷路，這樣虛印或者斷柵部分的電子需要通過其它副柵線將電流匯聚至主柵線上，消耗一部分電流，這樣就增加了太陽電池的串聯(lián)電阻，導致電流收集率下降，從而降低了電池的效率；這些發(fā)生斷柵、虛印的電池片在進行封裝做成組件后，斷柵、虛印處還可能出現(xiàn)局部發(fā)熱的熱斑現(xiàn)象，降低組件的使用壽命。并且，在形成組件過程中，焊接焊帶時副柵線和主柵線接觸處也容易造成過焊或斷焊，會導致電池片電致發(fā)光(EL)發(fā)黑。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本實用新型的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種光電轉換效率較高的五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池。

本實用新型的額外方面和優(yōu)點將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本實用新型的實踐而習得。

根據(jù)本實用新型的一個方面，一種五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池，包括N型硅片以及分別位于N型硅片正面和背面的正面電極和背面電極，所述正面電極和背面電極各自包括五條相互平行的主柵線、與所述主柵線垂直連接的橫向副柵線以及與所述橫向副柵線垂直連接的縱向副柵線；所述N型硅片的正面和背面各自由中心部位向外依次分為第一區(qū)域、環(huán)繞第一區(qū)域的第二區(qū)域以及環(huán)繞第二區(qū)域的第三區(qū)域，并且所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域內等距設置有所述橫向副柵線，其中，所述N型硅片的正面的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間的間距依次增大，所述N型硅片的背面的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間的間距依次減小。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，在所述正面電極以及背面電極中，任意兩條相鄰的主柵線之間等距設置有一條縱向副柵線，該N型硅片的側邊和與該側邊平行的位于最外側的主柵線之間等距設置有一條縱向副柵線。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述N型硅片正面和背面的第一區(qū)域、第二區(qū)域與第三區(qū)域的面積比為1：3～3.5：2～2.5。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，在所述N型硅片的正面電極中：

所述第一區(qū)域內的橫向副柵線的寬度為0.042mm，兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.45mm，

所述第二區(qū)域內的橫向副柵線的寬度為0.042mm，兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.5mm，

所述第三區(qū)域內的橫向副柵線的寬度為0.042mm，兩相鄰橫向副柵線之間的間距為1.6mm，

在所述N型硅片的背面電極中：

所述第一區(qū)域內的橫向副柵線的寬度為0.042mm，兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.6mm，

所述第二區(qū)域內的橫向副柵線的寬度為0.042mm，兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.5mm，

所述第三區(qū)域內的橫向副柵線的寬度為0.042mm，兩相鄰橫向副柵線之間的間距為1.45mm。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述主柵線寬度為0.8-2mm，且在所述主柵線包括多個鏤空段，相鄰兩個鏤空段之間通過兩條平行的細線相連接，所述細線的寬度為0.2-0.4mm；所述主柵線的兩端分別設有與邊框電極柵線相連接的末端直線部，所述末端直線部的寬度為0.2-0.4mm。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述橫向副柵線與主柵線的連接處為寬度漸變段，所述寬度漸變段靠近主柵線一端的寬度大于遠離主柵線一端的寬度。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述寬度漸變段的形狀為梯形，且所述寬度漸變段最寬處的寬度比所述橫向副柵線的寬度大15微米。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述寬度漸變段的長度為2-3mm。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述縱向副柵線由多個間隔排布的微型段組成，每個所述微型段連接兩條相鄰的橫向副柵線，且所述微型段的寬度為0.042mm。

根據(jù)本實用新型的一實施方式，所述背面電極中，位于第一區(qū)域內的縱向副柵線為不間斷實線，位于第二區(qū)域及第三區(qū)域內的縱向副柵線由所述微型段組成。

由上述技術方案可知，本實用新型的優(yōu)點和積極效果在于：

本實用新型五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池，其正面的第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間的間距依次變大，背面的第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間的間距依次減小，使得橫向副柵線的排列與N型硅片上的擴散方阻相匹配，解決了方阻不均勻導致的電池正面、背面電極電阻較大的問題，從而提高了光電轉換效率。

附圖說明

通過參照附圖詳細描述其示例實施方式，本實用新型的上述和其它特征及優(yōu)點將變得更加明顯。

圖1是本實用新型一實施方式的五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池的正面示意圖；

圖2是顯示圖1中N型硅片正面的第一區(qū)域的示意圖；

圖3是顯示圖1中N型硅片正面的第二區(qū)域的示意圖；

圖4是顯示圖1中N型硅片正面的第三區(qū)域的示意圖；

圖5是主柵線的局部細節(jié)圖；

圖6是主柵線與橫向副柵線相結合的示意圖；

圖7是本實用新型一實施方式的五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池的背面示意圖；

圖8是顯示圖7中N型硅片背面的第一區(qū)域的示意圖；

圖9是顯示圖7中N型硅片背面的第二區(qū)域的示意圖

圖10是顯示圖7中N型硅片背面的第三區(qū)域的示意圖。

圖中：10、主柵線；101、末端直線部；102、鏤空段；103、細線；12、橫向副柵線；13、縱向副柵線；45、橫向副柵線；46、縱向副柵線；22、橫向副柵線；23、縱向副柵線；55、橫向副柵線；56、縱向副柵線；32、橫向副柵線；321、寬度漸變段；33、縱向副柵線；65、橫向副柵線；66、縱向副柵線；40、主柵線。

具體實施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本實用新型將全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略它們的詳細描述。

參見圖1，本實用新型實施方式公開了一種五主柵N型雙面發(fā)電太陽電池，該電池包括一雙面的N型硅片以及分別位于N型硅片正面和背面的正面電極和背面電極。其中，該電池是以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的156.75mm×156.75mm規(guī)格為例，其也可為其他尺寸。該正面電極和背面電極各自包括五條相互平行的主柵線、與主柵線垂直連接的橫向副柵線以及與橫向副柵線垂直連接的縱向副柵線。

參見圖1至圖4，在N型硅片的正面設有五條主柵線10，這些主柵線10等間距地排列，每條主柵線的寬度可為0.8-2mm，在本實施方式中較佳為1mm。這些主柵線10可為實心線條，也可有多個鏤空段組成，結合圖1及圖5和圖6可知，在本實施方式中，主柵線10包括多個鏤空段102，相鄰兩個鏤空段102之間通過兩條平行的細線103相連接，該細線的寬度為0.3mm，在主柵線10的兩端分別設有與邊框電極柵線相連接的末端直線部101，末端直線部101的寬度小于鏤空段102的寬度，一般而言，末端直線部的寬度可為0.2-0.4mm，通過設置鏤空段102和末端直線部101，能夠減少主柵線10兩端的寬度，從而大幅減少主柵線10在制造時的銀漿耗量，降低主柵線遮光面積，并提高電池短路電流和填充因子，有效地降低了電池的制造成本。

參見圖1至圖10可知，在N型硅片的正面和背面各自由中心部位向外依次分為第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域。其中，第一區(qū)域位于N型硅片的正中心部位，第二區(qū)域環(huán)繞該第一區(qū)域，第三區(qū)域環(huán)繞該第二區(qū)域。在第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域內均等間距設置有橫向副柵線。N型硅片正面和背面的第一區(qū)域、第二區(qū)域與第三區(qū)域的面積比為1：3～3.5：2～2.5，較佳可為1：3：2.25。這樣第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域的面積比例能夠較佳地適配于硅片在管式擴散爐中進行摻雜時的方阻分布關系。

對于N型硅片的正面來說，在其第一區(qū)域內等間距設置有橫向副柵線12、在第二區(qū)域內等間距設置有橫向副柵線22，在第三區(qū)域內等間距設置有橫向副柵線32，這里所說的“等距設置”是指在縱向方向上，在同一個區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間距離是相等的。對于N型硅片的背面來說，在其第一區(qū)域內等間距設置有橫向副柵線45，在第二區(qū)域內等間距設置有橫副柵線55，在第三區(qū)域內等間距設置有橫向副柵線65。

參見圖1至圖4，N型硅片的正面的橫向副柵線的排布密度都是由中心向外逐漸變小的，也就是說，在N型硅片的正面，越靠近中心部位，橫向副柵線的排布越密，第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間的間距依次增大。參見圖7至圖10，N型硅片的背面的橫向副柵線的排布密度都是由中心向外逐漸變大的，也就是說，在N型硅片的背面，越靠近外側部位，橫向副柵線的排布越密，第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域內的相鄰兩條橫向副柵線之間的間距依次減小。這種橫向副柵線的排布形式針對采用正面硼擴散、背面磷擴散方法制備的雙面N型硅片表面擴散方阻的分布特點，使電池正面與背面電極柵線設計與擴散方阻相匹配，解決了擴散方阻不均勻導致的電池正面、背面電極電阻較大問題，提高了N型晶體硅太陽能電池的轉換效率，降低了生產(chǎn)成本。

具體地，在本實用新型實施方式中，N型硅片的正面的橫向副柵線排布如下。位于正面的第一區(qū)域內的橫向副柵線12的寬度為0.042mm，在第一區(qū)域內的兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.45mm。位于第二區(qū)域內的橫向副柵線22的寬度為0.042mm，在第二區(qū)域內的兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.5mm。位于第三區(qū)域內的橫向副柵線32的寬度為0.042mm，在第三區(qū)域內的兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.6mm。位于背面的第一區(qū)域內的橫向副柵線45的寬度為0.042mm，在第一區(qū)域內的兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.6mm。位于第二區(qū)域內的橫向副柵線55的寬度為0.042mm，在第二區(qū)域內的兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.5mm。位于第三區(qū)域內的橫向副柵線65的寬度為0.042mm，在第三區(qū)域內的兩個相鄰的橫向副柵線之間的間距為1.45mm。應當指出的是，本實施方式中的橫向副柵線的寬度以及間距僅為示例性的，本實用新型的其他實施方式中，橫向副柵線也可以有其他的尺寸規(guī)格。

此外，參見圖5及圖6還可知，在橫向副柵線與主柵線的連接處為寬度漸變段321，該寬度漸變段321的兩端分別連接橫向副柵線32和主柵線10，該寬度漸變段321靠近主柵線10一端的寬度大于遠離主柵線10一端的寬度。如此一來，既能夠保證組件在焊接時焊帶與主柵線以及副柵線的接觸面積和焊接深度，又能夠避免過焊或斷焊，從而降低了電池片電致發(fā)光發(fā)黑的幾率。

進一步而言，在本實施方式中的寬度漸變段321的形狀為梯形，該寬度漸變段321最寬處的寬度比橫向副柵線的寬度大15微米，而寬度漸變段321的長度為2-3mm，較佳為2mm。這樣可以方便寬度漸變段321的形成，并且比較節(jié)省材料。當然，在本實用新的其他實施方式中，寬度漸變段321的形狀也可為其他寬度漸變的形狀。

參見圖1至圖10，下面介紹縱向副柵線在N型硅片上的排列情況。在本實施方式中，在正面電極以及背面電極中，任意兩條相鄰的主柵線之間等距設置有一條縱向副柵線，該N型硅片的側邊和與該側邊平行的位于最外側的主柵線之間等距設置有一條縱向副柵線。具體而言，正面電極在N型硅片的正面的第一區(qū)域內的相鄰兩條主柵線10之間等距設置有一條縱向副柵線13，在第二區(qū)域內的兩條相鄰的主柵線之間等距設置有一條縱向副柵線23，而在第三區(qū)域內的兩條相鄰主柵線之間以及該N型硅片的側邊和與該側邊平行的位于最外側的主柵線之間均等距設置有一條縱向副柵線33。

背面電極在N型硅片的任意兩個相鄰的主柵線40之間以及主柵線40與N型硅片的側邊之間均設置有一條縱向副柵線。具體地，在N型硅片的背面的第一區(qū)域內設有一條縱向副柵線46、在第二區(qū)域內的兩條相鄰的主柵線之間各設有一條縱向副柵線56，在第三區(qū)域內的兩條相鄰主柵線之間以及該N型硅片的側邊和與該側邊平行的位于最外側的主柵線之間均等距設置有一條縱向副柵線66。

請主要參見圖1及圖6，上面所說的“等距設置”指的是，當縱向副柵線位于兩條主柵線之間時，這些縱向副柵線到兩側的主柵線之間的距離是相等的。當其中一條縱向副柵線位于主柵線和N型硅片的側邊之間時，該縱向副柵線到主柵線的距離等于該縱向副柵線到N型硅片的側邊的距離。

通過設置這些縱向副柵線，可以在不增加生產(chǎn)成本的前提下，達到對電池正面和背面電極柵線優(yōu)化的目的，提高電池對電流的收集效率，同時盡可能的改善斷柵對電池片效率及組件壽命的影響。通過設置縱向副柵線之后，在很大程度上優(yōu)化了光電流傳輸至主柵線的路徑，且該縱向副柵線還能夠將絲網(wǎng)印刷過程中斷掉的副柵線重新連接，修復電極圖形，減少斷柵、虛印發(fā)生后光電流傳輸對短路電流及電池轉換效率的影響，同時也降低了組件端局部發(fā)熱所造成的組件熱斑現(xiàn)象及對組件壽命的不良影響。由于電池正面接收光照強度較高，因而在電池正面的縱向副柵線數(shù)量較電池背面多。在電池正面，越靠近中部，縱向副柵線數(shù)量越多，這樣能夠提高發(fā)光效率。

進一步而言，本實施方式中的縱向副柵線是由多個間隔排布的微型段組成的，這些微型段整體上呈線性分布，每個微型段連接兩條相鄰的橫向副柵線，且微型段的寬度為0.042mm。這樣一來，由于縱向副柵線是間斷的，顯然能夠減少縱向副柵線的用量，有利于減輕重量，降低成本，還能夠減少縱向副柵線的遮光面積，進一步提高發(fā)光效率。除此之外，在本實施方式的背面電極中，還可以使位于第一區(qū)域的縱向副柵線46為不間斷實線，而位于第二區(qū)域內的縱向副柵線56以及位于第三區(qū)域內的縱向副柵線66則由微型段組成。這樣一來，可以使得正面和背面的縱向副柵線具有不同的外觀，通過觀察某一面的縱向副柵線是部分由實線構成還是全部由微型段組成，可以快速判斷出該面到底是正面還是背面。

以上具體地示出和描述了本實用新型的示例性實施方式。應該理解，本實用新型不限于所公開的實施方式，相反，本實用新型意圖涵蓋包含在所附權利要求的精神和范圍內的各種修改和等效布置。