晶体硅太阳电池前电极的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种晶体硅太阳电池前电极，包括多根相互平行的细栅线金属电极以及垂直于细栅线金属电极的多列相互平行的主栅线金属电极，每列主栅线金属电极由多段主栅线金属电极分段构成，每列主栅线金属电极内的主栅线金属电极分段之间的断开部分位于两根相邻的细栅线金属电极之间的空白区域。既有效地降低了主栅的金属浆料消耗量，又不增加细栅线金属电极汇流至主栅线金属电极的距离，为降低电池的串联电阻提供可能，提高了电池效率。
【专利说明】晶体硅太阳电池前电极
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种晶体硅太阳电池前电极。
【背景技术】
[0002]目前，晶体硅太阳电池的前电极一般有多根细栅线金属电极，用于收集太阳电池的光生电流。在垂直于细栅线金属电极方向一般还设有2?3根主栅线金属电极,该主栅线金属电极将细栅线金属电极收集的电流进行汇流，可用于焊带焊接连接，进行组件制备。然而，主栅线金属电极的设计目前还存在几个问题:1、前表面金属电极占据了约5?7 %的面积，对太阳电池前表面形成了遮挡；2、前表面金属电极区域占据面积较大意味着较大的银浆消耗量；3、主栅线金属电极之间的间距较大，不利于降低电池的串联损失；这几方面的原因制约了目前商品化太阳电池效率的提升和成本的控制。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:提供一种晶体硅太阳电池前电极，降低前表面金属电极对电池的遮挡，减少前表面金属电极银浆消耗量，同时为降低电池的串联电阻提供可能，提闻电池效率。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种晶体硅太阳电池前电极，包括多根相互平行的细栅线金属电极以及垂直于细栅线金属电极的多列相互平行的主栅线金属电极，每列主栅线金属电极由多段主栅线金属电极分段构成，每列主栅线金属电极内的主栅线金属电极分段之间的断开部分位于两根相邻的细栅线金属电极之间的空白区域。既有效地降低了主栅的金属浆料消耗量，又不增加细栅线金属电极汇流至主栅线金属电极的距离。
[0005]主栅线金属电极分段为完全填充结构，或者为镂空结构。镂空结构可以进一步减少金属浆料的消耗量。
[0006]在平行于细栅线金属电极的方向，主栅线金属电极等间距分布。
[0007]在垂直于细栅线金属电极的方向，每列主栅线金属电极内的主栅线金属电极分段之间的断开部分等间距分布。
[0008]在平行于细栅线金属电极的方向，主栅线金属电极分段之间的断开部分交错分布或者有规则地呈多列分布。
[0009]主栅线金属电极的列数大于4，细栅线金属电极的根数大于30，每列主栅线金属电极的段数大于2。通过增加主栅线金属电极的根数，缩小主栅线金属电极之间的间距，降低电流从细栅线流向主栅线的串联电阻损失，提高电池的转换效率，同时降低主栅线金属电极之间的间距还可以降低最佳化的细栅线数目，减少细栅线的金属浆料的消耗量。
[0010]在平行于细栅线金属电极的方向，主栅线金属电极之间的间距0.1?200mm，主栅线金属电极的宽度为0.1mm?3mm。
[0011]细栅线金属电极等间距分布，细栅线金属电极的宽度为I?100 μ m,细栅线金属电极之间的间距为0.1?10mm。
[0012]该晶体硅太阳电池前电池的其中一个优化方案是:主栅线金属电极的列数为5，每列主栅线金属电极的段数为3，在平行于细栅线金属电极的方向，主栅线金属电极等间距分布，主栅线金属电极分段之间的断开部分有规则地呈多列分布；在垂直于细栅线金属电极的方向，每列主栅线金属电极内的主栅线金属电极分段之间的断开部分等间距分布。
[0013]该晶体硅太阳电池前电池的另一个优化方案是:主栅线金属电极的列数为6，每列主栅线金属电极的段数为3，在平行于细栅线金属电极的方向，主栅线金属电极等间距分布，主栅线金属电极分段之间的断开部分有规则地呈多列分布；在垂直于细栅线金属电极的方向，每列主栅线金属电极内的主栅线金属电极分段之间的断开部分等间距分布。
[0014]本发明的有益效果是:对比常规的太阳电池前表面图案，
[0015]1、在平行于细栅线金属电极的方向，通过增加主栅线金属电极的段数，缩小主栅线金属电极之间的间距，降低电流从细栅线流向主栅线的串联电阻损失，提高电池的转换效率，同时降低该方向的主栅线金属电极之间的还可以降低最佳化的细栅线数目，减少细栅线的金属浆料的消耗量；
[0016]2、在垂直于细栅线方向，采用分段的主栅线金属电极代替传统整根主栅线金属电极，并且主栅线金属电极分段之间的断开部分位于两根相邻的细栅线金属电极之间的空白区域，既有效地降低了主栅的金属浆料消耗量，又不增加细栅线金属电极汇流至主栅线金属电极的距离。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
[0018]图1是目前常规太阳电池前电极的结构示意图；
[0019]图2是本发明的实施例1的阵列式主栅线金属电极的结构示意图；
[0020]图3是本发明的实施例2的阵列式主栅线金属电极的结构示意图；
[0021]图4是本发明的实施例3的交错式主栅线金属电极的结构示意图；
[0022]图5是本发明的镂空形式的主栅线金属电极的结构示意图；
[0023]其中，1.主栅线金属电极，1-1.主栅线金属电极分段，1-2.空心点，2.细栅线金属电极，3.细栅线中心点。
【具体实施方式】
[0024]一种晶体硅太阳电池前电极，包括多根相互平行的细栅线金属电极2以及垂直于细栅线金属电极2的多列相互平行的主栅线金属电极I，每列主栅线金属电极I由多段主栅线金属电极分段构成，每列主栅线金属电极I内的主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分位于两根相邻的细栅线金属电极2之间的空白区域，主栅线金属电极分段之间没有任何连接。
[0025]主栅线金属电极分段为完全填充结构，或者为镂空结构。镂空结构可以进一步减少金属浆料的消耗量。镂空形式的主栅线金属电极的结构如图5所示，在主栅线金属电极上规则分布多个空心点1-2。
[0026]在平行于细栅线金属电极2的方向，主栅线金属电极I等间距分布，主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分交错分布或者有规则地呈多列分布。在垂直于细栅线金属电极2的方向，每列主栅线金属电极I内的主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分一般为等间距分布，但是不排除非等间距分布。
[0027]在平行于细栅线金属电极2的方向，主栅线金属电极I之间的间距0.1?200mm。主栅线金属电极I的宽度为0.1mm?3mm。细栅线金属电极2等间距分布，细栅线金属电极2的宽度为I?100 μ m，细栅线金属电极2之间的间距为0.1?10mm。
[0028]主栅线金属电极I的列数大于4，每列主栅线金属电极I的段数大于2，所有主栅线金属电极分段1-1的总数目为大于11段；细栅线金属电极2的根数为大于30。
[0029]常规丝网印刷的前电极如图1所示，在156mmX 156mm硅片上设有3列主栅线金属电极I，以及85根细栅线金属电极2。其中，主栅线金属电极I的宽度为1.8mm,主栅线金属电极I之间的间距为51mm，对于细栅线中心点3，电流需要流过25.5mm的细栅线金属电极2才能被主栅线金属电极I收集，电池的串联电阻为2.93mΩ.cm。
[0030]实施例1:如图2所示(该图2仅为示意，为避免栅线过于密集，部分栅线未显示)，以156mmX 156mm规格的娃片制备的太阳电池为例。其中，在太阳电池的正表面采用丝网印刷银浆制备前电极，设有主栅线金属电极I，细栅线金属电极2。其中，在平行于细栅线金属电极2的方向，主栅线金属电极I等间距分布，主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分有规则地呈多列分布。在垂直于细栅线金属电极2的方向，每列主栅线金属电极I内的主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分等间距分布，共有5列主栅线金属电极1，每列主栅线金属电极I的段数为3段，共有15段主栅线金属电极分段1-1，主栅线金属电极I呈5 X 3矩形阵列式分布。主栅线金属电极I的宽度为1.0mm。，主栅线金属电极I的中心线之间的间距为30.6mm,同时设有80根相互平行的细栅线金属电极2。
[0031]因此，电流从细栅线中心点3流向主栅线金属电极I的距离为15.3mm，远小于常规电池的25.5mm,电池的串联电阻由2.9ι?Ω.cm降为2.4ι?Ω.cm，相对于常规结构降低了串联电阻。由于细栅线金属电极2到主栅线金属电极I的串联电阻减小，因此细栅线金属电极2的间距可变大，在本实施例中细栅线金属电极2数目为80根，相对于常规结构节省了5根细栅线金属电极2的金属浆料消耗量。同时，对于主栅线金属电极I，在垂直于细栅线金属电极2方向，采用3段主栅线金属电极分段1-1代替一根完整的主栅线金属电极I，节省了主栅部分金属浆料消耗量。
[0032]实施例2:如图3所示(该图3仅为示意，为避免栅线过于密集，部分栅线未显示)，以156mmX 156mm规格的娃片制备的太阳电池为例。其中，在太阳电池的正表面采用丝网印刷银浆制备前电极，设有主栅线金属电极I，细栅线金属电极2。其中，在平行于细栅线金属电极2的方向，主栅线金属电极I等间距分布，主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分有规则地呈多列分布。在垂直于细栅线金属电极2的方向，每列主栅线金属电极I内的主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分等间距分布，共有6列主栅线金属电极1，每列主栅线金属电极I的段数为24段，每一段主栅线金属电极分段1-1连接3根细栅线金属电极2，主栅线金属电极I的宽度为1.0mm，对比如图1所示的常规的前电极，可以在主栅线金属电极I上节省1/3的金属浆料。主栅线金属电极I的中心线之间的间距为25.5mm,由于主栅线金属电极I之间的间距变小，本实施例中采用72根细栅线，相对于常规结构节省了 13根细栅线的金属浆料耗量，采用这种前电极结构，串联电阻为2.7mΩ.cm，相对于常规结构电池降低了串联电阻。
[0033]实施例3:如图4所示，以156mmX 156mm规格的硅片制备的太阳电池为例。其中，在太阳电池的正表面采用丝网印刷银浆制备前电极，设有主栅线金属电极1，细栅线金属电极2。其中，在平行于细栅线金属电极2的方向，主栅线金属电极I等间距分布，主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分交错分布。在垂直于细栅线金属电极2的方向，每列主栅线金属电极I内的主栅线金属电极分段1-1之间的断开部分等间距分布，共有6列主栅线金属电极1，各列主栅线金属电极I的段数都不同。
【权利要求】
1.一种晶体硅太阳电池前电极，其特征在于:包括多根相互平行的细栅线金属电极(2)以及垂直于细栅线金属电极(2)的多列相互平行的主栅线金属电极(I)，每列主栅线金属电极(I)由多段主栅线金属电极分段构成，每列主栅线金属电极(I)内的主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分位于两根相邻的细栅线金属电极(2)之间的空白区域。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:所述的主栅线金属电极分段(1-1)为完全填充结构，或者为镂空结构。
3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:在平行于细栅线金属电极(2)的方向，主栅线金属电极(I)之间等间距分布。
4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:在平行于细栅线金属电极(2)的方向，主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分交错分布或者有规则地呈多列分布。
5.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:在垂直于细栅线金属电极(2)的方向，每列主栅线金属电极(I)内的主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分等间距分布。
6.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:主栅线金属电极(I)的列数大于4，细栅线金属电极(2)的根数大于30，每列主栅线金属电极(I)的段数为大于2。
7.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:在平行于细栅线金属电极⑵的方向，主栅线金属电极⑴之间的间距0.1?200mm，主栅线金属电极⑴的宽度为 0.1mm ?3mm η
8.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:细栅线金属电极(2)等间距分布，细栅线金属电极(2)的宽度为I?ΙΟΟμπι，细栅线金属电极(2)之间的间距为0.1 ?IOmm0
9.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:主栅线金属电极(I)的列数为5，每列主栅线金属电极(I)的段数为3，在平行于细栅线金属电极(2)的方向，主栅线金属电极(I)等间距分布，主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分有规则地呈多列分布；在垂直于细栅线金属电极(2)的方向，每列主栅线金属电极(I)内的主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分等间距分布。
10.根据权利要求1所述的晶体硅太阳电池前电极，其特征是:主栅线金属电极(I)的列数为6，每列主栅线金属电极(I)的段数为3，在平行于细栅线金属电极(2)的方向，主栅线金属电极(I)等间距分布，主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分有规则地呈多列分布；在垂直于细栅线金属电极(2)的方向，每列主栅线金属电极(I)内的主栅线金属电极分段(1-1)之间的断开部分等间距分布。
【文档编号】H01L31/0224GK103456803SQ201310438156
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】陈奕峰, 皮尔·威灵顿, 杨阳, 徐冠超, 张舒 申请人:常州天合光能有限公司