專利名稱：太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著全球能源的日趨緊張，太陽能以無污染、市場空間大等獨(dú)有的優(yōu)勢受到世界各國的廣泛重視。光伏發(fā)電具有安全可靠、無噪聲、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，太陽能電池是光伏發(fā)電技術(shù)中將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的主要器件。常見的晶體硅太陽能電池是由背面電極、半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P型層、N型層、P-N 結(jié)、減反射薄膜、正面柵電極等部分構(gòu)成。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池表面時(shí)，減反射薄膜和絨面結(jié)構(gòu)可有效減少電池表面的光反射損失。太陽能電池中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)吸收太陽光能后，激發(fā)產(chǎn)生電子、空穴對，電子、空穴對被半導(dǎo)體內(nèi)部P-N結(jié)自建電場分開，電子流入N區(qū)， 空穴流入P區(qū)，形成光生電場，如果將晶體硅太陽電池的正、負(fù)電極與外部電路連接，外部電路中就有光生電流流過。目前多數(shù)的晶硅太陽能電池采用P型硅片，經(jīng)過磷擴(kuò)散后形成P-N結(jié)，在P型硅上制作背電極和背場，在擴(kuò)散形成的N面制作正面柵電極，整個(gè)器件利用P-N結(jié)的光生伏特效應(yīng)來工作。對于125mmX 125mm的單晶硅或多晶硅電池的正面柵電極一般選用兩條主柵線， 對于156mmX 156mm的單晶硅或多晶硅電池的正面柵電極可增加到三條主柵線。然后在垂直于主柵線的兩邊加上一定數(shù)目的均勻且平行分布的副柵線。在光照下晶硅太陽能電池產(chǎn)生的電流通過副柵線與主柵線相互導(dǎo)通，主柵線構(gòu)成電池的負(fù)電極，電流匯聚到主柵線上導(dǎo)出。采用絲網(wǎng)印刷制作的晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)中，正面柵電極由正面銀漿燒結(jié)而成， 主要起到收集光生載流子的作用，要求柵線的高寬比大，能與擴(kuò)散工藝形成的N型硅構(gòu)成良好的歐姆接觸。背電極由銀鋁漿燒結(jié)而成，主要作用就是通過其上焊接焊帶來引出光生電流，其對太陽能電池性能的影響相對較小，對背銀的要求主要是單耗、焊接性能等。在常規(guī)結(jié)構(gòu)中，正面柵電極和背電極呈平行正對分布，使主柵線收集的載流子在背電極處的表面復(fù)合幾率很大，影響光收集效率。此外，平行正對分布的正面柵電極和背電極在制作成太陽能電池組件時(shí)，層壓的密封性差。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，以解決平行正對分布的正面柵電極和背電極影響光收集效率以及在制作太陽能電池組件時(shí)層壓的密封性差的問題。本實(shí)用新型提供一種太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，包括背電極和正面柵電極，所述背電極分布于太陽能電池片的反面，所述正面柵電極分布于太陽能電池片的正面，所述正面柵電極包括主柵線，所述主柵線和背電極呈交叉分布。優(yōu)選地，所述主柵線和所述背電極相互垂直。
3[0009]優(yōu)選地，所述主柵線和所述背電極的夾角大于0度小于90度。優(yōu)選地，所述主柵線的數(shù)量與所述背電極的數(shù)量相等。優(yōu)選地，所述主柵線為兩條平行線或三條平行線。優(yōu)選地，所述背電極為兩條平行線或三條平行線。優(yōu)選地，所述正面柵電極由銀漿燒結(jié)而成。優(yōu)選地，所述背電極由銀鋁漿燒結(jié)而成。優(yōu)選地，采用太陽能電池片邊沿定位使所述主柵線和所述背電極呈交叉分布。由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、主柵線和背電極呈交叉分布，大幅減小了主柵線和背電極的正對面積，使得主柵線收集的載流子在背電極處的表面復(fù)合幾率減小，有效提高了太陽能電池片收集載流子的效率。2、在制作成太陽能電池組件時(shí)，呈交叉分布的主柵線和背電極便于邊沿處太陽能電池片的轉(zhuǎn)向焊接，有利于改善層壓時(shí)的密封性。3、本實(shí)用新型提供的電極排布方式將常規(guī)結(jié)構(gòu)主柵線和背電極引入的太陽能電池片單一方向應(yīng)力轉(zhuǎn)變成兩個(gè)交叉方向的應(yīng)力，應(yīng)力的相互中和能部分消除太陽能電池片的彎曲變形，降低了太陽能電池片的碎片率。4、本實(shí)用新型提供的電極排布方式制作過程簡單易行，僅需設(shè)計(jì)絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版結(jié)構(gòu)，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)整絲網(wǎng)印刷時(shí)的電池片進(jìn)板方向，無需購置新設(shè)備，不會(huì)增加額外成本，對各種類型的太陽能電池和各種制作正面、背面電極的工藝均可達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)。
參照附圖閱讀了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
以后，將會(huì)更清楚地了解本實(shí)用新型的各個(gè)方面。其中，圖Ia為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的太陽能電池片的正面柵電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ib為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的太陽能電池片的背電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖加為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的太陽能電池片的正面柵電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的太陽能電池片的背電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提出的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。本實(shí)用新型的核心思想在于，提供一種太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，主柵線和背電極呈交叉分布，大幅減小了主柵線和背電極的正對面積，使得主柵線收集的載流子在背電極處的表面復(fù)合幾率減小，有效提高了太陽能電池片收集載流子的效率；在制作成太陽能電池組件時(shí)，呈交叉分布的主柵線和背電極便于邊沿處太陽能電池片的轉(zhuǎn)向焊接，有利于改善層壓時(shí)的密封性；本實(shí)用新型提供的電極排布方式將常規(guī)結(jié)構(gòu)主柵線和背電極引入的太陽能電池片單一方向應(yīng)力轉(zhuǎn)變成兩個(gè)交叉方向的應(yīng)力，應(yīng)力的相互中和能部分消除太陽能電池片的彎曲變形，降低了太陽能電池片的碎片率。實(shí)施例一圖Ia為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的太陽能電池片的正面柵電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ib為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的太陽能電池片的背電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖 la,圖lb，太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，包括背電極11和正面柵電極12，所述背電極11分布于太陽能電池片10的反面，所述正面柵電極12分布于太陽能電池片10的正面，所述正面柵電極12包括主柵線121，所述主柵線121和背電極11呈交叉分布。進(jìn)一步地，正面柵電極12包括主柵線121以及與所述主柵線121連接的副柵線 122，所述主柵線121和所述背電極11相互垂直，所述主柵線121的數(shù)量與所述背電極11 的數(shù)量相等。在本實(shí)施例中，主柵線121為兩條平行線，背電極11也為兩條平行線，并且主柵線121與所述背電極11垂直。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，所述主柵線121與所述背電極11的交叉分布形式不僅僅局限于垂直，它們之間的夾角可以在大于0度小于90度的任意一個(gè)角度。制作太陽能電池片10的電極可以采用絲網(wǎng)印刷、蒸發(fā)、濺射、電鍍、噴涂等任何制作電極的方法，在本實(shí)施例中，采用絲網(wǎng)印刷的方式制作背場13、背電極11和正面柵電極 12。首先選取檢驗(yàn)合格的P型單晶硅片，規(guī)格為125mmX 125mm，經(jīng)過化學(xué)清洗和表面制絨以在單晶硅片上形成金字塔結(jié)構(gòu)，增加光的吸收，提高電池的短路電流和轉(zhuǎn)換效率；再利用高溫?cái)U(kuò)散或者離子注入等工藝在P型單晶硅片上制作出N型的晶硅層，這樣便形成了 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)過等離子刻蝕去除邊沿的擴(kuò)散層，通過化學(xué)腐蝕去掉擴(kuò)散形成的磷硅玻璃層， 淀積氮化硅增透薄膜，所述氮化硅增透薄膜能減少硅片表面的光反射率，同時(shí)利用氫離子的成鍵來增強(qiáng)硅片表面和體內(nèi)的鈍化效果，降低載流子的復(fù)合；最后利用絲網(wǎng)印刷來制作背電極11和正面柵電極12。在本實(shí)施例中，首先采用絲網(wǎng)印刷鋁漿方式在所述的太陽能電池片10的背面印刷太陽能電池的背場13，然后再印刷背電極11，背電極11由銀鋁漿燒結(jié)而成。在本實(shí)施例中，所述背電極11的數(shù)量為兩根。由于太陽能電池片10本身具有很好的對稱性，且主柵線121和背電極11呈垂直正交分布，因而只需將正面柵電極12印刷時(shí)的電池片進(jìn)片方向轉(zhuǎn)90°后印刷，或者是將柵電極網(wǎng)版轉(zhuǎn)90°安裝到印刷機(jī)上再行印刷，此外太陽能電池片 10的對稱性也可以采用電池片邊沿來定位印刷精度。對于主柵線121和背電極11夾角不是90°的情況，則要設(shè)計(jì)網(wǎng)版對準(zhǔn)標(biāo)記或其它定位對準(zhǔn)標(biāo)記來保證主柵線121和背電極11 的交叉角度符合設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)需要自行調(diào)整太陽能電池片10 的主柵線121和背電極11的夾角大小。此外，所設(shè)計(jì)的主柵線121和背電極11的夾角參數(shù)，是為了方便在制作太陽能電池組件時(shí)邊沿處太陽能電池片10的轉(zhuǎn)向焊接，減少了焊帶的外露，有利于改善層壓時(shí)的密封性。實(shí)施例二圖加為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的太陽能電池片的正面柵電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的太陽能電池片的背電極的分布結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖 2a，圖2b，與實(shí)施例一不同的是，太陽能電池片10表面所包含的主柵線121為三條平行線，背電極11為三條平行線。，在本實(shí)施例中，制作太陽能電池片10的電極結(jié)構(gòu)的工藝流程同實(shí)施例一。在此不再贅述。在本實(shí)施例中，所述太陽能電池片10的材料是多晶硅，多晶硅片的規(guī)格為 156mmX 156mm。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，所述太陽能電池的材料可以是單晶硅、多晶硅，還可以是有機(jī)半導(dǎo)體、納米材料、低維材料等。本實(shí)用新型提供的電極排布方式制作過程簡單易行，僅需設(shè)計(jì)絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版結(jié)構(gòu)，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要調(diào)整絲網(wǎng)印刷時(shí)的電池片進(jìn)片方向，無需購置新設(shè)備，不會(huì)增加額外成本，對各種類型的太陽能電池和各種制作正面、背面電極的工藝均可達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)。上文中，參照附圖描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實(shí)用新型權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，包括背電極和正面柵電極，所述背電極分布于太陽能電池片的反面，所述正面柵電極分布于太陽能電池片的正面，所述正面柵電極包括主柵線，其特征在于，所述主柵線和所述背電極呈交叉分布。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵線和所述背電極相互垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵線和所述背電極的夾角大于0度小于90度。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵線的數(shù)量與所述背電極的數(shù)量相等。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主柵線為兩條平行線或三條平行線。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述背電極為兩條平行線或三條平行線。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述正面柵電極由銀漿燒結(jié)而成。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述背電極由銀鋁漿燒結(jié)而成。
9.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，其特征在于，采用太陽能電池片邊沿定位使所述主柵線和所述背電極呈交叉分布。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)，包括背電極和正面柵電極，背電極分布于太陽能電池片的反面，正面柵電極分布于太陽能電池片的正面，正面柵電極包括主柵線，主柵線和背電極呈交叉分布。本實(shí)用新型提供的太陽能電池片的電極結(jié)構(gòu)中，主柵線和背電極呈交叉分布，大幅減小了主柵線和背電極的正對面積，使得主柵線收集的載流子在背電極處的表面復(fù)合幾率減小，有效提高了太陽能電池片收集載流子的效率。
文檔編號H01L31/0224GK202159675SQ20112011821
公開日2012年3月7日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者馮帥臣, 姚紹榮, 孫堅(jiān), 張茂勝, 林濤, 陳清波 申請人:江蘇伯樂達(dá)光伏有限公司