一种双面太阳电池的栅线布局方法技术

本发明专利技术涉及一种双面太阳电池的栅线布局方法，属于太阳电池领域，其特征在于，包括如下步骤：S1、设计丝网印刷电极图形，使得上栅线电极图形、下栅线电极图形互不重合；S2、制备太阳电池电极；具体包括如下工序：碱制绒、磷扩散、去PSG及背面抛光、背面沉积氧化铝及氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅薄膜、背面激光局部剥离氧化铝/氮化硅薄膜、丝网印刷上、下电极及烧结；S3、配合S1进行焊带焊接及设计；S4、焊接并封装为组件。通过采用上述技术方案，本发明专利技术能够克服现有技术中存在的正、背面栅线电极相互遮挡的问题。

A grid layout method of double-sided solar cells

【技术实现步骤摘要】
一种双面太阳电池的栅线布局方法
本专利技术属于太阳电池领域，尤其是涉及一种双面太阳电池的栅线布局方法。
技术介绍
双面太阳电池从正面和背面同时收集太阳光，不多占用额外的土地资源。在尽量保持成本的同时，双面电池的发电量较单面电池能提高20％左右。由于正面和背面人射光的强度不同，两面的输出功率也不同。其背面收集的太阳光一般是正面收集效率的10％～30％。理论上，双面电池比传统电池具有更高的功率与质量比、更小的安装方向限制、更少的铝材料投入，及更高的输出功率。与单面太阳电池相比，双面太阳电池的背面采用了与正面相同的金属栅线，因此太阳电池背面的入射光也可以被太阳电池吸收，这是双面太阳电池输出功率更高的主要原因。然而，由于双面太阳电池正表面与背表面的栅线重合，尤其是主栅相互重合，栅线重合部分之间的太阳电池无论从正面还是背面都无法接受光照，从而产生浪费。目前丝网印刷技术是制作太阳电池电极的主流工艺。但是由于丝网印刷技术本身客观条件的限制，印刷的电极线宽较宽，一般在50微米以上，主栅的宽度更是达到1mm以上，造成了很大的遮挡损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供双面太阳电池栅线电极的布局方法，以克服现有技术中存在的正、背面栅线电极相互遮挡的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种双面太阳电池的栅线布局方法，包括以下步骤：步骤一：丝网印刷电极图形设计：设计互不重合的上、下栅线电极图形；步骤二：太阳电池电极制备：包括碱制绒、磷扩散、去PSG及背面抛光、背面沉积氧化铝及氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅薄膜、背面激光局部剥离氧化铝/氮化硅薄膜、丝网印刷上、下电极及烧结；步骤三：焊带焊接及设计：配合步骤一进行焊带焊接及设计；步骤四：焊接并封装为组件。其中，步骤一中对太阳电池进行电极图形设计包括以下几种方式：方式一：上、下表面主栅成“X”形布局，并且上、下表面的细栅成“X”形布局；方式二：上、下表面主栅成“X”形布局，并且上、下表面的细栅相互平行且不重合；方式三：上、下表面主栅成“X”形布局，上、下表面的细栅相互重合；方式四：上、下表面主栅设计相互平行，上、下表面的细栅成“X”形布局；方式五：上、下表面主栅设计相互平行，上、下表面的细栅相互平行且不重合；本专利技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，可以有效减少在双面光照条件下双面太阳电池上、下表面主栅或/和细栅的重合面积，使太阳电池受光区域面积有效增加，串联电阻降低，从而增加太阳电池的转换效率；通过对太阳电池之间的串联焊接进行匹配设计，本技术方案可以与当前主流生产工艺完美兼容，并在不增加生产成本的前提下实现太阳电池效率的提升。附图说明图1是传统栅线布局方式图；上、下表面栅线高度重合，尤其是主栅高度重合；同时标识了光生载流子的传输途径。图2是本专利技术的栅线布局方图，上、下表面栅线互不重合；同时标识了光生载流子的传输途径。图3是本专利技术优选实施例中的太阳电池片正表面示意图；图4是本专利技术优选实施例中的太阳电池片背表面示意图；图5是本专利技术优选实施例中的太阳电池片正表面、背表面结构俯视的透视图图6是本专利技术优选实施例中的太阳电池片串联焊接示意图图中：1、太阳电池；2、太阳电池上表面主栅；3、太阳电池上表面细栅；4、太阳电池下表面主栅；5、太阳电池下表面细栅；6、焊带。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术提供一种双面太阳电池的栅线布局方法，包括以下步骤：步骤一：栅线电极设计：如图1所示，传统双面太阳电池片上表面栅线电极(太阳电池上表面主栅2、太阳电池上表面细栅3)与下表面栅线电极(太阳电池下表面主栅4、太阳电池下表面细栅5)相互重合，导致栅线之间的太阳电池片为全暗状态(图示阴影)，无法产生电能。图1同时说明了太阳电池两种光生载流子的运动途径，上表面产生的电子沿着上表面向电极移动，下表面产生的空穴沿着下表面向电极移动，载流子移动过程会产生表面薄层电阻发热。本专利技术提供的电极布局方式如图2所示，新的栅线布局大大降低了上、下表面电极的重合程度，在新的栅线布局情况下，每个上电极的底面能够接收到太阳电池背面受光产生的电子，这些电子的传输途径不经过太阳电池表面，因此不产生额外的电阻发热；每个下电极的顶面能够接收到太阳电池正面受光产生的空穴，这些空穴的传输途径不经过太阳电池表面，因此也不产生额外的电阻发热。本专利技术提供的电极布局方式将使太阳电池基体的受光面积得到有效增加，并且载流子的传输路径得到了进一步优化，有利于减少串联电阻，增加填充因子、增加太阳电池转化效率。步骤二：太阳电池电极制备：包括碱制绒、磷扩散、去PSG及背面抛光、背面沉积氧化铝及氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅薄膜、背面激光局部剥离氧化铝/氮化硅薄膜、丝网印刷上、下电极及烧结。步骤三：焊带6设计：太阳电池1通过焊接串联在一起，传统的太阳电池主栅上、下表面相互重合，因此采用直线条状焊带即可将相邻的两个太阳电池串联在一起。在本专利技术提供的栅线布局方式中，采用上、下主栅成“X”形交叉设计。上、下主栅成“X”形交叉设计，既可以避免上、下电极主栅的交叠遮挡，又可以将一块太阳电池上表面主栅的一侧与相邻太阳电池下表面主栅的对应一侧对接在一起。这样，本专利技术提供的栅线布局方式可以通过传统的焊带焊接方式来实现，如图6。由于普通的太阳电池焊带宽度为2mm，而太阳电池的宽度为156mm，实际设计中上、下主栅的交叉角度很小就可以有效降低主栅之间的相互遮挡。经过计算，交叉角度为5°时，上、下主栅末端距离为6.8mm，主栅长度只增加了0.15mm，而重叠面积缩小了85.3％。步骤四：焊接并形成组件。本实施例以156cm*156cm尺寸的双面硅太阳电池为例，具体阐述本专利技术的实际应用。如图3所示，太阳电池片上表面由太阳电池1、太阳电池上表面主栅2和太阳电池上表面细栅3组成。如图4所示，太阳电池片下表面由太阳电池1、太阳电池下表面主栅4和太阳电池下表面细栅5组成。太阳电池主栅长度为156mm，设计上、下表面主栅之间成5°夹角，经过计算，上、下表面主栅末端距离为6.8mm。太阳电池细栅间距为2mm，设计上、下表面细栅为错位布局，上表面的细栅投影到下表面时，应位于下表面两条相邻细栅之间，不与下表面细栅重合。特别的，上表面细栅在下表面的投影正好位于下表面细栅中间，如图5。太阳电池串联为组件时，将太阳电池上表面主栅的一端与相邻电池下表面的主栅的一端通过焊带连接起来，如图6。由于本专利技术的布局方式保证了电池的上表面主栅一端与相邻电池下表面主栅的一端对应，而且主栅的偏离角度只有5°，因此焊带可以采用直线条状焊带。特别优化的，焊带可以采用弯折角度为5°的焊带进行焊接。焊接完成以后，进行封装并形成组件。本专利技术具有的优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面太阳电池的栅线布局方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、设计丝网印刷电极图形，使得上栅线电极图形、下栅线电极图形互不重合；/nS2、制备太阳电池电极；具体包括如下工序：碱制绒、磷扩散、去PSG及背面抛光、背面沉积氧化铝及氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅薄膜、背面激光局部剥离氧化铝/氮化硅薄膜、丝网印刷上、下电极及烧结；/nS3、配合S1进行焊带焊接及设计；/nS4、焊接并封装为组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种双面太阳电池的栅线布局方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设计丝网印刷电极图形，使得上栅线电极图形、下栅线电极图形互不重合；
S2、制备太阳电池电极；具体包括如下工序：碱制绒、磷扩散、去PSG及背面抛光、背面沉积氧化铝及氮化硅薄膜、正面沉积氮化硅薄膜、背面激光局部剥离氧化铝/氮化硅薄膜、丝网印刷上、下电极及烧结；
S3、配合S1进行焊带焊接及设计；
S4、焊接并封装为组件。


2.根据权利要求1所述的双面太阳电池的栅线布局方法，其特征在于，在S1中，上表面主栅、下表面主栅成“X”形布局，上表面细栅、下表面的细栅成“X”形布局。


3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，孙希鹏，铁剑锐，杜永超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，天津恒电空间电源有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12