一种非等间距晶硅太阳能电池及其正面电极和副栅结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非等间距晶硅太阳能电池及其正面电极和副栅结构，属于晶硅太阳能电池技术领域。本实用新型专利技术的非等间距MBB晶硅太阳能电池的正面副栅结构，所述副栅与主栅垂直相连且平行间隔分布，其中主栅上设有间隔分布的PAD点，且相邻PAD点之间区域的副栅与PAD点对应区域的副栅非等间距设置，其中相邻PAD点之间区域的副栅间距小于PAD点对应区域的副栅间距。本实用新型专利技术通过对太阳能电池正面电极结构，尤其是对副栅结构进行优化设计，从而可以有效提高电池的转换效率，有利于降低功率损耗和银浆用量。率损耗和银浆用量。率损耗和银浆用量。

【技术实现步骤摘要】
一种非等间距晶硅太阳能电池及其正面电极和副栅结构


[0001]本技术属于晶硅太阳能电池
，更具体地说，涉及一种非等间距晶硅太阳能电池及其正面电极和副栅结构。

技术介绍

[0002]目前，全球晶硅太阳能电池占市场近90％，量产的太阳能电池光电转换效率普遍可达23％，相比于晶体硅太阳能电池理论极限效率29.43％，还有很大提升空间。在大规模工业化生产中多采用丝网印刷技术来制备电极，正面图形的优化和设计往往成为太阳能电池光电转换效率提升和银浆用量降低的最高效手段之一。太阳能电池栅线的最优设计是以电池总功率损耗最小为依据，因为栅线设计可降低电池的串联电阻，从而降低功率损耗、提高输出功率，这对大面积功率输出的单体太阳能电池尤为重要。
[0003]MBB双面电池的正面电极结构如图1、图2所示，由多条平行且间距相等的副栅线及与其垂直连接的主栅线构成H型图形。副栅2和主栅1均通过丝网印刷银浆，然后烧结成型。副栅2直接与发射极相连，可以收集硅片产生的载流子再传输到主栅1上进行汇聚；主栅线上留有PAD点，可实现焊接和电流导出。PAD点多为矩形，且靠近电池片边缘和中间的PAD点大小不一致，首尾PAD点3
‑
2尺寸较大，方便起焊；中间PAD点3
‑
1尺寸较小，可减少正面遮光面积；主栅尾端的连接线宽度小于主栅宽度。当副栅上的电流往主栅汇聚时在区域1的电流传输路径最长，区域2次之，区域3最短，从而造成局部区域内的电流密度不均，区域3>区域2>区域1，影响电池整体电流的收集，降低电池转换效率和增大功率损耗，并且不利于优化遮光面积和减少银浆用量。除此之外，随着大尺寸晶硅太阳能电池的发展，尺寸的不断增大必将加剧这种电流分布不均带来的负面影响。
[0004]如，中国专利申请号为2018216043091的申请案公开了一种多主栅太阳能电池片，该申请案的电池片包括基片、设置于基片正表面的正电极以及设置于基片背表面的背电场和背电极，其中：正电极包括边框线以及设置于边框线内部的多条平行排布的主栅和多条平行排布的副栅，多条主栅和多条副栅垂直交结；主栅的边缘上沿多条副栅平行排布的方向上设置有多个缺口。该申请案中的电池正面副栅即采用传统的等间距均匀设计，从而影响电池转换效率。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有多主栅太阳能电池的正面局部区域电流密度分布不均，从而影响电池转换效率和功率损耗的问题，本技术提供了一种非等间距晶硅太阳能电池及其正面电极和副栅结构。本技术通过对太阳能电池正面电极结构，尤其是对副栅结构进行优化设计，从而可以有效提高电池的转换效率，有利于降低功率损耗和银浆用量。
[0007]2.技术方案
[0008]为了解决上述问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0009]本技术的一种非等间距MBB晶硅太阳能电池的正面副栅结构，所述副栅与主栅垂直相连且平行间隔分布，其中主栅上设有间隔分布的PAD点，且相邻PAD点之间区域的副栅与PAD点对应区域的副栅非等间距设置。
[0010]目前，现有MBB太阳能电池的正面副栅通常采用等间距设计，在电流收集效果、银浆耗量和遮光面积等方面均存在优化空间，随着大尺寸电池市场份额的增长，硅片面积的不断增大将加剧目前等间距副栅设计带来的电流密度分布不均所引起的转换效率降低和功率损耗增大问题。本技术通过将正面副栅设计为非等间距结构，从而可以改善现有电流传输方式，优化了电流收集路径，有利于提高电流收集效果。
[0011]更进一步的，由于相邻PAD点之间区域(区域1，包括首尾PAD点与中间PAD点之间的区域以及两个中间PAD点之间的区域)的主栅宽度小于PAD点(包括首尾PAD点与中间PAD点)的宽度，因此区域1副栅上电流传输到主栅的距离大于PAD点对应区域副栅上电流传输到主栅的距离，本技术通过将相邻PAD点之间区域的副栅间距d1设计为小于PAD点对应区域的副栅间距，从而可以有效减小不同区域的电流密度差异，提高电流收集效率。
[0012]具体的，主栅上相邻PAD点之间区域(区域1)的副栅、中间PAD点对应区域(区域2)的副栅以及首尾PAD点到电池片边缘区域(区域3)的副栅可以设计为分别均匀间隔分布，且区域1的副栅间距d1＜区域2的副栅间距d2＜区域3的副栅间距d3。
[0013]更进一步的，上述副栅间距d1、d2、d3满足以下计算公式：
[0014](n1‑
1)
×
d1+n1d＝D1[0015](n2‑
1)
×
d2+n2d＝D2[0016](n3‑
1)
×
d3+n3d＝D3[0017]其中，n1、n2、n3分别为相邻PAD点之间区域、中间PAD点对应区域以及首尾PAD点到电池片边缘区域的副栅数量，D1、D2、D3分别为相邻PAD点之间的距离、中间PAD点的长度以及首尾PAD点与主栅连接线的总长，d为副栅线的宽度。
[0018]优选为n1/S1＝n2/S2＝n3/S3，其中S1、S2、S3分别为相邻PAD点之间的主栅面积、中间PAD点的面积以及首尾PAD点与主栅连接线的总面积，从而可以有效保证主栅上不同区域的电流密度基本趋于一致。结合以上计算式，通过换算可以求出理论的n1、d1、n2、d2、n3、d3。
[0019]更进一步的，主栅上相邻PAD点之间区域的副栅也可以设计为非等间距分布，并随着与PAD点之间距离的减小，相邻副栅之间的间距不断增大，从而进一步提高主栅上各个区域流密度的均匀性。
[0020]本技术的一种非等间距MBB晶硅太阳能电池的正面电极，包括主栅及与主栅垂直相连且平行间隔分布的副栅，其中主栅为数量大于等于6条的多主栅结构，且主栅平行均匀间隔分布，所述副栅采用上述非等间距副栅结构。
[0021]更进一步的，主栅上中间PAD点(俗称焊点)的宽度小于首尾PAD点(位于主栅两端，作为焊接的起点)的宽度，且中间PAD点和首尾PAD点的形状多设计为矩形，数量根据切片形式而定。
[0022]更进一步的，主栅连接线用于相邻两根主栅之间相互连接导通，且主栅连接线的宽度小于主栅宽度。
[0023]本技术的一种非等间距MBB晶硅太阳能电池，该电池正面的副栅采用上述副栅结构或者正面电极。以单晶P型PERC电池制备为例，来说明本技术的MBB晶硅太阳能
电池的生产工艺，具体工艺路线如下：
[0024]1.制绒：在单晶P型硅片双面进行碱制绒形成金字塔绒面结构。
[0025]2.扩散：制绒后的硅片在高温和通氧气条件下和三氯氧磷反应从而进行磷掺杂得到N型发射极构成太阳能电池的核心PN结，扩散后的薄层方块电阻在120
‑
200Ω/sq之间。
[0026]3.激光SE：将扩散过程中产生的富余磷硅玻璃作为磷源在正面栅线金属化区域进行激光掺杂，形成重扩区，方阻为75
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非等间距晶硅太阳能电池的正面副栅结构，其特征在于：所述副栅(2)与主栅(1)垂直相连且平行间隔分布，其中主栅(1)上设有间隔分布的PAD点，且相邻PAD点之间区域的副栅(2)与PAD点对应区域的副栅(2)非等间距设置。2.根据权利要求1所述的一种非等间距晶硅太阳能电池的正面副栅结构，其特征在于：相邻PAD点之间区域的副栅(2)间距d1小于PAD点对应区域的副栅(2)间距。3.根据权利要求1或2所述的一种非等间距晶硅太阳能电池的正面副栅结构，其特征在于：主栅(1)上相邻PAD点之间区域的副栅(2)、中间PAD点对应区域的副栅(2)以及首尾PAD点(3
‑
2)到电池片边缘区域的副栅(2)分别均匀间隔分布。4.根据权利要求3所述的一种非等间距晶硅太阳能电池的正面副栅结构，其特征在于：相邻PAD点之间区域的副栅(2)间距d1＜中间PAD点对应区域的副栅(2)间距d2＜首尾PAD点(3
‑
2)到电池片边缘区域的副栅(2)间距d3。5.根据权利要求4所述的一种非等间距晶硅太阳能电池的正面副栅结构，其特征在于：上述副栅间距d1、d2、d3满足以下计算公式：(n1‑
1)
×
d1+n1d＝D1(n2‑
1)
×
d2+n2d＝D2(n3‑
1)
×
d3+n3d＝D3其中，n1、n2、n3分别为相邻PAD点之间区域、中间PAD点对应区域以及首尾PAD点到电池片边缘区域的副栅数量，D1、D2、D3分别为相邻PAD点之间的距离、中间PAD点的长度以及首尾PAD点与主栅连接线(4)的总长，d为副栅线的宽度。6.根据权利要求5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：石鑫鑫，黄智，陈帅，郭熊鑫，白雪飞，马列，张家峰，姚骞，郭兴刚，蒋卫鹏，萧圣义，
申请(专利权)人：通威太阳能眉山有限公司，
类型：新型
国别省市：