背接触电池的电极结构、电池、组件以及电池系统转让专利
申请号 : CN202210168681.7
文献号 : CN114242810B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 王永谦 , 杨新强 , 陈刚
申请人 : 广东爱旭科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种背接触电池的电极结构,其特征在于,所述电极结构包括:用于收集第一极性区域的第一栅线;
用于收集第二极性区域的第二栅线;
设置在背接触电池靠近第一边缘的一侧并连接所述第一栅线的第一主栅;
第一pad点;
分别连接所述第一主栅和所述第一pad点的第一连接电极;
其中,所述第一pad点与所述第一边缘的距离大于所述第一主栅与所述第一边缘的距离。
2.如权利要求1所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第二栅线包括位于所述第一主栅与所述第一pad点之间的第一弯曲栅线,所述第一弯曲栅线分别朝向所述第一主栅和所述第一pad点弯曲并且均未与所述第一主栅和所述第一pad点接触,或者所述第一弯曲栅线朝向所述第一主栅弯曲并且未与所述第一主栅接触,或者所述第一弯曲栅线朝向所述第一pad点弯曲并且未与所述第一pad点接触。
3.如权利要求2所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第一弯曲栅线穿过至少一个所述第一栅线。
4.如权利要求2所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第一连接电极的中心线与所述第一pad点的中心线未处于同一直线上。
5.如权利要求2所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述电极结构还包括分别连接所述第一主栅和所述第一pad点的第三栅线,所述第三栅线邻近所述第一连接电极设置,所述第三栅线的宽度小于所述第一连接电极的宽度。
6.如权利要求1所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第二栅线在位于所述第一pad点的中心线的部分区域覆盖有第一绝缘材料。
7.如权利要求1所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第一主栅与所述第一边缘的距离为0.01mm至3mm。
8.如权利要求7所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第一pad点与所述第一边缘的距离为1mm至20mm。
9.如权利要求1至8任一项所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述电极结构还包括:
设置在背接触电池靠近第二边缘的一侧并连接所述第二栅线的第二主栅,所述第二边缘与所述第一边缘相互对立;
第二pad点;
分别连接所述第二主栅和所述第二pad点的第二连接电极;
其中,所述第二pad点与所述第二边缘的距离大于所述第二主栅与所述第二边缘的距离。
10.如权利要求9所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第一栅线包括位于所述第二主栅与所述第二pad点之间的第二弯曲栅线,所述第二弯曲栅线分别朝向所述第二主栅和所述第二pad点弯曲并且均未与所述第二主栅和所述第二pad点接触,或者所述第二弯曲栅线朝向所述第二主栅弯曲并且未与所述第二主栅接触,或者所述第二弯曲栅线朝向所述第二pad点弯曲并且未与所述第二pad点接触。
11.如权利要求10所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第二弯曲栅线穿过至少一个所述第二栅线。
12.如权利要求10所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第二连接电极的中心线与所述第二pad点的中心线处于同一直线上。
13.如权利要求10所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述电极结构还包括分别连接所述第二主栅和所述第二pad点的第四栅线,所述第四栅线邻近所述第二连接电极设置,所述第四栅线的宽度小于所述第二连接电极的宽度。
14.如权利要求9所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第一栅线在位于所述第二pad点的中心线的部分区域覆盖有第二绝缘材料。
15.如权利要求9所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第二主栅与所述第二边缘的距离为0.01mm至3mm。
16.如权利要求15所述的背接触电池的电极结构,其特征在于,所述第二pad点与所述第二边缘的距离为1mm至20mm。
17.一种背接触电池,其特征在于,所述背接触电池包括如权利要求1至16任一项所述的电极结构,所述电极结构设置在背接触电池的背光面。
18.一种背接触电池组件,其特征在于,所述背接触电池组件包括如权利要求17所述的背接触电池。
19.一种背接触电池系统,其特征在于,所述背接触电池系统包括如权利要求18所述的背接触电池组件。
说明书 :
背接触电池的电极结构、电池、组件以及电池系统
技术领域
背景技术
电极和基极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面,正面金属发射极
接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射遮挡,造成一部分光学损
失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右,减少金属电极的正面覆盖
可以直接提高电池的能量转化效率。
电极遮挡,从而有效增加了电池片的短路电流,同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低
串联电阻从而提高填充因子;并且这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高,而且看上去更
美观,同时全背电极的组件更易于装配。
成,故pad点1和汇流条2只能选择低温浆料,提高了成本,且采用低温浆料存在可靠性问题;
绝缘胶3为了形成良好的绝缘性,高度大约在30um,pad点1和汇流条2为了避免断线,高度需
要大于30um,这将导致需要使用高额浆料耗量,进一步提高了成本;另外绝缘胶3和部分浆
料存在粘贴性不佳等问题,这对量产化提出了极高的挑战。
硅片边缘,硅片边缘存在大量微裂缝,焊带焊接过程中会引起应力集中,导致发生裂片的问
题,降低了组件良率,且降低了组件可靠性。
计虽然解决了上述第1种设计和第2种设计存在的问题,但光生电子空穴需要扩散到异性区
域才能够形成有效收集,对于第3种设计而言,外侧的光生电子空穴需要横跨mm甚至cm级的
距离才能够到达异性区域,长距离扩散过程的复合损失会引起短路电流下降,且会增加串
阻,引起填充因子损失,导致光电转换性能非常差。
发明内容
述第一主栅和所述第一pad点接触,或者所述第一弯曲栅线朝向所述第一主栅弯曲并且未
与所述第一主栅接触,或者所述第一弯曲栅线朝向所述第一pad点弯曲并且未与所述第一
pad点接触。
接电极的宽度。
述第二主栅和所述第二pad点接触,或者所述第二弯曲栅线朝向所述第二主栅弯曲并且未
与所述第二主栅接触,或者所述第二弯曲栅线朝向所述第二pad点弯曲并且未与所述第二
pad点接触。
接电极的宽度。
印刷绝缘胶,第一pad点并非与第一主栅共同设在背接触电池的第一边缘,且光生电子空穴
无需横跨长距离才能够到达异性区域,从而电极结构能够提高可靠性、降低成本、提高产品
良率,且能够保证非常优良的光电转换效率。
附图说明
具体实施方式
不用于限定本发明。
性区域的电流,并通过第一pad点、第一连接电极,汇流到第一主栅,从而实现电流的收集。
电极结构无需大面积印刷绝缘胶,第一pad点并非与第一主栅共同设在背接触电池的第一
边缘,且光生电子空穴无需横跨长距离才能够到达异性区域,从而电极结构能够提高可靠
性、降低成本、提高产品良率,且能够保证非常优良的光电转换效率。
极性区域的极性也相反。例如,第一栅线10为正极栅线,用于收集正极区域的正极电流,则
第二栅线20为负极栅线,用于收集负极区域的负极电流;或者,第一栅线10为负极栅线,用
于收集负极区域的负极电流,则第二栅线20为正极栅线,用于收集正极区域的正极电流。其
中,正极栅线设于背接触电池的P型掺杂区,负极栅线设于背接触电池的N型掺杂区。
第一连接电极41和第一主栅51与第一栅线10极性相同。
线10和第二栅线20均水平于背接触电池的上边缘线和下边缘线。背接触电池实质上为矩
形,其中实质上为矩形的背接触电池可以是,例如正方形,也可以是另一种长方形,且可有
标准拐角、切割的拐角或修圆的拐角,其根据实际生产需要进行设置,在此不做具体限定。
同时其第一栅线10和第二栅线20的数量根据实际的背接触电池面积大小、第一栅线10和第
二栅线20的宽度及距离进行确定,在此不做具体限定。
的金属类型的栅线,例如第一栅线10和第二栅线20均选用铝栅线;或第一栅线10选用铝栅
线,第二栅线20选用银栅线。其中当第一栅线10或第二栅线20为铝栅线或者银栅线时,其通
过丝网印刷的方式将铝栅线或者银栅线印刷到背接触电池的掺杂区上;当第一栅线10或第
二栅线20为铜栅线时,其通过电镀或者蒸镀等方式镀在背接触电池的掺杂区上。
的最左侧与背接触电池最左侧的边缘的距离。
离为0.05mm、1mm、2mm、3mm,或者0.01mm至3mm的其他参数值。所述第一pad点31与所述第一
边缘的距离为1mm至20mm,此处指的是第一pad点31靠近第一边缘的边缘与第一边缘的距
离。例如,第一pad点31与第一边缘的距离为1mm、5mm、10mm、20mm,或者1mm至20mm的其他参
数值,但第一pad点31与第一边缘的距离大于第一主栅51与第一边缘的距离。
缘,则第一pad点31远离背接触电池的第一边缘。在收集电流过程中,第一栅线10收集第一
极性区域的电流,第一栅线10再将收集的电流传输到第一pad点31,再从第一pad点31通过
第一连接电极41传输到第一主栅51,完成对电流的收集。本发明的电极结构,比之于背景技
术的第1种电极图形设计,无需大面积印刷绝缘胶,则第一pad点31和第一主栅51可选择高
温浆料,降低了成本,且保证了可靠性,另外第一pad点31和第一主栅51的高度无需过高,则
降低了浆料耗量,而且由于无需大面积印刷绝缘胶,则不存在与部分浆料的粘贴性不佳的
问题,降低了量产化难度;比之于背景技术的第2种电极图形设计,第一主栅51位于背接触
电池的第一边缘,第一pad点31远离背接触电池的第一边缘,则可避免焊接过程应力集中的
问题,提高了组件良率,且提高了组件可靠性;比之于背景技术的第3种电极图形设计,光生
电子空穴无需横跨长距离即可到达异性区域,实现电流的收集,则充分保证了较高的光电
转换效率。
述第一pad点31弯曲并且均未与所述第一主栅51和所述第一pad点31接触,或者所述第一弯
曲栅线朝向所述第一主栅51弯曲并且未与所述第一主栅51接触,或者所述第一弯曲栅线朝
向所述第一pad点31弯曲并且未与所述第一pad点31接触。
栅线11与第一主栅连接栅线12相邻设置,且两者之间形成间隙,第一子弯曲栅线21穿过该
间隙,并分别朝向第一主栅51和第一pad点31弯曲,且均未与第一主栅51和第一pad点31接
触。在其他实现方式中,可省略设置第一pad点连接栅线11和/或第一主栅连接栅线12,但通
过设置第一pad点连接栅线11和/或第一主栅连接栅线12,能够更为均匀的布置栅线,避免
某一小部分区域无法实现电流收集。
栅线24穿过该间隙,并朝向第一主栅51弯曲,且未与第一主栅51接触。在其他实现方式中,
可增加设置pad点连接栅线,以实现栅线更为均匀的布置,避免某一小部分区域无法实现电
流收集。
弯曲栅线27穿过该间隙,并朝向第一pad点31弯曲,且未与第一pad点31接触。在其他实现方
式中,可增加设置主栅连接栅线,以实现栅线更为均匀的布置,避免某一小部分区域无法实
现电流收集。
栅线10的布置形成多个间隙,则第一弯曲栅线可依次穿过间隙,并在每次穿过间隙后,再形
成发散性延伸,从而进一步提高电流收集能力。
性。故将第一连接电极41的中心线偏离设置于第一pad点31的中心线,即第一连接电极41的
中心线偏离设置于第二栅线20的设置线,可实现第一连接电极41的中心线设于第一栅线10
的设置线上,第一连接电极41与第一栅线10的极性相同,从而达到邻近第一pad点31的区域
的相反极性的栅线更为均匀分布的目的,进一步提高电流收集能力。
设置,所述第三栅线18的宽度小于所述第一连接电极41的宽度。
41的区域设置第三栅线18,第三栅线18可与衬底接触,从而进一步提高电流收集能力。
62也可采用其他实现方式,只要能够达到绝缘目的即可。
且第一绝缘材料62是在第一pad点31和第一主栅51形成后进行制作,并不会影响第一pad点
31和第一主栅51的电极材料选型。
可与同极性的主栅设置在同一直线上。
的最左侧与背接触电池最左侧的边缘的距离。
离为0.05mm、1mm、2mm、3mm,或者0.01mm至3mm的其他参数值。所述第二pad点32与所述第二
边缘的距离为1mm至20mm,此处指的是第二pad点32靠近第二边缘的边缘与第二边缘的距
离。例如,第二pad点32与第二边缘的距离为1mm、5mm、10mm、20mm,或者1mm至20mm的其他参
数值,但第二pad点32与第二边缘的距离大于第二主栅52与第二边缘的距离。
缘,则第二pad点32远离背接触电池的第二边缘。在收集电流过程中,第二栅线20收集第二
极性区域的电流,第二栅线20再将收集的电流传输到第二pad点32,再从第二pad点32通过
第二连接电极42传输到第二主栅52,完成对电流的收集。在背接触电池的两端边缘,均设置
pad点、主栅以及分别连接pad点和主栅的连接电极,比之于背景技术的第1种电极图形设
计,无需大面积印刷绝缘胶,则pad点和主栅可选择高温浆料,降低了成本,且保证了可靠
性,另外pad点和主栅的高度无需过高,则降低了浆料耗量,而且由于无需大面积印刷绝缘
胶,则不存在与部分浆料的粘贴性不佳的问题,降低了量产化难度;比之于背景技术的第2
种电极图形设计,主栅位于背接触电池的边缘,pad点远离背接触电池的边缘,则可避免焊
接过程应力集中的问题,提高了组件良率,且提高了组件可靠性;比之于背景技术的第3种
电极图形设计,光生电子空穴无需横跨长距离即可到达异性区域,实现电流的收集,则充分
保证了较高的光电转换效率。
述第二pad点32弯曲并且均未与所述第二主栅52和所述第二pad点32接触,或者所述第二弯
曲栅线朝向所述第二主栅52弯曲并且未与所述第二主栅52接触,或者所述第二弯曲栅线朝
向所述第二pad点32弯曲并且未与所述第二pad点32接触。
栅线22与第三主栅连接栅线23相邻设置,且两者之间形成间隙,第四子弯曲栅线13穿过该
间隙,并分别朝向第二主栅52和第二pad点32弯曲,且均未与第二主栅52和第二pad点32接
触。在其他实现方式中,可省略设置第三pad点连接栅线22和/或第三主栅连接栅线23,但通
过设置第三pad点连接栅线22和/或第三主栅连接栅线23,能够更为均匀的布置栅线,避免
某一小部分区域无法实现电流收集。
栅线25与第四主栅连接栅线26相邻设置,且两者之间形成间隙,第五子弯曲栅线15穿过该
间隙,并朝向第二主栅52弯曲,且未与第二主栅52接触。在其他实现方式中,可省略设置第
四pad点连接栅线25和/或第四主栅连接栅线26,但通过设置第四pad点连接栅线25和/或第
四主栅连接栅线26,能够更为均匀的布置栅线,避免某一小部分区域无法实现电流收集。
弯曲栅线17穿过该间隙,并朝向第二pad点32弯曲,且未与第二pad点32接触。在其他实现方
式中,可增加设置主栅连接栅线,以实现栅线更为均匀的布置,避免某一小部分区域无法实
现电流收集。
栅线20的布置形成多个间隙,则第二弯曲栅线可依次穿过间隙,并在每次穿过间隙后,再形
成发散性延伸,从而进一步提高电流收集能力。
考图8,位于背接触电池的第一边缘,并未设置有第一弯曲栅线,而位于背接触电池的第二
边缘,设置有第二弯曲栅线,且第二弯曲栅线分别朝向第二主栅52和第二pad点32弯曲。
性。故将第二连接电极42的中心线与第二pad点32的中心线设置于同一直线上,可实现第二
连接电极42的中心线设于第二栅线20的设置线上,第二连接电极42与第二栅线20的极性相
同,从而达到邻近第二pad点32的区域的相反极性的栅线更为均匀分布的目的,进一步提高
电流收集能力。
第四栅线29的宽度小于所述第二连接电极42的宽度。
42的区域设置第四栅线29,第四栅线29可与衬底接触,从而进一步提高电流收集能力。
61也可采用其他实现方式,只要能够达到绝缘目的即可。
且第二绝缘材料61是在第二pad点32和第二主栅52形成后进行制作,并不会影响第二pad点
32和第二栅的电极材料选型。
极结构的边缘模型图。
图3方案 743.8 30.56 80.48 18.30 0.789
图4方案 744.2 40.82 82.26 24.99 0.120
图5至图9方案 744.5 42.19 83.26 26.15 0.003
问题,但性能大幅度降低,降低值达0.789%。如采取本发明图4方案,在兼容组件端良率以及
可靠性的情况下,效率损失缩减至0.12%。若采取本发明图5至图9的优化方案,则效率损失
可降低至0.003%,目前背接触电池转换效率测试重复性 ±0.05%,则此效率损失已低至不
~
可监测,可忽略不计。
触电池的第一边缘,则第一pad点31远离背接触电池的第一边缘。在收集电流过程中,第一
栅线10收集第一极性区域的电流,第一栅线10再将收集的电流传输到第一pad点31,再从第
一pad点31通过第一连接电极41传输到第一主栅51,完成对电流的收集。本发明的电极结
构,比之于背景技术的第1种电极图形设计,无需大面积印刷绝缘胶,则第一pad点31和第一
主栅51可选择高温浆料,降低了成本,且保证了可靠性,另外第一pad点31和第一主栅51的
高度无需过高,则降低了浆料耗量,而且由于无需大面积印刷绝缘胶,则不存在与部分浆料
的粘贴性不佳的问题,降低了量产化难度;比之于背景技术的第2种电极图形设计,第一主
栅51位于背接触电池的第一边缘,第一pad点31远离背接触电池的第一边缘,则可避免焊接
过程应力集中的问题,提高了组件良率,且提高了组件可靠性;比之于背景技术的第3种电
极图形设计,光生电子空穴无需横跨长距离即可到达异性区域,实现电流的收集,则充分保
证了较高的光电转换效率。
触电池的第一边缘,则第一pad点31远离背接触电池的第一边缘。在收集电流过程中,第一
栅线10收集第一极性区域的电流,第一栅线10再将收集的电流传输到第一pad点31,再从第
一pad点31通过第一连接电极41传输到第一主栅51,完成对电流的收集。本发明的电极结
构,比之于背景技术的第1种电极图形设计,无需大面积印刷绝缘胶,则第一pad点31和第一
主栅51可选择高温浆料,降低了成本,且保证了可靠性,另外第一pad点31和第一主栅51的
高度无需过高,则降低了浆料耗量,而且由于无需大面积印刷绝缘胶,则不存在与部分浆料
的粘贴性不佳的问题,降低了量产化难度;比之于背景技术的第2种电极图形设计,第一主
栅51位于背接触电池的第一边缘,第一pad点31远离背接触电池的第一边缘,则可避免焊接
过程应力集中的问题,提高了组件良率,且提高了组件可靠性;比之于背景技术的第3种电
极图形设计,光生电子空穴无需横跨长距离即可到达异性区域,实现电流的收集,则充分保
证了较高的光电转换效率。
触电池的第一边缘,则第一pad点31远离背接触电池的第一边缘。在收集电流过程中,第一
栅线10收集第一极性区域的电流,第一栅线10再将收集的电流传输到第一pad点31,再从第
一pad点31通过第一连接电极41传输到第一主栅51,完成对电流的收集。本发明的电极结
构,比之于背景技术的第1种电极图形设计,无需大面积印刷绝缘胶,则第一pad点31和第一
主栅51可选择高温浆料,降低了成本,且保证了可靠性,另外第一pad点31和第一主栅51的
高度无需过高,则降低了浆料耗量,而且由于无需大面积印刷绝缘胶,则不存在与部分浆料
的粘贴性不佳的问题,降低了量产化难度;比之于背景技术的第2种电极图形设计,第一主
栅51位于背接触电池的第一边缘,第一pad点31远离背接触电池的第一边缘,则可避免焊接
过程应力集中的问题,提高了组件良率,且提高了组件可靠性;比之于背景技术的第3种电
极图形设计,光生电子空穴无需横跨长距离即可到达异性区域,实现电流的收集,则充分保
证了较高的光电转换效率。