CN105552146A - 一种晶硅电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶硅电池，包括设置在电池片正面的正面电极，所述正面电极包括向侧边延伸的细栅线，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀。除此之外，本发明还提供了一种所述晶硅电池制造方法，应用于如上述所述的晶硅电池。所述晶硅电池以及晶硅电池制造方法，通过将电池片表面的细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀，使得在太阳光入射到电池片表面时，不会被细栅线遮挡，降低了在电池片的表面存在放入阴影区域面积，提高了电池片的接收阳光的面积，提高了对照射在电池片表面的阳光的利用率，提高了电池片的发电功率。

Description

一种晶硅电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及光伏组件领域，特别是涉及一种晶硅电池及其制造方法。

背景技术

典型晶硅电池包含有基板、表面结构粗糙化、P-N二极体、抗反射层、金属电极等五个部份，其中，金属电极包含电池正面和背面电极，而正面电极(亦即电池主栅线)还会往侧边伸展出一系列很细的金属手指，一般称为格子线(亦即电池细栅线)，金属电极主要作用是收集和引出电流。

一般而言，正面金属线会遮挡掉3～5％的入射光面积，金属材料一般为银合金，银浆通过丝网印刷技术吸附到基材上。经过丝网印刷后的硅片需经烧结炉快速烧结，形成几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的栅线。

细栅线截面一般呈矩形结构(实际为不规则的类似矩形的形状)，会有一定高度存在，当光线以一定入射角照到电池表面时，会有一定程度的阴影，称为阴影效应，随着太阳光线角度变化，电池阴影面积随之变化。并且细栅线的金属平面结构还会将入射光反射出去，从而降低单片电池总体效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶硅电池及其制造方法，提高了发电效率，提高了晶硅电池及光伏组件的功率。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种晶硅电池，包括设置在电池片正面的正面电极，所述正面电极包括向侧边延伸的细栅线，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀。

其中，还包括设置在所述细栅线表面的增反膜。

其中，所述增反膜为TiO₂薄膜或AlO薄膜。

其中，所述细栅线的表面镀设有银薄膜。

其中，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α：

α≤90°-β₀/2，其中β₀为盖板玻璃的全反射临界角。

其中，所述细栅线的纵截面为等腰三角形或等腰梯形。

其中，所述细栅线为宽度为50μm-55μm，高度为11μm-15μm的细栅线。

除此之外，本发明还提供了一种晶硅电池制造方法，应用于如上述任一项所述的晶硅电池，包括：

对完成烧结的电池片，进行丝网印刷；

在每一条所述电池片的细栅上印刷一层银浆；

在所述银浆还没完全凝固之前，使用一个倒V型的模具进行压制，在每条所述细栅上得到金字塔状结构。

本发明实施例所提供的晶硅电池及其制造方法，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明实施例提供了晶硅电池，包括设置在电池片正面的正面电极，所述正面电极包括向侧边延伸的细栅线，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀。

除此之外，本发明实施例还提供的所述晶硅电池制造方法，应用于如上述所述的晶硅电池，包括：

对完成烧结的电池片，进行丝网印刷；

在每一条所述电池片的细栅上印刷一层银浆；

在所述银浆还没完全凝固之前，使用一个倒V型的模具进行压制，在每条所述细栅上得到金字塔状结构。

所述晶硅电池以及晶硅电池制造方法，通过将电池片表面的细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀，使得在太阳光入射到电池片表面时，不会被细栅线遮挡，降低了在电池片的表面存在放入阴影区域面积，提高了电池片的接收阳光的面积，提高了对照射在电池片表面的阳光的利用率，提高了电池片的发电功率。

综上所述，本发明实施例所提供的晶硅电池以及晶硅电池制造方法，通过将电池片表面的细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀，提高了对照射在电池片表面的阳光的利用率，提高了电池片的发电功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的硅晶电池的俯视图结构示意图；

图2为现有技术中的晶硅电池的纵截面的接收太阳光的示意图；

图3为本发明实施例所提供的晶硅电池的一种具体实施方式中的纵截面的接收太阳光的示意图；

图4为本发明实施例所提供的晶硅电池的一种具体实施方式中的纵截面的接收太阳光的示意图；

图5为本发明实施例所提供的晶硅电池的制造方法的一种具体实施方式中的步骤示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中，如图1和图2所示的细栅线1截面一般呈矩形结构(实际为不规则的类似矩形的形状)，会有一定高度存在，当光线以一定入射角照到电池表面时，会有一定程度的阴影2，称为阴影效应，随着太阳光线角度变化，电池阴影面积随之变化。并且细栅线的金属平面结构还会将入射光反射出去，从而降低单片电池总体效率。

本发明的出发点是通过重新设计细栅线的结构，使得原来处于细栅线的阴影区域的电池片，可以吸收到太阳光，提高了电池片表面的吸收阳光的区域的利用率，将原来可能从细栅线反射回空中的阳光吸收，提高了太阳光吸收效率，提高了发电功率。

在本发明中可以是在原有的细栅线的基础上，将原有的细栅线与阴影区域同时设计为新的细栅线，或者将原细栅线截取一个三棱柱，使得阴影区域消失，为了不增大细栅线的电阻，一般选择前一种方式。

基于此，本发明实施例提供了一种晶硅电池，包括设置在电池片正面的正面电极，所述正面电极包括向侧边延伸的细栅线，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀。

除此之外，本发明还提供了一种所述晶硅电池制造方法，应用于如上述所述的晶硅电池，包括：

对完成烧结的电池片，进行丝网印刷；

在每一条所述电池片的细栅上印刷一层银浆；

在所述银浆还没完全凝固之前，使用一个倒V型的模具进行压制，在每条所述细栅上得到金字塔状结构

综上所述，本发明实施例提供的所述晶硅电池以及晶硅电池制造方法，通过将电池片表面的细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀，使得在太阳光入射到电池片表面时，不会被细栅线遮挡，降低了在电池片的表面存在放入阴影区域面积，提高了电池片的接收阳光的面积，提高了对照射在电池片表面的阳光的利用率，提高了电池片的发电功率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参考图3-4，图3为本发明的晶硅电池的实施例的一种具体实施方式中的纵截面的接收太阳光的示意图；图4为本发明的晶硅电池的实施例的一种具体实施方式中的纵截面的接收太阳光的示意图。

在一种具体方式中，所述晶硅电池，包括设置在电池片正面的正面电极，所述正面电极包括向侧边延伸的细栅线10，所述细栅线10的上侧边所在的平面与所述电池片表面20的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀。

所述晶硅电池，通过将电池片表面20的细栅线10的上侧边所在的平面与所述电池片表面20的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀，使得在太阳光入射到电池片表面20时，不会被细栅线10遮挡，降低了在电池片的表面存在放入阴影区域面积，提高了电池片的接收阳光的面积，提高了对照射在电池片表面20的阳光的利用率，提高了电池片的发电功率。

所述晶硅电池的表面，具有细栅线10的区域是无法吸收太阳光进行发电的，而是吸收太阳光转化为热量，提高晶硅电池表面的温度，为避免细栅线10过多吸收太阳光而导致晶硅电池的工作温度过高，所述晶硅电池一般还包括设置在所述细栅线10表面的增反膜，通过在细栅线10表面设置增反膜，提高了细栅线10表面对太阳光的反射能力，降低了晶硅电池的工作温度。

具体的，所述增反膜为TiO₂薄膜或AlO薄膜。

需要说明的是，本发明对所述增反膜及其厚度不做具体限定，需要根据工艺难度、工艺成本等综合考虑。

除了上述的在所述细栅线10的表面镀一层增反膜增加反射率外，还可以通过更换反射材料，将原有的低反射率的材料更换为反射率高的材料，如所述细栅线10的表面镀设有银薄膜，由于银的反射率高于细栅线10的反射率，镀设在所述细栅线10的表面，提高了细栅线10表面对阳光的反射率。需要说明的是，本发明还可以在所述细栅线10的表面镀设其它的强反射的材料，本发明不做限定。同样本发明中细栅线10表面的银除了通过电镀外，还可以通过刷银浆的方式获得，本发明对在所述细栅线10表面的银的设置方式以及厚度不做限定。

而照射在所述细栅线10表面的一部分阳光如果直接反射会空中，就有一些浪费了。由于照射到细栅线10表面的阳光经过细栅线10的反射，返回空气的过程中，一定会经过覆盖在晶硅电池片的电池片表面20的盖板玻璃30，如果能够在盖板玻璃30的表面发生全反射，还会返回晶硅电池片的表面，也就增加了照射在晶硅电池片的有效区域的太阳光能量，提高了照射在晶硅电池表面的太阳光的利用率，提高发电功率，因此，所述细栅线10的上侧边所在的平面与所述电池片表面20的垂直方向的夹角α：

α≤90°-β₀/2，其中β₀为盖板玻璃30的全反射临界角。

由于现有技术中的细栅线10的横截面为矩形，只要将其一侧设置为斜面，即可能够减少阴影区域的面积，如果只有细栅线10的一侧设置为斜面，那么在安装晶硅电池时需要注意安装方向，或者在晶硅电池的表面设置标记，而细栅线10的的宽度一般不到0.1mm，肉眼辨认非常麻烦，而在晶硅电池的表面制作组装标记，需要占用一定的面积，减少有效的发电面积，因此，所述细栅线10的纵截面为等腰三角形或等腰梯形，这样细栅线10的两侧具有斜面，就不存在安装方向的问题，同时增加一个斜面，还会增加反射到盖板玻璃30的入射角，在将其设计为大于等于盖板玻璃30的全反射临界角之后，增加反射到晶硅电池表面的阳光能量，提高发电功率。

一般晶硅电池片中，所述细栅线10为宽度为50μm-55μm，高度为11μm-15μm的细栅线10。需要说明的是，本发明对所述细栅线10的宽度和高度不做限定，需要根据实际的规格设定。

硅晶电池片相当于二次印刷，增加了细栅线10的截面积，使得细栅线10电阻减小，降低了晶硅电池的电流损耗，即增加了硅晶电池的发电效率。

除此之外，本发明还提供了一种晶硅电池的制作方法，应用于如上述任一项所述的晶硅电池，包括：

步骤10，对完成烧结的电池片，进行丝网印刷；

步骤20，在每一条所述电池片的细栅上印刷一层银浆；

步骤30，在所述银浆还没完全凝固之前，使用一个倒V型的模具进行压制，在每条所述细栅上得到金字塔状结构。

综上所述，本发明实施例所述的晶硅电池以及晶硅电池的制造方法，通过将电池片表面的细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀，使得在太阳光入射到电池片表面时，不会被细栅线遮挡，降低了在电池片的表面存在放入阴影区域面积，提高了电池片的接收阳光的面积，提高了对照射在电池片表面的阳光的利用率，提高了电池片的发电功率，硅晶电池片相当于二次印刷，增加了细栅线的截面积，使得细栅线电阻减小，降低了晶硅电池的电流损耗，即增加了硅晶电池的发电效率。

以上对本发明所提供的晶硅电池以及晶硅电池的制造方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种晶硅电池，包括设置在电池片正面的正面电极，其特征在于，所述正面电极包括向侧边延伸的细栅线，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α大于等于太阳光的入射角α₀。

2.如权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于，还包括设置在所述细栅线表面的增反膜。

3.如权利要求2所述的晶硅电池，其特征在于，所述增反膜为TiO₂薄膜或AlO薄膜。

4.如权利要求1所述的晶硅电池，其特征在于，所述细栅线的表面镀设有银薄膜。

5.如权利要求2或4所述的晶硅电池，其特征在于，所述细栅线的上侧边所在的平面与所述电池片表面的垂直方向的夹角α：

α≤90°-β₀/2，其中β₀为盖板玻璃的全反射临界角。

6.如权利要求5所述的晶硅电池，其特征在于，所述细栅线的纵截面为等腰三角形或等腰梯形。

7.如权利要求6所述的晶硅电池，其特征在于，所述细栅线为宽度为50μm-55μm，高度为11μm-15μm的细栅线。

8.一种晶硅电池制造方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的晶硅电池，包括：

对完成烧结的电池片，进行丝网印刷；

在每一条所述电池片的细栅上印刷一层银浆；

在所述银浆还没完全凝固之前，使用一个倒V型的模具进行压制，在每条所述细栅上得到金字塔状结构。