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太陽(yáng)能電池及其電極

1134   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:隆基綠能科技股份有限公司  
2024-02-22 10:28:21
權(quán)利要求書(shū): 1.一種太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述電極包括相交的集電電極和匯流電極,所述集電電極上任意點(diǎn)的寬度為5μm~30μm;所述集電電極和匯流電極的電阻率均小于或等?6于3×10 Ω·cm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述集電電極上任意點(diǎn)的寬度為10μm~20μm;所述匯流電極上任意點(diǎn)的寬度為30μm~400μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述集電電極和匯流電極的材料包括銀、鋁、銅中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述集電電極上任意點(diǎn)的厚度與寬度之比為0.2~2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,每條所述集電電極包括連續(xù)的第一段、第二段和第三段,所述第二段位于所述第一段和第三段之間,每條所述集電電極的第二段的長(zhǎng)度占所述集電電極總長(zhǎng)度的75%~85%;

每條所述集電電極的第二段的寬度誤差小于或等于10%;

所述寬度誤差,是指所述集電電極上任意位置處的寬度與該位置所在段的寬度平均值之間的差值,占該段的寬度平均值的百分比。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,每條所述集電電極的第二段的寬度誤差小于或等于8%。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,每條所述集電電極整條的寬度誤差小于或等于10%。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述集電電極的寬度處處相等,所述匯流電極的寬度處處相等。

9.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述集電電極的橫截面形狀為三角形;

或者,所述集電電極的橫截面形狀為梯形、且所述集電電極的頂面為弧面。

10.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,沿著所述集電電極的長(zhǎng)度方向,所述集電電極的側(cè)面與電池片之間具有夾角。

11.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,沿著同一軌跡的相鄰集電電極之間具有空隙,所述空隙的長(zhǎng)度為400μm~2000μm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池的電極,其特征在于,所述電極在掩膜版粘貼到電池片之后,采用濺射、蒸鍍或沉積工藝制作得到。

13.一種太陽(yáng)能電池,其特征在于,包括權(quán)利要求1~12任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池的電極。

說(shuō)明書(shū): 一種太陽(yáng)能電池及其電極技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種太陽(yáng)能電池及其電極。背景技術(shù)[0002] 太陽(yáng)能電池主要包括電池片和電極。電池片吸收太陽(yáng)光,轉(zhuǎn)換為電能。電極將電池片產(chǎn)生的電流輸出到外電路。[0003] 當(dāng)采用絲網(wǎng)印刷的方式在電池片上制作電極,所使用的銀漿電阻率一般在4×10?6?6

Ω·cm~8×10 Ω·cm。為了確保制作的電極電阻不會(huì)太大,絲網(wǎng)印刷工藝需要制作橫截

面積較大的電極。由于銀漿的流動(dòng)性較強(qiáng),一般制作的集電電極寬度較大(目前寬度的最小極限在30μm)。這種較寬的集電電極會(huì)對(duì)太陽(yáng)光線產(chǎn)生遮擋,導(dǎo)致電池片的吸光率較低??梢?jiàn),寬度較大的集電電極,會(huì)降低吸光率,降低太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能電池及其電極,以提供寬度較小的集電電極。[0005] 第一方面,本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池的電極。該電極包括相交的匯流電極和集電電極,集電電極上任意點(diǎn)的寬度為5μm~30μm;集電電極和匯流電極的電阻率均小于或等?6

于3×10 Ω·cm。

[0006] 采用上述技術(shù)方案時(shí),電極所包括的集電電極上任意點(diǎn)的寬度為5μm~30μm。與絲網(wǎng)印刷方式制作的30μm寬度以上的集電電極相比,本發(fā)明集電電極的寬度較小。鑒于集電電極的寬度較小,可以很大程度上減少對(duì)太陽(yáng)光的遮擋,使得較多的太陽(yáng)光能夠入射到電池片中,進(jìn)而可以提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率。與此同時(shí),集電電極和匯流電極?6

的電阻率均小于或等于3×10 Ω·cm,也就是說(shuō)集電電極和匯流電極的材料導(dǎo)電性能較

?6 ?6

好?,F(xiàn)有技術(shù)中,絲網(wǎng)印刷的銀漿的電阻率一般在4×10 Ω·cm~8×10 Ω·cm。本發(fā)明

與絲網(wǎng)印刷相比,一方面,可以制作寬度較小的集電電極(寬度為5μm~30μm),減少遮光。另一方面,由于本發(fā)明集電電極電阻率的較小,在相同寬度的情況下,本發(fā)明集電電極的厚度僅需絲網(wǎng)印刷集電電極的0.375~0.75,即可達(dá)到相同的導(dǎo)電效果,從而可以降低集電電極的厚度。此時(shí),不僅可以降低制作集電電極的工藝難度、提高制作效率,而且可以節(jié)約材料,減少因電極施加給電池片的應(yīng)力,進(jìn)而減少電池片隱裂。綜上可見(jiàn),本發(fā)明提供的電極,不僅可以提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率,而且可以降低制作集電電極的工藝難度,

提高制作效率,節(jié)約材料,減少隱裂。

[0007] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,集電電極上任意點(diǎn)的寬度為10μm~20μm。與現(xiàn)有技術(shù)中的集電電極尺寸相比,本發(fā)明寬度明顯減小,可以在現(xiàn)有電池轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的提升。匯流電極上任意點(diǎn)的寬度為30μm~400μm。

[0008] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,集電電極和匯流電極的材料包括銀、鋁、銅中的一種或多種。此時(shí),集電電極和匯流電極的材料的導(dǎo)電性能較好。

[0009] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,集電電極上任意點(diǎn)的厚度與寬度之比為0.2~2。此時(shí),可以形成又窄又高的集電電極,進(jìn)而在確保寬度較小的情況下,形成橫截面積較大的集電電極,便于降低集電電極的電阻,提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率。并且,本發(fā)明這種又窄又高的集電電極,可以對(duì)太陽(yáng)光起到一定的反射作用,進(jìn)而可以提高電池片對(duì)太陽(yáng)光的吸收率。另外,該范圍的厚寬比可以確保電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免長(zhǎng)時(shí)間使用后,電極出現(xiàn)倒塌的問(wèn)題。

[0010] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,每條集電電極包括連續(xù)的第一段、第二段和第三段,第二段位于第一段和第三段之間,每條集電電極的第二段的長(zhǎng)度占集電電極總長(zhǎng)度的75%~85%;每條集電電極的第二段的寬度誤差小于或等于10%;寬度誤差,是指集電電極上任意位置

處的寬度與該位置所在段的寬度平均值之間的差值,占該段的寬度平均值的百分比。此時(shí),集電電極的第二段的寬度誤差較小,也就是集電電極的主體部分的寬度誤差較小,寬度較

為一致,可以減少集電電極的電阻及應(yīng)力突變,確保每條集電電極的應(yīng)力及電阻恒定。

[0011] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,每條集電電極的第二段的寬度誤差小于或等于8%。此時(shí),集電電極的寬度誤差進(jìn)一步減小,可以進(jìn)一步提高集電電極的精度,確保集電電極應(yīng)力及電

阻恒定。

[0012] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,每條集電電極整條的寬度誤差小于或等于10%。此時(shí),每條集電電極不僅主體部分(第二段),整條集電電極的寬度誤差均較小。也就是,整條集電電極的寬度較為一致。[0013] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,集電電極的寬度處處相等。此時(shí),在集電電極的厚度不變的情況下,寬度處處相等可以確保集電電極各處的電阻、應(yīng)力保持一致,從而可以避免過(guò)多的電流損壞和應(yīng)力不均。匯流電極的寬度處處相等。此時(shí),在匯流電極的厚度不變的情況下,寬度處處相等可以確保匯流電極各處的電阻、應(yīng)力保持一致,從而可以避免過(guò)多的電流損壞和應(yīng)力不均。

[0014] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,集電電極的橫截面形狀為三角形。此時(shí),三角形的集電電極對(duì)入射太陽(yáng)光具有折射作用,從而可以使集電電極具有陷光功能,提高太陽(yáng)光的吸收率。[0015] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,集電電極的橫截面形狀為梯形、且集電電極的頂面為弧面。此時(shí),集電電極各處的寬度變化較小,材料覆蓋性較好,可以避免出現(xiàn)虛柵等問(wèn)題。[0016] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,沿著集電電極的長(zhǎng)度方向,集電電極的側(cè)面與電池片之間具有夾角。此時(shí),集電電極的側(cè)面相對(duì)于電池片是傾斜的。該集電電極的傾斜側(cè)面,可以起到支撐集電電極的作用,提高集電電極的穩(wěn)定性。尤其是當(dāng)集電電極又窄又厚時(shí),其穩(wěn)固性相對(duì)較差,傾斜的側(cè)面可以輔助固定集電電極,提高其穩(wěn)固性,減少集電電極倒塌的幾率。

[0017] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,沿著同一軌跡的相鄰集電電極之間具有空隙,空隙的長(zhǎng)度為400μm~2000μm。

[0018] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,電極位于具有絨面的電池片上。此時(shí),寬度較小的集電電極與絨面相結(jié)合,在減少遮光的同時(shí),結(jié)合絨面的陷光功能,可以進(jìn)一步提高電池片的吸光率。[0019] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中,電極在掩膜版粘貼到電池片之后,采用濺射、蒸鍍或沉積工藝制作得到。此時(shí),這些制作工藝可以同時(shí)形成匯流電極和集電電極,無(wú)需分先后兩道工序制作匯流電極和集電電極。并且,采用這些工藝制作電極的過(guò)程中,電極材料以分子狀層層堆積。電極形成過(guò)程中,材料流動(dòng)性較小,便于形成又窄又高的集電電極,并且可以提高電極尺寸的精度。[0020] 第二方面,本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池。該太陽(yáng)能電池包括第一方面或第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式所描述的太陽(yáng)能電池的電極。

[0021] 第二方面提供的太陽(yáng)能電池的有益效果,可以參考第一方面或第一方面任一實(shí)現(xiàn)方式描述的太陽(yáng)能電池的電極的有益效果,在此不再贅言。

附圖說(shuō)明[0022] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本發(fā)明的一部分,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:

[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電極結(jié)構(gòu)及測(cè)量點(diǎn)位示意圖;[0024] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的匯流電極的橫截面示意圖;[0025] 圖3a和圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的集電電極的橫截面示意圖;[0026] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的集電電極與電池片的位置關(guān)系示意圖;[0027] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的集電電極在掃描電鏡下的二維結(jié)構(gòu)示意圖;[0028] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的集電電極在掃描電鏡下的三維結(jié)構(gòu)示意圖一;[0029] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的集電電極在掃描電鏡下的三維結(jié)構(gòu)示意圖二;[0030] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的匯流電極在掃描電鏡下的二維結(jié)構(gòu)示意圖;[0031] 圖9a為本發(fā)明實(shí)施例提供的匯流電極與集電電極交匯處在掃描電鏡下的三維結(jié)構(gòu)示意圖;

[0032] 圖9b為本發(fā)明實(shí)施例提供的匯流電極與集電電極交匯處在掃描電鏡下的二維結(jié)構(gòu)示意圖。

[0033] 圖1~圖9b中,10?匯流電極,20?集電電極,30?電池片,50?掩膜版。具體實(shí)施方式[0034] 為了便于清楚描述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,在本發(fā)明的實(shí)施例中,采用了“第一”、“第二”等字樣對(duì)功能和作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不對(duì)數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定,并且“第一”、“第二”等字樣也并不限定一定不同。

[0035] 需要說(shuō)明的是,本發(fā)明中,“示例性的”或者“例如”等詞用于表示作例子、例證或說(shuō)明。本發(fā)明中被描述為“示例性的”或者“例如”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)方案不應(yīng)被解釋為比其他實(shí)施例或設(shè)計(jì)方案更優(yōu)選或更具優(yōu)勢(shì)。確切而言,使用“示例性的”或者“例如”等詞旨在以具體方式呈現(xiàn)相關(guān)概念。[0036] 本發(fā)明中,“至少一個(gè)”是指一個(gè)或者多個(gè),“多個(gè)”是指兩個(gè)或兩個(gè)以上。“和/或”,描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系,表示可以存在三種關(guān)系,例如,A和/或B,可以表示:?jiǎn)为?dú)存在A,同時(shí)存在A和B,單獨(dú)存在B的情況,其中A,B可以是單數(shù)或者復(fù)數(shù)。字符“/”一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。“以下至少一項(xiàng)(個(gè))”或其類(lèi)似表達(dá),是指的這些項(xiàng)中的任意組合,包括單項(xiàng)(個(gè))或復(fù)數(shù)項(xiàng)(個(gè))的任意組合。例如,a,b或c中的至少一項(xiàng)(個(gè)),可以表示:a,b,c,a和b的結(jié)合,a和c的結(jié)合,b和c的結(jié)合,或a、b和c的結(jié)合,其中a,b,c可以是單個(gè),也可以是多個(gè)。[0037] 在制作太陽(yáng)能電池的過(guò)程中,在電池片上制作電極是重要的環(huán)節(jié)。制作電極的工藝有多種。當(dāng)采用絲網(wǎng)印刷的方式在電池片上制作電極時(shí),所使用的銀漿電阻率一般在4×

?6 ?6

10 Ω·cm~8×10 Ω·cm。為了確保制作的電極電阻不會(huì)太大,絲網(wǎng)印刷工藝需要制作

橫截面積較大的電極。由于銀漿的流動(dòng)性較強(qiáng),一般制作的集電電極寬度較大(目前寬度最小極限在30μm)。這種較寬的集電電極會(huì)對(duì)太陽(yáng)光線產(chǎn)生遮擋,導(dǎo)致電池片的吸光率較低。

[0038] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明實(shí)施例提供一種太陽(yáng)能電池的電極。如圖1所示,該電極位于太陽(yáng)能電池的電池片30上。該電極包括相交的匯流電極10和集電電極20,集電

電極20上任意點(diǎn)的寬度為5μm~30μm;集電電極20和匯流電極10的電阻率均小于或等于3×?6

10 Ω·cm。應(yīng)理解,本發(fā)明實(shí)施例中,厚度是指垂直電池片30的方向上的長(zhǎng)度;寬度是指匯流電極10或集電電極20在電池片30上的正投影圖案的較小邊長(zhǎng)的最大尺寸;長(zhǎng)度是指匯流

電極10或集電電極20在電池片30上的正投影圖案的較大邊長(zhǎng),也就是匯流電極10或集電電

極20的延伸長(zhǎng)度。橫截面是指垂直匯流電極10或集電電極20的長(zhǎng)度方向進(jìn)行剖切所得到切

面。

[0039] 基于上述電極結(jié)構(gòu)可知,電極所包括的集電電極20上任意點(diǎn)的寬度為5μm~30μm。與絲網(wǎng)印刷方式制作的30μm寬度以上的集電電極20相比,本發(fā)明集電電極20的寬度較小。

鑒于集電電極20的寬度較小,可以很大程度上減少對(duì)太陽(yáng)光的遮擋,使得較多的太陽(yáng)光能

夠入射到電池片30中,進(jìn)而可以提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率。與此同時(shí),集電電?6

極20和匯流電極10的電阻率均小于或等于3×10 Ω·cm,也就是說(shuō)集電電極20和匯流電極

?6

10的材料導(dǎo)電性能較好?,F(xiàn)有技術(shù)中,絲網(wǎng)印刷的銀漿的電阻率一般在4×10 Ω·cm~8×

?6

10 Ω·cm。本發(fā)明與絲網(wǎng)印刷相比,一方面,可以制作寬度較小的集電電極20(寬度為5μm~30μm),減少遮光。另一方面,由于本發(fā)明集電電極20電阻率的較小,在相同寬度的情況下,本發(fā)明集電電極20的厚度僅需絲網(wǎng)印刷集電電極的0.375~0.75,即可達(dá)到相同的導(dǎo)電效果,從而可以降低集電電極20的厚度。此時(shí),不僅可以降低制作集電電極20的工藝難度、提高制作效率,而且可以節(jié)約材料,減少因電極施加給電池片30的應(yīng)力,進(jìn)而減少電池片30?6

隱裂。例如,采用電阻率為6×10 Ω·cm的銀漿絲網(wǎng)印刷集電電極20時(shí),制作相同寬度的集

電電極20,如果絲網(wǎng)印刷的集電電極20厚度為20μm,本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行制作10μm厚度的集電電極20即可達(dá)到同樣的導(dǎo)電效果。綜上可見(jiàn),本發(fā)明提供的電極,不僅可以提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率,而且可以節(jié)約材料,減少隱裂。

[0040] 如圖1、圖5?圖7所示,上述電極位于太陽(yáng)能電池的電池片30上。具體的,如圖7所示,電極可以位于具有絨面的電池片30上。此時(shí),寬度較小的集電電極20與絨面相結(jié)合,在減少遮光的同時(shí),結(jié)合絨面的陷光功能,可以提高電池片30的吸光率。在實(shí)際應(yīng)用中,電池片30具有光電轉(zhuǎn)換功能,可以為晶體硅電池片,也可以為非晶硅電池片。在實(shí)際應(yīng)用中,多條集電電極20可以陣列化的分布在電池片30上,多條匯流電極10可以垂直的與集電電極20相交。

[0041] 如圖2和圖3所示,制作上述電極的方式可以采用圖案化的掩膜版50來(lái)實(shí)現(xiàn),圖案化的內(nèi)容為掩膜版50上具有多條狹縫。具體的,該電極在掩膜版50粘貼到電池片30之后,采用濺射、蒸鍍或沉積工藝制作得到。此時(shí),這些制作工藝可以同時(shí)形成匯流電極10和集電電極20,無(wú)需分先后兩道工序制作匯流電極10和集電電極20。并且,采用這些工藝制作電極的過(guò)程中,電極材料以分子狀層層堆積。電極形成過(guò)程中,材料流動(dòng)性較小,便于形成又窄又高的集電電極20,并且可以提高電極尺寸的精度。

[0042] 在實(shí)際應(yīng)用中,掩膜版50可以為包括基膜和膠層的掩膜版50?;ぐǜ叻肿颖∧?。高分子膜的材料可以為高分子聚合物。具體的,高分子聚合物包括但不限于:聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烴薄膜(PO)、聚酰亞胺(PI)、聚氯乙烯(PC)、雙向拉伸聚丙烯

(BOPP)等中的一種或多種。進(jìn)一步的,膠層的材料包括但不限于:硅膠、亞克力膠、聚氨酯、橡膠、聚異丁烯等中的一種或多種。

[0043] 在掩模版50上形成狹縫的方式可以為激光開(kāi)槽方式。具體的,在掩模版50上,可以使用脈沖寬度在皮秒或飛秒量級(jí)的超快脈沖激光,還可以使用脈沖寬度在微秒或納秒量級(jí)的短脈沖激光對(duì)掩膜版50進(jìn)行開(kāi)槽,激光貫穿掩模版50的基膜和膠層,形成狹縫。

[0044] 在實(shí)際應(yīng)用中,可以預(yù)先在掩模版50上規(guī)劃狹縫的坐標(biāo)位置,然后利用脈沖寬度在皮秒或飛秒量級(jí)的超快脈沖激光,或者脈沖寬度在微秒或納秒量級(jí)的短脈沖激光在規(guī)劃

的狹縫的坐標(biāo)位置進(jìn)行劃線開(kāi)槽,形成狹縫,獲得圖案化的掩膜版50。

[0045] 這里需要說(shuō)明的是,結(jié)合上面的描述,上述掩模版50需要設(shè)計(jì)成在某個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具備較高的吸收率,以在采用例如激光等光源對(duì)掩模版50進(jìn)行圖案化處理的過(guò)程中,掩

模版50可以高效吸收激光等光源的能量,提升能量利用效率和圖案化精度,具體需要按照

使用的光源設(shè)計(jì)。

[0046] 示例性的,制作電極時(shí),可以將由PET膜和硅膠層組成的、具有多條狹縫圖案的掩膜版50對(duì)準(zhǔn)設(shè)置在電池片30的正面,因?yàn)楣枘z層具有粘性,掩膜版50可以粘附在電池片的

正面上,然后利用電極材料采用濺射、蒸鍍或沉積工藝制作電極。在此過(guò)程中,一部分電極材料穿過(guò)掩膜版50所具有的狹縫落到電池片上,形成集電電極20和匯流電極10,另一部電

極材料落在掩膜版50上,隨后和掩膜版50一起被去除,最終形成沉積在電池片30正面的集

電電極20和匯流電極10。

[0047] 上述集電電極20和匯流電極10的電阻率均小于或等于3×10?6Ω·cm。也就是說(shuō),?6

只要材料電阻率不高于3×10 Ω·cm的金屬均可以作為集電電極20和匯流電極10的材料。

?6 ?6

例如,集電電極20和匯流電極10的電阻率可以為3×10 Ω·cm、2.8×10 Ω·cm、2.6×10

?6 ?6 ?6 ?6 ?6 ?6

Ω·cm、2.4×10 Ω·cm、2.2×10 Ω·cm、2×10 Ω·cm、1.8×10 Ω·cm、1.6×10

?6 ?6 ?6

Ω·cm、1.5×10 Ω·cm、1.3×10 Ω·cm、1×10 Ω·cm等。

[0048] 具體的,集電電極20和匯流電極10的材料可以包括銀、鋁、銅中的一種或多種,且不僅限于此,比如還可以包括鎳、鉻、錫、鈦中的一種或多種。此時(shí),集電電極20和匯流電極10的材料的導(dǎo)電性能較好。例如,集電電極20的厚度為10μm,與電池片30表面垂直方向,即沿著遠(yuǎn)離電池片30的方向,從電池片30表面開(kāi)始向上延伸,0?1μm為銀材料層,1.1μm?9μm為鋁材料層,9.1μm?10μm為銅材料層。當(dāng)然,集電電極20和匯流電極10也可以為單一材料。又例如,匯流電極10的厚度為15μm,與電池片30表面垂直方向,即沿著遠(yuǎn)離電池片30的方向,從電池片30表面開(kāi)始向上延伸,0?1μm為鎳材料層,1.1μm?12μm為鋁材料層,12.1μm?15μm為銅材料層。又例如,集電電極20的厚度為20μm,與電池片30表面垂直方向,即沿著遠(yuǎn)離電池片30的方向,從電池片30表面開(kāi)始向上延伸,0?3.5μm為鉻材料層,3.6μm?15.5μm為銅材料層,15.6μm?20μm為銀材料層。

[0049] 如圖5?7所示,上述集電電極20上任意點(diǎn)的寬度可以為5μm~30μm,厚度可以為5μm~20μm。優(yōu)選的,集電電極20上任意點(diǎn)的寬度可以為10μm~20μm,厚度可以為8μm~12μm。示例性的,集電電極20上任意點(diǎn)的寬度可以為5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、17μm、20μm、24μm、26μm、29μm、30μm等。集電電極20上任意點(diǎn)的厚度可以為5μm、6μm、7μm、8μm、10μm、11μm、12μm、13μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm等。與現(xiàn)有技術(shù)中絲網(wǎng)印刷的集電電極20尺寸相比,本發(fā)明實(shí)施例寬度明顯減小,可以在現(xiàn)有電池轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率的提升。

[0050] 如圖8所示,上述匯流電極10上任意點(diǎn)的寬度D可以為30μm~400μm,厚度可以為3.4μm~29.4μm。示例性的,匯流電極10上任意點(diǎn)的寬度D可以為30μm、50μm、100μm、130μm、

150μm、170μm、200μm、250μm、270μm、300μm、330μm、360μm、370μm、390μm、400μm等。匯流電極

10上任意點(diǎn)的厚度可以為3.4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、13μm、15μm、17μm、19μm、20μm、24μm、25μm、27μm、28μm、29μm、29.4μm等。

[0051] 如圖1、圖6和圖7所示,集電電極20上任意點(diǎn)的厚度與寬度之比為0.2?2。此時(shí),可以形成又窄又高的集電電極20,進(jìn)而在確保寬度較小的情況下,形成橫截面積較大的集電電極20,便于降低集電電極20的電阻,提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率。并且,本發(fā)明這種又窄又高的集電電極20,可以對(duì)太陽(yáng)光起到一定的反射作用,進(jìn)而可以提高電池片

30對(duì)太陽(yáng)光的吸收率。另外,該范圍的厚寬比可以確保電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免長(zhǎng)時(shí)間使用后,電極出現(xiàn)倒塌的問(wèn)題。示例性的,集電電極20上任意點(diǎn)的厚度與寬度之比可以為0.2、

0.22、0.25、0.28、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、

2等。

[0052] 在實(shí)際應(yīng)用中,每條集電電極20包括連續(xù)的第一段、第二段和第三段,第二段位于第一段和第三段之間,每條集電電極20的第二段的長(zhǎng)度占集電電極20總長(zhǎng)度的75%~85%;每條集電電極20的第二段的寬度誤差小于或等于10%;寬度誤差,是指集電電極20上任意位置處的寬度與該位置所在段的寬度平均值之間的差值,占該段的寬度平均值的百分

比。此時(shí),集電電極20的第二段的寬度誤差較小,也就是集電電極20的主體部分的寬度誤差較小,寬度較為一致,可以減少集電電極20的電阻及應(yīng)力突變,確保每條集電電極20的應(yīng)力及電阻恒定。例如,每條集電電極20的第二段的寬度誤差可以為10%、9%、8%、7%、6%、

5%、4%、3%、2%、1%、0%等。

[0053] 進(jìn)一步的,每條集電電極20的第二段的寬度誤差小于或等于8%。此時(shí),集電電極20的寬度誤差進(jìn)一步減小,可以進(jìn)一步提高集電電極20的精度,確保集電電極20應(yīng)力及電

阻恒定。

[0054] 進(jìn)一步的,每條集電電極20整條的寬度誤差小于或等于10%。此時(shí),每條集電電極20不僅主體部分(第二段),整條集電電極20的寬度誤差均較小。也就是,整條集電電極20的寬度較為一致。例如,每條集電電極20整條的寬度誤差可以為10%、9%、8.5%、8%、7.5%、

7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0%等。

[0055] 進(jìn)一步的,如圖1所示,上述集電電極20的寬度可以處處相等。具體的,整條集電電極20,其寬度始終保持一致,尤其是靠近匯流電極10處的集電電極20寬度與其他部位相同,不會(huì)變窄。此時(shí),在集電電極20的厚度不變的情況下,寬度處處相等可以確保集電電極20各處的電阻、應(yīng)力保持一致,從而可以避免過(guò)多的電流損壞和應(yīng)力不均。匯流電極10的寬度處處相等。具體的,整條匯流電極10的寬度始終保持一致,尤其是與集電電極20交匯處的寬度與其他部位相同,不會(huì)變窄。此時(shí),在匯流電極10的厚度不變的情況下,寬度處處相等可以確保匯流電極10各處的電阻、應(yīng)力保持一致,從而可以避免過(guò)多的電流損壞和應(yīng)力不均。[0056] 具體的,如圖1所示,選取圖1所示的電池片30上的3個(gè)匯流電極10(A1、A2和A3),測(cè)量每個(gè)匯流電極10上的10個(gè)點(diǎn)位的寬度。沿長(zhǎng)度方向,每條匯流電極10的10個(gè)點(diǎn)位均勻分布于匯流電極10上。

[0057] 如圖1所示,選取圖1所示的電池片30上的3個(gè)集電電極20(B1、B2和B3),測(cè)量每個(gè)集電電極20上的的10個(gè)點(diǎn)位的寬度,每個(gè)集電電極10的10個(gè)點(diǎn)位沿著其長(zhǎng)度方向分布。并

且,集電電極B1的10個(gè)點(diǎn)位,其中第3點(diǎn)至第8點(diǎn)位于集電電極B1長(zhǎng)度的10%~85%,即位于集電電極B1第二段(第二段占總長(zhǎng)度的75%)范圍內(nèi)。集電電極B2的10個(gè)點(diǎn)位,其中第2點(diǎn)至第8點(diǎn)位于集電電極B2長(zhǎng)度的10%~90%,即位于集電電極B2第二段(第二段占總長(zhǎng)度的

80%)范圍內(nèi)。集電電極B3的10個(gè)點(diǎn)位,其中第2點(diǎn)至第9點(diǎn)位于集電電極B3長(zhǎng)度的10%~

95%,即位于集電電極B3第二段(第二段占總長(zhǎng)度的85%)范圍內(nèi)。

[0058] 另外選取6個(gè)電池片(未圖示),在每個(gè)電池片上選取1個(gè)集電電極20,共計(jì)6個(gè)集電電極20,分別記作C1、C2、C3、C4、C5和C6。在每個(gè)集電電極20上選取6個(gè)點(diǎn)位測(cè)量其厚度和寬度。

[0059] 經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量,匯流電極A1、A2及A3的寬度測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1;集電電極B1、B2及B3的寬度測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2,集電電極C1?C6的厚度和寬度測(cè)量結(jié)果件表3。[0060] 表1各匯流電極的寬度情況[0061][0062] 表2各集電電極的寬度情況[0063][0064] 表3集電電極C1?C6的厚度與寬度之比情況[0065][0066][0067][0068] 根據(jù)表1可知,A1至A3三個(gè)匯流電極10,寬度范圍在200.31μm至209.72μm,每個(gè)匯流電極10的寬度誤差(該寬度誤差是指,寬度測(cè)量值與寬度平均值的差值,占寬度平均值的比例。)均小于或等于2%,最大寬度誤差為2%,最小寬度誤差為1%。根據(jù)表2可知,B1至B3三個(gè)集電電極20,寬度范圍在18.63μm至22.99μm,每個(gè)集電電極20的寬度誤差均小于或等于10%,最小寬度誤差為3%,最大寬度誤差為10%。每條匯流電極10和集電電極20的各處寬度誤差均小于或等于10%??梢?jiàn),本發(fā)明實(shí)施例的匯流電極10和集電電極20的寬度較一致,寬度誤差較小。

[0069] 分析表2可知,集電電極B1位于第二段的第3點(diǎn)至第8點(diǎn),寬度在18.63μm~22.68μm,寬度誤差在3%~10%??梢?jiàn),集電電極B1的第二段的寬度誤差可以小于或等于10%。集電電極B2位于第二段的第2點(diǎn)至第8點(diǎn),寬度在19.47μm~22.18μm,寬度誤差在1%~8%??梢?jiàn),集電電極B2的第二段的寬度誤差可以小于或等于8%。集電電極B3位于第二段的第2點(diǎn)至第9點(diǎn),寬度在18.93μm?22.99μm,寬度誤差在1%~10%??梢?jiàn),集電電極B3的第二段的寬度誤差可以小于或等于10%。

[0070] 根據(jù)表3可知,集電電極C1的厚寬比在0.46?0.52,集電電極C2的厚寬比在0.97?1.22,集電電極C3的厚寬比在0.20?0.26,集電電極C4的厚寬比在0.24?0.32,集電電極C5的厚寬比在1.71?1.91,集電電極C6的厚寬比在1.75?2.00。由此可見(jiàn),本發(fā)明的集電電極的厚寬比在0.2?2的范圍內(nèi)。

[0071] 從圖6、圖9a和圖9b可以看出,匯流電極10的寬度較為一致,集電電極20的寬度也較為一致;集電電極20呈又窄又厚的形貌,有利于減少光遮擋,增大光反射,提高電池片30對(duì)光的吸收率。

[0072] 如圖2所示,由于匯流電極10的寬度較大,上述匯流電極10的橫截面形狀可以為長(zhǎng)方形。如圖3a和圖3b所示,上述集電電極20的橫截面形狀有多種,在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)太陽(yáng)能電池的需要選擇對(duì)應(yīng)的橫截面形狀。集電電極20的橫截面形狀,是指垂直集電電極

20的長(zhǎng)度方向剖切集電電極20所得到的截面形狀。在一些實(shí)施例中,如圖3a所示,上述集電電極20的橫截面形狀可以為三角形。此時(shí),三角形的集電電極20對(duì)入射太陽(yáng)光具有折射作

用,從而可以使集電電極20具有陷光功能,提高太陽(yáng)光的吸收率。具體實(shí)施時(shí),集電電極20的橫截面形狀可以通過(guò)掩膜版50上的狹縫寬度、深度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)設(shè)置掩膜版50具有較

大的厚度。在設(shè)定的工藝時(shí)間內(nèi),較厚的掩膜版50對(duì)電極材料具有較大的遮擋,從而可以方便的形成三角形的集電電極20。該三角形的集電電極20的寬度與厚度之比可以在1.8?2.2

之間。

[0073] 在一些實(shí)施例中,如圖3b所示,上述集電電極20的橫截面形狀可以為梯形,且集電電極20的頂面為弧面。集電電極20的橫截面形狀類(lèi)似于饅頭狀。此時(shí),集電電極20各處的寬度變化較小,材料覆蓋性較好,可以避免出現(xiàn)虛柵等問(wèn)題。具體實(shí)施時(shí),相對(duì)于三角形的集電電極20,適當(dāng)減小掩膜版50的厚度,即可形成饅頭狀橫截面的集電電極20。該集電電極20的厚度與寬度之比可以為0.8~1.2。[0074] 如圖4所示,沿著集電電極20的長(zhǎng)度方向,集電電極20的側(cè)面21與電池片30之間具有夾角α。此時(shí),集電電極20的側(cè)面21相對(duì)于電池片30是傾斜的。該集電電極20傾斜的側(cè)面

21,可以起到支撐集電電極20的作用,提高集電電極20的穩(wěn)定性。尤其是當(dāng)集電電極20又窄又厚時(shí),其穩(wěn)固性相對(duì)較差,傾斜的側(cè)面21可以輔助固定集電電極20,提高其穩(wěn)固性,減少集電電極20倒塌的幾率。

[0075] 如圖1所示,沿著同一軌跡的相鄰集電電極20之間具有空隙,空隙的長(zhǎng)度為400μm~2000μm。該空隙的長(zhǎng)度是指同一軌跡上相鄰的兩個(gè)集電電極20之間的距離。此時(shí),可以減少集電電極20在電池片30上的覆蓋面積,提高電池片30的吸光率。示例性的,空隙的長(zhǎng)度可以為400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1100μm、1300μm、1500μm、1600μm、

1800μm、1900μm、2000μm等。

[0076] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種太陽(yáng)能電池。該太陽(yáng)能電池包括上述的太陽(yáng)能電池的電極。該太陽(yáng)能電池的有益效果可以參考上述電極的有益效果,在此不再贅述。

[0077] 盡管在此結(jié)合各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,然而,在實(shí)施所要求保護(hù)的本發(fā)明過(guò)程中,本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)查看附圖、公開(kāi)內(nèi)容、以及所附權(quán)利要求書(shū),可理解并實(shí)現(xiàn)公開(kāi)實(shí)施例的其他變化。在權(quán)利要求中,“包括”(comprising)一詞不排除其他組成部分或步驟,“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)的情況。相互不同的從屬權(quán)利要求中記載了某些措施,但這并不表示這些措施不能組合起來(lái)產(chǎn)生良好的效果。

[0078] 盡管結(jié)合具體特征及其實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,顯而易見(jiàn)的,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可對(duì)其進(jìn)行各種修改和組合。相應(yīng)地,本說(shuō)明書(shū)和附圖僅僅是所附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的示例性說(shuō)明,且視為已覆蓋本發(fā)明范圍內(nèi)的任意和所有修

改、變化、組合或等同物。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其

等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。



聲明:
“太陽(yáng)能電池及其電極” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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