專利名稱：太陽能電池的正面柵電極的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能電池，特別涉及一種太陽能電池的正面柵電極。
背景技術：
隨著全球能源的日趨緊張，太陽能以無污染、市場空間大等獨有的優(yōu)勢受到世界各國的廣泛重視。光伏發(fā)電具有安全可靠、無噪聲、故障率低等優(yōu)點，太陽能電池是光伏發(fā)電技術中將太陽能直接轉換為電能的主要器件。常見的晶體硅太陽能電池是由背面電極、半導體材料構成的P型層、N型層、P-N 結、減反射薄膜、正面柵電極等部分構成。當太陽光照射到太陽能電池表面時，減反射薄膜和絨面結構可有效減少電池表面的光反射損失。太陽能電池中的半導體結構吸收太陽光能后，激發(fā)產生電子、空穴對，電子、空穴對被半導體內部P-N結自建電場分開，電子流入N區(qū)， 空穴流入P區(qū)，形成光生電場，如果將晶體硅太陽電池的正、負電極與外部電路連接，外部電路中就有光生電流流過。太陽能電池結構中的正面柵電極起到收集光生載流子的作用， 但由于該層常由不透光的金屬材料制成，它的存在會減小電池表面的透光面積，因此當前的工藝設計理念是在保證正面柵電極良好歐姆接觸的前提下，盡可能的減小柵電極線寬和所有柵電極線所占的總面積。目前多數的晶硅太陽能電池采用P型硅片，經過磷擴散后形成P-N結，在P型硅上制作背場和背電極，在擴散形成的N面制作正面柵電極，整個器件利用P-N結的光生伏特效應來工作。對于125mmX 125mm的單晶硅或多晶硅電池的正面柵電極一般選用兩條主柵線， 對于156mmX 156mm的單晶硅或多晶硅電池的正面柵電極可增加到三條主柵線。然后在垂直于主柵線的兩邊加上一定數目的均勻且平行分布的副柵線。在光照下晶硅太陽能電池產生的電流通過副柵線與主柵線相互導通，主柵線構成電池的負電極，電流匯聚到主柵線上導出。在利用絲網印刷技術制作現有副柵線分布圖形的正面柵電極時，由于正面柵電極印刷過程中可能產生斷線或印刷不全，或者進行后續(xù)制作組件時可能引起的副柵線損壞，使副柵線損壞處收集的載流子不能順利到達主柵線上，導致受光面積的浪費，從而減小了電池的有效面積，使得電池串聯電阻增加和轉換效率下降。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種太陽能電池的正面柵電極，以解決現有技術中副柵線損壞處收集的載流子不能順利到達主柵線而導致受光面積浪費的問題。本實用新型提供一種太陽能電池的正面柵電極，所述正面柵電極分布在太陽能電池片表面，所述正面柵電極包括主柵線以及與所述主柵線連接的副柵線，所述副柵線呈網狀分布。優(yōu)選地，所述副柵線由兩組相交的平行線組成。優(yōu)選地，所述副柵線與所述主柵線所夾角度大于0°而小于90°，所述副柵線與所述主柵線所夾角度大于90°而小于180°。[0009]優(yōu)選地，由所述主柵線隔開的區(qū)域中的副柵線相互獨立。優(yōu)選地，由所述主柵線隔開的區(qū)域中的副柵線相互連接。優(yōu)選地，所述主柵線為兩條平行線或三條平行線。優(yōu)選地，所述副柵線線寬為Iym至250 μπι。優(yōu)選地，兩條相鄰的平行副柵線之間的垂直距離為1 μ m至20000 μ m。優(yōu)選地，所述正面柵電極的周圍設置有邊框柵線。由于采用了以上技術方案，與現有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型提供的太陽能電池的正面柵電極，將副柵線呈網狀分布在太陽能電池片表面，使太陽能電池片表面每一區(qū)域的光生載流子均有多條路徑到達主柵線，當副柵線某處存在斷線或印刷不全時，光生載流子可以通過太陽能電池表面該處臨近的與主柵線連通的副柵線完成收集和傳輸，避免電池效率的下降。呈網狀分布的副柵線使收集光生載流子的通路變多，相應減小了串聯電阻，增加了光電轉化效率。此外，副柵線呈網狀分布均勻分散了應力分布，在一定程度上改善了太陽能電池的彎曲變形以及降低了太陽能電池的碎片率，提高了太陽能電池的合格率。與常規(guī)太陽能電池相比，本實用新型提供的太陽能電池的正面柵電極的制作工藝簡單易行，無需購置新型設備，不會增加額外成本，對各種類型的太陽能電池和各種制作柵電極的工藝均具有規(guī)?；a特征。

參照附圖閱讀了本實用新型的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本實用新型的各個方面。其中，圖1為本實用新型實施例一提供的太陽能電池的正面柵電極的分布結構示意圖；圖2為本實用新型實施例二提供的太陽能電池的正面柵電極的分布結構示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細描述。在整個描述中，相同的附圖標記表示相同的部件。本實用新型提供的太陽能電池的正面柵電極，將副柵線呈網狀分布在太陽能電池片表面，使太陽能電池片表面每一區(qū)域的光生載流子均有多條路徑到達主柵線，當副柵線某處存在斷線或印刷不全時，光生載流子可以通過太陽能電池表面該處臨近的與主柵線連通的副柵線完成收集和傳輸，避免電池效率的下降。呈網狀分布的副柵線使收集光生載流子的通路變多，相應減小了串聯電阻，增加了光電轉化效率。此外，副柵線呈網狀分布均勻分散了應力分布，在一定程度上改善了太陽能電池的彎曲變形以及降低了太陽能電池的碎片率，提高了太陽能電池的合格率。實施例一圖1為本實用新型實施例一提供的太陽能電池的正面柵電極的分布結構示意圖。 參照圖1，太陽能電池的正面柵電極分布在太陽能電池片10的表面，所述正面柵電極包括主柵線11以及與所述主柵線11連接的副柵線12，所述副柵線12呈網狀分布。具體地，所述副柵線12由兩組相交的平行線組成，所述副柵線12與所述主柵線11 所夾角度大于0°而小于90°，所述副柵線12與所述主柵線11所夾角度大于90°而小于180°。所述副柵線12線寬的范圍為1 μ m至250 μ m，兩條相鄰的平行副柵線之間的垂直距離為 Iymg 20000 ym。制作正面柵電極可以采用絲網印刷、蒸發(fā)、濺射、電鍍、噴涂等任何制作電極的方法，在本實施例中，采用絲網印刷的方式制作正面柵電極。在制作正面柵電極之前，首先選取檢驗合格的P型單晶硅片，規(guī)格為125mmX 125mm，經過化學清洗和表面制絨以在單晶硅片上形成金字塔結構，增加光的吸收，提高電池的短路電流和轉換效率；再利用高溫擴散或者離子注入等工藝在P型單晶硅片上制作出N型的晶硅層，這樣便形成了 P-N結結構，然后經過等離子刻蝕去除邊沿的擴散層，通過化學腐蝕去掉擴散形成的磷硅玻璃層，淀積氮化硅增透薄膜，所述氮化硅增透薄膜能減少硅片表面的光反射率，同時利用氫離子的成鍵來增強硅片表面和體內的鈍化效果，降低載流子的復合；最后利用絲網印刷來制作背面電極和正面柵電極。采用絲網印刷制作正面柵電極需要設計好主柵線11以及副柵線12的結構參數。 在本實施例中，所述主柵線11為兩條平行線，兩條主柵線11的線寬均為1. 5mm，相互的間距為62. 5mm。為表述方便，將兩條主柵線11分別稱為第一主柵線Ila以及第二主柵線11b， 依次將第一主柵線Ua左側的副柵線稱為第一組副柵線12a、第一主柵線Ila和第二主柵線lib之間副柵線稱為第二組副柵線12b、第二主柵線lib右側的副柵線稱為第三組副柵線12c，其中，第一組副柵線1 所包含的相交線與第一主柵線Ila的夾角分別為65. 7° 和114.3°，第一組副柵線1 所包含的兩組平行線之間的距離均為4. 64mm;第二組副柵線12b所包含的相交線與第一主柵線Ila的夾角分別為62. 8°和117. 2°，第二組副柵線 12b所包含的兩組平行線之間的距離均為4. 52mm ；第三組副柵線12c采用的參數與第一組副柵線1 相同，在此不再贅述。當然，上述數值并不用于限定本實用新型，本領域的普通技術人員可根據太陽能電池片10表面面積的大小來設定主柵線11的相關參數，并且根據太陽能電池片10表面面積的大小以及主柵線11的相關參數來設定副柵線12的相關參數。 此外，在本實施例中所設計的主柵線11以及副柵線12的參數，是為了保證和現有的常規(guī) 125mmX 125mm太陽能電池片所有柵線所占的總面積相同，因此不會造成的柵電極貴金屬成本增加和有效透光面積的變化。進一步地，在本實施例中，所述第一組副柵線1 和第二組副柵線12b相交，并且所述相交點位于所述第一主柵線Ila上；所述第二組副柵線12b和第三組副柵線12c分別與所述第二主柵線lib相交，但所述第二組副柵線12b和第三組副柵線12c沒有相交點，相互獨立。本領域的普通技術人員應該理解，所述第一組副柵線12a、所述第二組副柵線12b 以及第三組副柵線12c不僅僅局限于上述的分布形式，還可以是所述第一組副柵線1 和第二組副柵線12b分別與所述第一主柵線Ila相交，但所述第一組副柵線1 和第二組副柵線12b沒有相交點，相互獨立；或者所述第二組副柵線12b和第三組副柵線12c相交，并且所述相交點位于所述第二主柵線lib上。副柵線12呈網狀分布在太陽能電池片10表面，使太陽能電池片10表面每一區(qū)域的光生載流子均有多條路徑到達主柵線11，當副柵線12某處存在斷線或印刷不全時，光生載流子可以通過太陽能電池表面該處臨近的與主柵線11連通的副柵線12完成收集和傳輸，避免電池效率的下降。實施例二
5[0030]圖2為本實用新型實施例二提供的太陽能電池的正面柵電極的分布結構示意圖。 參照圖2，與實施例一不同的是，太陽能電池片20表面所包含的主柵線21為三條平行線， 三條主柵線21的線寬均為1. 6mm，主柵線21之間的距離均為52mm。為表述方便，將三條主柵線21分別稱為第一主柵線21a、第二主柵線21b以及第三主柵線21c，依次將第一主柵線 21a左側的副柵線稱為第一組副柵線22a、第一主柵線21a和第二主柵線21b之間副柵線稱為第二組副柵線22b、第二主柵線21b和第三主柵線21c之間副柵線稱為第三組副柵線 22c，第三主柵線21c右側的副柵線稱為第四組副柵線22d。在本實施例中，為了保證副柵線 22電極的可靠性連接，在正面柵電極的周圍設置有邊框柵線23。進一步地，在本實施例中，所述第一組副柵線2 和所述第二組副柵線22b相交， 并且所述相交點位于所述第一主柵線21a上；所述第二組副柵線22b和所述第三組副柵線 22c相交，并且所述相交點位于所述第二主柵線21b上；所述第三組副柵線22c和第四組副柵線22d相交，并且所述相交點位于所述第三主柵線21c上。本領域的普通技術人員應該理解，所述第一組副柵線22a、所述第二組副柵線22b以及所述第三組副柵線22c不僅僅局限于上述分布的形式，也可以是諸如所述第一組副柵線2 和所述第二組副柵線22b分別與所述第一主柵線21a相交，但所述第一組副柵線2 和所述第二組副柵線22b沒有相交點，相互獨立；或者所述第二組副柵線22b和所述第三組副柵線22c分別與所述第二主柵線 21b相交，但所述第二組副柵線22b和所述第三組副柵線22c沒有相交點，相互獨立；或者所述第三組副柵線22c和第四組副柵線22d分別與所述第三主柵線21c相交，但所述第三組副柵線22c和第四組副柵線22d沒有相交點，相互獨立的分布形式。在本實施例中，所述太陽能電池的材料是多晶硅，多晶硅片的規(guī)格是 156mmX 156mm。本領域的普通技術人員應該理解，所述太陽能電池的材料可以是單晶硅、多晶硅，還可以是有機半導體、納米材料、低維材料等。綜上所述，本實用新型提供的太陽能電池的正面柵電極，將副柵線呈網狀分布在太陽能電池片表面，使太陽能電池片表面每一區(qū)域的光生載流子均有多條路徑到達主柵線，當副柵線某處存在斷線或印刷不全時，光生載流子可以通過太陽能電池表面該處臨近的與主柵線連通的副柵線完成收集和傳輸，避免電池效率的下降。呈網狀分布的副柵線使收集光生載流子的通路變多，相應減小了串聯電阻，增加了光電轉化效率。此外，副柵線呈網狀分布均勻分散了應力分布，在一定程度上改善了太陽能電池的彎曲變形以及降低了太陽能電池的碎片率，提高了太陽能電池的合格率。與常規(guī)太陽能電池相比，本實用新型提供的太陽能電池的正面柵電極的制作工藝簡單易行，無需購置新型設備，不會增加額外成本， 對各種類型的太陽能電池和各種制作柵電極的工藝均具有規(guī)模化生產特征。上文中，參照附圖描述了本實用新型的具體實施方式
。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以對本實用新型的具體實施方式
作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實用新型權利要求書所限定的范圍內。
權利要求1.一種太陽能電池的正面柵電極，所述正面柵電極分布在太陽能電池片表面，所述正面柵電極包括主柵線以及與所述主柵線連接的副柵線，其特征在于，所述副柵線呈網狀分布。
2.如權利要求1所述的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，所述副柵線由兩組相交的平行線組成。
3.如權利要求1所述的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，所述副柵線與所述主柵線所夾角度大于0°而小于90°，所述副柵線與所述主柵線所夾角度大于90°而小于 180°。
4.如權利要求1所述的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，由所述主柵線隔開的區(qū)域中的副柵線相互獨立。
5.如權利要求1所述的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，由所述主柵線隔開的區(qū)域中的副柵線相互連接。
6.如權利要求1至5中任一項的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，所述主柵線為兩條平行線或三條平行線。
7.如權利要求1至5中任一項的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，所述副柵線線 Iymg 250 μπι。
8.如權利要求1至5中任一項的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，兩條相鄰的平行副柵線之間的垂直距離為1 μ m至20000 μ m。
9.如權利要求1至5中任一項的太陽能電池的正面柵電極，其特征在于，所述正面柵電極的周圍設置有邊框柵線。
專利摘要本實用新型提供了一種太陽能電池的正面柵電極，所述正面柵電極分布在太陽能電池片表面，所述正面柵電極包括主柵線以及與所述主柵線連接的副柵線，所述副柵線呈網狀分布。本實用新型提供的太陽能電池的正面柵電極，將副柵線呈網狀分布在太陽能電池片表面，使太陽能電池片表面每一區(qū)域的光生載流子均有多條路徑到達主柵線，當副柵線某處存在斷線或印刷不全時，光生載流子可以通過太陽能電池表面該處臨近的與主柵線連通的副柵線完成收集和傳輸，避免電池效率的下降。
文檔編號H01L31/0224GK202049959SQ201120078578
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者馮帥臣, 孫堅, 宋金德, 林濤, 陳清波, 高利軍 申請人:江蘇伯樂達光伏有限公司