[发明专利]具有金属丝栅网引出电极的太阳电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池领域，特别是具有金属丝网引出电极的太阳电池及其制备方法。

背景技术

在本说明书中，将太阳电池接收光的一面称为上表面或上面，与之相对的面称为下表面或背面。在太阳电池表面用于将光电流收集起来的电极称为收集极。用于将收集极中的电流引出来，得到输出电流的电极称为引出极。

太阳电池发电无污染，绿色环保，近年来得到了广泛的应用。传统的晶体硅太阳电池包括单晶硅太阳电池与多晶硅太阳电池，这种太阳电池光电转换效率较高，性能稳定。它存在的最大问题是制作成本过高，其中主要原因是高纯硅材料的成本高。多年来，人们不断对新型太阳电池进行探索，希望找到降低太阳电池制作成本的新途径。

在唐厚舜等发表的文章“硅珠的形成及太阳电池(组件”(太阳能学报，第18卷，第1期，1997年1月，31页至34页)中介绍了一种用硅球制备的太阳电池。这一方法用硅球代替了晶体硅片，省去了熔铸或拉单晶和切片的过程。但硅球本身的制备较为困难，因而很难进一步降低制造成本。美国专利4514580和中国专利CN1031157A分别介绍了硅颗粒太阳电池的制备方法。由于硅颗粒的大小和形状不规则，在技术上难度比较大。

在集成电路生产中，有大量的边角料和不合格的芯片，在太阳电池生产过程中也有大量的碎片，这些都是品质非常好的单晶硅或多晶硅。但是这些硅片面积比较小，形状不一致，用现有技术无法直接制成太阳电池。

在成熟的晶体硅太阳电池生产工艺中，一般采用印刷或真空沉积的方法在电池表面制备细密的收集栅做电子收集极，所有的电子收集极栅线通过一条或两条宽的引出极连接起来。太阳电池表面产生的光电流经过收集极栅线到达引出极，从而得到输出电流。对于面积较大，形状规则一致的太阳电池，这种结构制作工艺简单，性能稳定可靠。但是，对于面积较小，形状不规则的碎小的电池片，无法用一两条引出极将所有碎小的电池片上产生的光电流引出来。因此，现在的太阳电池生产工艺技术无法利用碎硅片或集成电路生产中的边角料直接制作太阳电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有金属丝栅网引出电极的太阳电池及其制备方法。采用金属丝栅网引出电极可以将所有碎小的电池片上产生的光电流引出。可以直接用碎硅片或集成电路生产中的边角料制作太阳电池。

一种具有金属丝栅网引出电极的太阳电池及其制备方法。将适合制作太阳电池的晶体半导体材料按照常规晶体太阳电池的制作方法制备好太阳电池片。在太阳电池片的两面分别制备栅网型电子收集极，并使栅网型电子收集极与太阳电池片表面形成良好的欧姆接触；将金属丝制成栅网，将金属丝栅网与太阳电池片表面的收集极栅网紧密结合，其中金属丝栅网的排列方向与收集极栅网排列方向互相垂直，使收集极栅网的每一根栅线都与金属丝栅网的栅线有连接点，并形成良好的导电接触。使收集极栅网中的电流可以通过金属丝栅网导出。用有机树脂材料将太阳电池片与金属丝栅网封装，以便避免栅网连接处松脱或被空气氧化。

所述的栅网型电子收集极由银浆或银铝浆印刷在太阳电池片表面，通过高温烧结与太阳电池片表面形成良好的欧姆接触，并与焊锡有良好的融和性。栅网型收集极也可采用真空沉积单一金属或多种金属制成，并通过高温处理与太阳电池片表面形成良好的欧姆接触，并与焊锡有良好的融和性。构成栅网型电子收集极的栅网线的宽度为0.05mm至0.5mm，栅网线之间的间隔为1mm至10mm。

所述的金属丝栅网由铜丝，镍丝，铝丝，不锈纲丝或其它导电性良好，并与焊锡有良好融和性的金属丝制成。金属丝的直径为0.1mm至0.8mm，金属丝栅网线之间的间隔为1mm至20mm。

太阳电池制备过程包括下述步骤：按照常规晶体太阳电池的制作方法制备好太阳电池片，在太阳电池片表面制备好栅网型电子收集极，在收集极栅线上挂满焊锡，将金属丝制成栅网，在金属丝栅网的栅线上也挂满焊锡，将金属丝栅网压在太阳电池片表面，其中金属丝栅网排列方向与收集极栅网排列方向互相垂直，加热至焊锡熔化温度，使金属丝栅网与收集极栅网交接处焊接在一起，用有机树脂将太阳电池片与金属丝栅网极封装，构成完整的太阳电池。

所述的有机树脂材料为液态，经固化处理后成为固态。有机树脂材料也可以是片状热塑型树脂膜，厚度为0.1mm至0.5mm。树脂膜为EVA或PET膜。

现将本发明详细描述如下：