[发明专利]一种双面太阳能电池的背面电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种双面太阳能电池的背面电极及其制备方法和应用，属于太阳能电池及其背面电极技术领域。本发明的双面太阳能电池的背面电极，其铝主栅由间隔分布的直通型铝主栅和环型铝主栅组成，银电极位于环型铝主栅内部并与铝主栅电性相连，所述银电极由银主体区及位于银主体区两端的银细主栅组成，银主体区的两侧与环型铝主栅电性相连，其两端通过银细主栅与直通型铝主栅电性相连。本发明通过对背银电极的结构进行优化设计，从而可以有效降低空白隔离区的长度和面积占比，同时满足双面电池对双面率及焊接可靠性的要求。

技术领域

本发明属于太阳能电池及其背面电极技术领域，更具体地说，涉及一种双面太阳能电池的背面电极及其制备方法和应用。

背景技术

双面太阳能电池由于仅需对现有的电池及组件生产线进行少量改动即可进行生产，且可以比单面电池组件产品增加5％-25％的系统发电收益等优势，使得双面电池技术逐步成为目前晶硅电池的主流技术，并已大规模推广应用。

背面电极的设计交织着双面电池的双面率、载流子收集、浆料耗量、组件焊接等因素的优化、约束和妥协。目前，MBB双面电池的背电极结构如图1所示，整个背面电极由均匀、平行分布的副栅和主栅构成，副栅和主栅之间垂直连接，构成所谓的H型图案。副栅往往用铝浆形成，采用铝副栅2代替单面电池的全覆盖铝层，且铝副栅2通过激光开槽与硅基体相连，实现基体区电流的收集，然后传输到主栅上；如图2所示，主栅区一般分为铝主栅区和银电极区，铝主栅区直接与铝副栅2相连接，汇集副栅收集的电流，然后再传输到银电极3上，实现电流导出。目前背电极图形设计一般采用6分段的银电极3，与银电极区域直接相连接的铝主栅1采用环型设计(即环型铝主栅102)，连接两个银电极3之间的铝主栅采用直通设计(即直通型铝主栅101)。

由于铝的电阻率远大于银的电阻率，为满足电流传输以及背面双面率的需求，铝电极需要同正面电极一样，有更窄的电极宽度和更高的电极高度，即要求高宽比尽量大。但过高的铝电极设计会引起银电极3和铝主栅1之间存在15μm以上的高度差(如图3所示)。在MBB组件采用超细焊带时，这个高度差极易引起组件的虚焊等问题，从而影响组件良率和产品可靠性。目前，业内为了解决这个问题，主要通过背面电极的设计优化，即在背银电极和铝电极之间隔离1.5mm以上的间距，预留一个空白隔离区4，从而降低上述高度差的影响。同时，背银电极本身的长度和宽度也不能太小，以确保组件焊接的可靠性。

但背银电极和铝电极之间的上述间隔，即空白隔离区4将是背面载流子收集的空白区，目前6分段的图形设计，以不同间隔长度设计引起的这个收集空白区的面积占比约在1％-3％，从而影响电池的转换效率。因此，如何进一步提升PERC电池的转换效率同时确保组件的品质和可靠性，成为太阳能电池技术持续要解决的难点问题。

中国专利申请号为2017107571568的申请案公开了一种具有背面银栅线的双面PERC太阳电池的制作方法，该申请案通过在铝栅线上制作凹槽，并在凹槽中用银栅线替代原本的铝栅线，从而可以整体降低电阻率，提升电池填充因子的同时，降低了背面遮光面积。但背面电极采用银栅线的方式，会显著增加制造成本，从而导致其无法进行批量推广。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有6分段MBB双面电池背电极结构存在的空白隔离区的面积较大，从而影响载流子的收集效果及电池转换效率的问题，提供了一种双面太阳能电池的背面电极及其制备方法和应用。本发明通过对背银电极的结构进行优化设计，从而可以有效降低空白隔离区的长度和面积占比，同时满足双面电池对双面率及焊接可靠性的要求。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

其一，本发明的一种双面太阳能电池的背面电极，其铝主栅由间隔分布的直通型铝主栅和环型铝主栅组成，银电极位于环型铝主栅内部并与铝主栅电性相连，所述银电极两端的空白隔离区的长度均为0.1-1.4mm。