光伏电池和印刷网版

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种光伏电池和印刷网版。

背景技术

随着化石能源的不断消耗和能源需求的提升，太阳能的开发和利用变的尤为关键。目前利用太阳能的方式主要是将太阳能转化为电能，其中以光伏效应工作的太阳能电池为主流。常见的太阳能电池以晶硅太阳能电池为主，通过在太阳能电池的硅片中掺杂磷和硼来形成N区和P区，并在两者之间形成pn结。当太阳光照射在pn结上时，产生电子-空穴对，受到内部电场的吸引，电子流入N区，空穴流入P区，使N区储存电子，P区储存空穴，即N区带负电，P区带正电，在N区和P区之间的产生电动势。当将N区和P区接通短路时，就会产生电流。

晶硅太阳能电池的电极通常通过将太阳能电池的表面金属化的方法制备。常用的金属化方法是采用丝网印刷加烧结的方式将含有银颗粒的导电浆料印制在电池表面，通过改变丝网印刷的网版图形设计，可以改变电极图。晶体硅太阳能电池除了电极区域外，正面通常为氮化硅膜，背面通常为丝网印刷的铝浆料并经过烧结形成铝背场。将多个晶硅太阳能电池片按顺序排列，并以含铜基材的涂锡焊带作为互联条将每片电池片的银栅线和铝栅线串联成一串，组成一个完整的晶硅太阳能电池。

近年来，太阳能电池得到了飞速发展，高功率的太阳能电池组件成为提高太阳能转化率和利用率的关键。太阳能电池的正面为接收太阳光的受光面，印刷于太阳能电池正面的金属电极会遮挡受光面，影响受光面接收太阳光。因此，将栅线全部设置在太阳能电池背面的背接触电池被设计和开发，由于背接触电池的正面无金属化栅线遮挡，增加了太阳能电池正面的受光面吸收太阳光的面积，提高了太阳光的利用率。同时由于正面无栅线遮挡，太阳能电池的外观更美观。

背接触电池的N区和P区间隔排布于背接触电池的背面，背接触电池的印刷电池银栅和铝栅分别设置于N区和P区。由于电路的正极和负极均设置于同一面，为了避免出现短路问题，在栅线印刷过程中，正极和负极不能重叠或者交叉。

发明内容

本发明的一个优势在于提供了一种光伏电池和印刷网版，第一主栅组，第一副栅组，第二主栅组和第二副栅组均设置于同一面。

本发明的另一个优势在于提供了一种光伏电池和印刷网版，第一副栅的形状为直线形，第二副栅的形状为曲线形，在第一副栅和第二副栅之间形成的收集区范围更大，能够收集的电子数量更多，减少电子和空穴的复合率。

本发明的另一个优势在于提供了一种光伏电池和印刷网版，第一副栅和第二副栅之间的间距不一致，能够优先收集能量低的电子，然后再收集能量高的电子。

基于此，为了实现本发明的上述至少一个优势或目的，本申请提供了一种光伏电池，包括：

光伏基板；

第一主栅组，所述第一主栅组包括纵向排布于所述光伏基板的多条第一主栅；

第一副栅组，所述第一副栅组包括横向排布于所述光伏基板的多条第一副栅，所述第一副栅具有第一连接端、第一自由端以及自所述第一连接端笔直地延伸至所述第一自由端的第一副栅线体；

第二主栅组，所述第二主栅组包括纵向排布于所述光伏基板的多条第二主栅，所述第二主栅和所述第一主栅间隔地排布；以及

第二副栅组，所述第二副栅组包括横向排布于所述光伏基板的多条第二副栅，所述第二副栅包括连接于所述第二主栅的第二连接端、第二自由端以及自所述第二连接端弯曲地延伸至所述第二自由端的第二副栅线体，所述第二副栅间隔地排布于所述第一副栅之间。

根据本申请的一个实施例，所述第二副栅的所述第二副栅线体周期性地靠近或远离所述第一副栅的所述第一副栅线体。

根据本申请的一个实施例，所述第二副栅的所述第二副栅线体的中心线由正反抛物线交替连接而成

根据本申请的一个实施例，所述第二副栅的所述第二副栅线体的波峰和波谷之间的纵向距离等于相邻两条第一副栅之间的间距的一半。

根据本申请的一个实施例，所述第二副栅的所述第二副栅线体自所述第二连接端渐缩地延伸至所述第二自由端。

根据本申请的一个实施例，所述第二副栅的所述第二副栅线体位于所述第二连接端的宽度在60μm至100μm之间，所述第二副栅的所述第二副栅线体位于所述第二自由端的宽度在20μm至40μm之间。

根据本申请的一个实施例，所述第一副栅的所述第一自由端与相邻的所述第二主栅之间的间距在300μm至1000μm之间，所述第二副栅的所述第二自由端与相邻的所述第一主栅之间的间距在300μm至1000μm之间。

根据本申请的一个实施例，每个所述第一主栅包括两条第一主栅线体和连接件，所述连接件可导电地连接于两条所述第一主栅线体之间。

根据本申请的一个实施例，所述连接件包括连接块和多个触角，所述多个触角均匀的分布于所述连接块的四周，所述第一主栅线体可导电地连接于所述触角。

根据本申请另一方面，本申请提供了一种印刷网版，用于在光伏基板上印刷栅线，包括：

第一栅网版，所述第一栅网版用于印刷上述任一所述的光伏电池的所述第一主栅组和所述第一副栅组于该光伏基板；以及

第二栅网版，所述第二栅网版用于印刷上述任一所述的光伏电池的所述第二主栅组和所述第二副栅组于该光伏基板。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请的一个实施例提供的光伏电池的示意图；

图2示出了根据本申请的上述实施例的光伏电池的局部放大示意图；

图3示出了根据本申请的上述实施例的光伏电池的第二主栅和第二副栅的示意图，其中第二副栅为折线形；

图4示出了根据本申请的上述实施例的光伏电池的第二主栅和第二副栅的示意图，其中第二副栅为正弦或余弦形；

图5示出了根据本申请的上述实施例的光伏电池的第二主栅和第二副栅的示意图，其中第二副栅为正反抛物交替形；

图6为本申请的又一个实施例提供的印刷网版的示意图。

附图标记：1、光伏电池；11、第一主栅组；111、第一主栅；1111、第一主栅线体；1112、连接件；11121、连接块；11122、触角；12、第一副栅组；121、第一副栅；1211、第一连接端；1212、第一自由端；1213、第一副栅线体；13、第二主栅组；131、第二主栅；14、第二副栅组；141、第二副栅；1411、第二连接端；1412、第二自由端；1413、第二副栅线体；14131、中心线；14132、波峰段；14133、波谷段；14134、斜坡段；15、光伏基板；151、收集区；1511、第一收集区；1512、第二收集区；152、绝缘区；1521、第一绝缘区；1522、第二绝缘区；2、印刷网版；21、第一栅网版；22、第二栅网版。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

具体地，请参阅图1至图3，本申请提供了一种光伏电池1，该光伏电池1可以包括：光伏基板15，第一主栅组11，第一副栅组12，第二主栅组13以及第二副栅组14。该第一主栅组11包括纵向排布于该光伏基板15的多条第一主栅111。该第一副栅组12包括横向排布于该光伏基板15的多条第一副栅121，该第一副栅121具有第一连接端1211、第一自由端1212以及自该第一连接端1211笔直地延伸至该第一自由端1212的第一副栅线体1213。该第二主栅组13包括纵向排布于该光伏基板15的多条第二主栅131，该第二主栅131和该第一主栅111间隔地排布。该第二副栅组14包括横向排布于该光伏基板15的多条第二副栅141，该第二副栅141包括连接于该第二主栅131的第二连接端1411、第二自由端1412以及自该第二连接端1411弯曲地延伸至该第二自由端1412的第二副栅线体1413，该第二副栅141间隔地排布于该第一副栅121之间。如此设置，该第一副栅121为直线形，该第二副栅141为曲线形，该第二副栅141的覆盖范围更广，两者之间的用于收集电子的收集区151的范围也更广。根据能级跃迁原理，电子离空穴越近能量越低，离空穴越远能量越高。而该第一副栅121和第二副栅141之间的间距不一致，因此收集区151在收集电子时，会率先收集能量低的电子，然后再收集能量高的电子。

更具体地，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413周期性地靠近或远离该第一副栅121的该第一副栅线体1213。换而言之，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的形状可以是周期性的曲线形，如此一来该第二副栅141的覆盖范围更广，进一步增加了该收集区151的范围。

示例性地，如图3所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的中心线14131由斜率正反交替地折线交替连接而成，即该第二副栅141的形状可以是周期性斜率正负交替的折线形。

可选地，如图4所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的中心线14131为正弦或余弦曲线。

优选地，如图5所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的中心线14131由正反抛物线交替连接而成。即该第二副栅141的形状时周期性正反交替连接的抛物线形，相较于上述折线形的第二副栅141，抛物线形的该第二副栅141在印刷时在转角处的连接更圆滑，能够减少出现该第二副栅141在转角处出现断栅的问题。

为了增加光伏基板15吸收太阳能的效率，该光伏基板15背面的P区和N区间隔地排布，以形成多个pn结。相对应的为了收集更多的电子，该第一副栅121和该第二副栅141应当尽可能的覆盖该该光伏基板15背面的P区和N区。

特别地，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的波峰和波谷之间的纵向距离等于相邻两条第一副栅121之间的间距的一半。如此设置，在保证收集区151范围足够大，能够收集到更多的电子的同时，该第一副栅121与该第二副栅141之间又保持一定的距离，防止该第一副栅121和该第二副栅141相距太近导致该光伏电池1短路。

可以理解的是，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的波峰和波谷分别与相邻两侧的该第一副栅121的该第一副栅线体1213之间的间距是相等的，因此位于该第一副栅121和该第二副栅141之间的收集区151的面积是均匀的。如此设置，该收集区151能够收集到的电子的数量最多。

优选地，如图2和图5所示，根据本申请的一个实施例，将该第二副栅141的该第二副栅线体1413的波峰段14132和波谷段14133和与之相邻的该第一副栅121之间的区域划分为第一收集区1511，将该第二副栅141的该第二副栅线体1413的斜坡段14134和与之相邻的该第一副栅121之间的区域划分为第二收集区1512。分别收集对于区域内的电子。

在光伏电池1中，副栅线的粗细影响光伏电池1的电阻，副栅线越细，所需的最佳副栅线间距越小，电池功率损失最小，输出功率最大。这对大面积串联的光伏电池1具有重要意义。但副栅线太细会出现断栅的问题，因此在设计副栅线布局时需要考虑栅线的宽度。

特别地，如图5所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413自该第二连接端1411渐缩地延伸至该第二自由端1412。如此设置，该第二副栅141的该第二连接端1411具有足够的宽度与所述第二主栅131连接，防止该第二副栅141在该第二连接端1411处断裂，出现断栅问题。

示例性地，如图5所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的所述第二副栅线体1413位于该第二连接端1411的宽度在60μm至100μm之间，该第二副栅141的所述第二副栅线体1413位于该第二自由端1412的宽度在20μm至40μm之间。

可选地，根据本申请的一个实施例，该第一副栅121的该第一副栅线体1213的宽度在50μm至220μm之间。

优选地，如图5所示，根据本申请的一个实施例，该第二副栅141的该第二副栅线体1413的长度在500μm至2000μm之间。栅线的长度同样会影响光伏电池1的电阻，合理的设计栅线的长度对于提高光伏电池1的光电转化效率。

值得注意的是，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该光伏电池1的栅线全部设置于该光伏电池1的背后，为了避免出现短路问题，需要在该光伏基板15的背面规划出绝缘区152，用以隔开栅线。其中，将该第一自由端1212与相邻的该第二主栅131之间的区域划分为第一绝缘区1521，将该第二自由端1412与相邻的该第一主栅111之间的区域划分为第二绝缘区1522。该第一绝缘区1521和该第二绝缘区1522的宽度不宜太小也不宜太大，宽度太大时会导致该第一主栅111和该第二主栅131附近的电子无法被收集，宽度太小时则会导致出现短路问题。

可选地，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该第一自由端1212与相邻的该第二主栅131之间的间距在300μm至1000μm之间，该第二自由端1412与相邻的该第一主栅111之间的间距在300μm至1000μm之间。即该第一绝缘区1521和该第二绝缘区1522的宽度在300μm至1000μm之间。

目前光伏电池1印制栅线的原料主要为铝浆和银浆，铝浆主要应用于在硅片的背面制备P+层，从而形成铝背场，既可以减少电子和空穴的在背面的复合率，也能够作为背面的金属电极。而银浆在所有金属中具有最强的导电性，电阻率最低。此外，银浆的化学稳定性好，常温下不会与空气中的水和氧气发生反应。因此银浆常常被用于制作太阳能电池的电极，在背接触电池中，银浆被设置于N+区，用于收集电子。

可选地，该第一主栅组11和该第一副栅组12的原料可以是银浆，相对应地，该第二主栅组13和该第二副栅组14的原料可以是铝浆。

优选地，该第一主栅组11和该第一副栅组12的原料可以是铝浆，相对应地，该第二主栅组13和该第二副栅组14的原料可以是银浆。在印刷栅线时，铝浆的印刷难度大于银浆的印刷难度，曲线形的第二副栅141的印刷难度同样也大于直线形的第一副栅121的印刷难度，因此，将银浆作为第二副栅141的原料可以降低该光伏电池1的制备难度，提高整体的合格率。

特别地，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该第一主栅111包括两条第一主栅线体1111和连接件1112，该连接件1112可导电地连接于两条该第一主栅线体1111之间。如此设置，将两条该第一主栅线体1111合并成一条，在不改变该第一主栅111宽度的情况下，减少该第一主栅111的面积，节省了印刷该第一主栅111所需的铝浆耗量。

优选地，如图2所示，根据本申请的一个实施例，该连接件1112包括连接块11121和多个触角11122，该多个触角11122均匀的分布于该连接块11121的四周，该第一主栅线体1111电连接于该触角11122。如此设置，该连接块11121以触点式地连接于该第一主栅111体，该触角11122可以降低焊接难度和提高焊接质量，防止出现接触不良导致的断路问题。该连接块11121还可以作为该光伏电池1的正极，输出电流。

值得注意的是，该连接块11121和该触角11122的原料均为银，采用触点式接触连接可以减少银的用量，节省成本。

根据本申请的另一方面，如图6所示，本申请进一步提供了一种印刷网版2，用于在光伏基板15上印刷栅线。该印刷网版2可以包括第一栅网版21以及第二栅网版22。该第一栅网版21用于印刷上述任一该的光伏电池1的该第一主栅组11和该第一副栅组12于该光伏基板15。该第二栅网版22用于印刷上述任一该的光伏电池1的该第二主栅组13和该第二副栅组14于该光伏基板15。在制备该光伏电池1时，可以先通过该第一栅网版21将该第一主栅组11和该第一副栅组12印刷于该光伏基板15，并在上边确定三个识别点，然后根据三个识别点定位，再通过该第二栅网版22将该第二主栅组13和该第二副栅组14印刷于该光伏基板15。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。