基于防断栅结构的太阳能电池片、组件和功耗确定方法

技术领域

本发明公开涉及太阳能电池技术领域，具体地，涉及一种基于防断栅结构的太阳能电池片、组件和功耗确定方法。

背景技术

太阳能电池片是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，光线照射到太阳能电池片上，瞬间就可以输出电压并在回路中产生电流。太阳能电池片主要由硅片和印刷在硅片受光面上的栅线构成。栅线包括细栅线和主栅线，其中，细栅线用于收集电流，主栅线用于汇集细栅线收集到的电流。

当前市面上太阳能电池片主要是通过去渐变和减线宽等方式来降低成本，且目前这两种降本方式逐渐趋于基本饱和状态。另外，目前关于太阳能电池片细栅横向电阻功耗的计算方式也并不完善。

因此，本领域技术人员亟待研发一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开提供一种基于防断栅结构的太阳能电池片、组件和功耗确定方法。

根据本发明公开实施例的第一方面，提供一种基于防断栅结构的太阳能电池片，所述电池片包括：电池衬底和电极线，所述电极线铺设在电池衬底上方；

所述电极线包括：若干条数量相等或不相等的细栅线、主栅线和防断栅线，所述细栅线平行布置在所述电池衬底的上方，所述主栅线与细栅线垂直布置，所述防断栅线与所述主栅线平行布置；

所述防断栅线为间隔布置，以使每两条相邻的细栅线通过所述防断栅线首尾连接。

可选的，所述防断栅线包括布置在所述细栅线两端的防断栅线和布置在所述细栅线中间的防断栅线；

所述布置在所述细栅线两端的防断栅线和所述布置在所述细栅线中间的防断栅线均为间隔设置，其中，每两条相邻的细栅线之间一端通过所述防断栅线连接，另一端无防断栅线连接，以形成间隔布置的防断栅线以及细栅线通过所述防断栅线首尾相连的结构。

可选的，所述电池片的四周设置有楔形倒角或者圆弧形倒角。

可选的，所述主栅线由直线结构和“V”字型结构组成；

所述直线结构的主栅线一端与电池片下边缘处的细栅线相连，另一端与“V”字型结构主栅线的下端相连；

所述“V”字型结构主栅线上端的两个端点分别与电池片上边缘处的细栅线相连，以在所述主栅线和电池片上边缘处的细栅线之间形成“V”字型缺口。

可选的，所述细栅线和防断栅线通过银浆印刷而成，所述主栅线通过碳浆印刷而成。

根据本发明公开实施例的第二方面，提供一种基于防断栅结构的太阳能电池片功耗确定方法，所述方法应用于本发明公开实施例的第一方面所述的基于防断栅结构的太阳能电池片，所述方法包括：

将每两条相邻的细栅线作为一个分组；

根据每个分组对应的细栅线长度、相邻两条细栅线之间的距离和电阻率，确定每个分组内的功耗；

根据每个分组的功耗确定电池片的总功耗。

可选的，所述根据每个分组内细栅线长度、相邻两条细栅线之间的距离和电阻率，确定每个分组内的功耗，包括：

确定细栅线长度b、相邻两条细栅线之间的距离S和电阻率

取分组内的每个点作为y点并确定所述y点的横向电流值

根据细栅线长度b、相邻两条细栅线之间的距离S、电阻率

可选的，所述根据细栅线长度b、相邻两条细栅线之间的距离S、电阻率

根据细栅线长度b确定分组内的功耗增量

根据分组内的功耗增量

根据本发明公开实施例的第三方面，提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括本发明公开实施例的第一方面所述的基于防断栅结构的太阳能电池片。

综上所述，本发明公开涉及一种基于防断栅结构的太阳能电池片、组件和功耗确定方法，该电池片包括：电池衬底和电极线，该电极线铺设在电池衬底上方；该电极线包括：若干条数量相等或不相等的细栅线、主栅线和防断栅线，该细栅线平行布置在该电池衬底的上方，该主栅线与细栅线垂直布置，该防断栅线与该主栅线平行布置；该防断栅线为间隔布置，以使每两条相邻的细栅线通过该防断栅线首尾连接。能够通过提出太阳能电池片细栅外框连接线采用防断栅结构，不仅可以减少了断栅的产生，还可以在不影响功耗的情况下降低制造成本。

另外，本发明公开实施例中还提出了一种合理的栅线横向电阻计算方式，可以很好地为网版设计提供理论支撑。

本发明公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于防断栅结构的太阳能电池片的结构示意图；

图2是另一种太阳能电池片的结构示意图；

图3为一种基于防断栅结构的太阳能电池片功耗确定方法的流程图；

图4是一种正六边形细栅结构的结构示意图；

图5是一种平行直线细栅结构的结构示意图；

图6是一种无外框连接栅线的细栅结构示意图；

图7是一种有外框连接栅线的细栅结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于防断栅结构的太阳能电池片，如图1所示，该电池片100包括：电池衬底110和电极线120，该电极线120铺设在电池衬底110上方；该电极线120包括：若干条数量相等或不相等的细栅线121、主栅线122和防断栅线123，该细栅线121平行布置在该电池衬底110的上方，该主栅线122与细栅线121垂直布置，该防断栅线123与该主栅线122平行布置；该防断栅线123为间隔布置，以使每两条相邻的细栅线121通过该防断栅线123首尾连接。

其中，该细栅线121和防断栅线123通过银浆印刷而成，该主栅线122通过碳浆印刷而成。

示例地，本发明公开实施例中，铺设在电池衬底110上方的电极线120包括细栅线121、主栅线122和防断栅线123。细栅线121的数量为若干条且平行设置在电池衬底上方。主栅线122的数量也为若干条，主栅线122的数量与细栅线121相等或不相等，主栅线122与细栅线121垂直设置，细栅线121和主栅线122在电池衬底表面形成网格状结构。防断栅线123设置在电池片100外侧和/或电池片100内侧，与主栅线122平行布置，用于连接相邻的两条细栅线121，以使细栅线121彼此之间形成相连结构。图2为一种常见的电池片结构，如图2所示，现有技术中，在电池片的边缘处分别设置两条用于连接细栅线的边缘框线。本发明公开实施例中，将太阳能电池片100中的边缘框线设置为间隔的防断栅结构，如此，每两条相邻的细栅线121之间，或左侧通过防断栅线123相连，或右侧通过防断栅线123相连，形成首尾相连的结构。既能够保证收集电流的细栅线121之间没有断裂结构，细栅线121收集到的电流被主栅线122汇集，还能够减少电池片100中防断栅线123的数量，很大程度上降低生产成本。将封闭式外框栅线改为防断栅式栅线结构，所使用的栅线数量节省了近一半，这也意味着电池片制造成本下降，同时防断栅式外框栅线结构也可以有效地应对电池片制造过程中出现断栅导致细栅收集到的载流子数量减少的问题，假如防断栅连接的两根细栅，其中一根发生断栅，载流子依然可以通过防断栅运动到细栅被收集起来。

具体的，该防断栅线123包括布置在该细栅线121两端的防断栅线123和布置在该细栅线121中间的防断栅线123；该布置在该细栅线121两端的防断栅线123和该布置在该细栅线121中间的防断栅线123均为间隔设置，其中，每两条相邻的细栅线121之间一端通过该防断栅线123连接，另一端无防断栅线123连接，以形成间隔布置的防断栅线123以及细栅线121通过该防断栅线123首尾相连的结构。

示例地，如图1所示，防断栅线123分别设置在细栅线121的两端以及细栅线121中间，且均为间隔布置。其中，每两条相邻的细栅线121之间，仅有一端设置有防断栅线123，防断栅线123或设置于细栅线121左侧，或设置于细栅线121右侧。进一步的，为了防止设置于细栅线121两端的防断栅线123出现断开的现象导致收集电流的细栅线121之间无法形成闭合回路，本发明公开实施例中，还在细栅线121的中间设置间隔的防断栅线123。

另外，该电池片100的四周设置有楔形倒角或者圆弧形倒角。

进一步的，该主栅线122由直线结构和“V”字型结构组成；该直线结构的主栅线122一端与电池片100下边缘处的细栅线121相连，另一端与“V”字型结构主栅线122的下端相连；该“V”字型结构主栅线122上端的两个端点分别与电池片100上边缘处的细栅线121相连，以在该主栅线122和电池片100上边缘处的细栅线121之间形成“V”字型缺口。

示例地，本发明公开实施例中将主栅线122设置为直线结构和“V”字型结构，如图1所示，直线结构的主栅线122设置在“V”字型结构主栅线的下方，“V”字型结构主栅线122上端的两个端点分别与电池片100上边缘处的细栅线121相连。如此，该主栅线122和电池片100上边缘处的细栅线121之间形成的“V”字型缺口，能够在下游组件电池片时，方便电池片与电池片之间的焊接（即“V”字型缺口可用于焊接）。

图3为一种基于防断栅结构的太阳能电池片功耗确定方法的流程图，如图3所示，应用于一种基于防断栅结构的太阳能电池片，该方法包括：

在步骤310中，将每两条相邻的细栅线作为一个分组。

示例地，如图1所示，本发明公开实施例中，将每两条相邻的细栅线形成的矩形结构作为一个分组，该分组内包括两条相连的细栅线，若干条主栅线和防断栅线。

在步骤320中，根据每个分组对应的细栅线长度、相邻两条细栅线之间的距离和电阻率，确定每个分组内的功耗。

具体的，该根据每个分组内细栅线长度、相邻两条细栅线之间的距离和电阻率，确定每个分组内的功耗，包括：确定细栅线长度b、相邻两条细栅线之间的距离S和电阻率

根据细栅线长度b、相邻两条细栅线之间的距离S、电阻率

示例地，本发明公开实施例中，根据每个分组对应的细栅线长度b、相邻两条细栅线之间的距离S和电阻率

再进一步的，为了验证本发明公开实施例中提供的总功耗公式计算的正确性，对平行直线细栅（如图5所示）和正六边形细栅结构（如图4所示）的横向电阻功耗进行了计算，计算结果得知，采用正六边形细栅结构总功耗是平行直线细栅结构的2倍，这也解释了为什么目前市场上细栅采用平行直线设计，如果存在曲线，会不同程度地导致功耗的增加，从而使电池片的转换效率降低。

具体的，平行直线细栅结构和正六边形细栅结构的横向电阻功耗计算过程如下：

本发明公开实施例中，假设细栅线分布的范围为180 mm×180 mm，m为细栅线的数量，将平行直线结构的细栅线对应b=180 mm，S=1mm，m=180带入上述公式得

假设正六边形的边长为a，周长则为6a，细栅数量为m个才将电池片铺满，每个正六边形边与边相连共用，所以周长为3a，则可得以下方程式：

由以上两个方程组可得

再根据之前发明的总功耗计算公式可得

再进一步的，本发明公开实施例中，进一步验证平行直线细栅有外框连接栅线和无外框连接栅线分别对应的功耗。

在光照条件下，两根细栅之间的载流子会被距离最近的那根细栅收集，根据对称性，取一半的栅线间隔建立合适的二维平面坐标系，如附图6所示：细栅无外框连接栅线总功耗：由

细栅有防断栅总功耗，如图7所示，通过图7中的虚线将矩形框分解成一个直角三角形和一个直角梯形，由

以细栅无外框连接栅线为基准，总功耗设置为

因此，本发明公开实施例中，结合外框栅线的另一个作用——防断栅，从降本的角度考虑，将细栅外框栅线设计为防断栅结构，具体设计结构图如附图1所示。

在步骤330中，根据每个分组的功耗确定电池片的总功耗。

示例地，确定每个分组内的功耗后，根据电池片中分组的数量，确定电池片的总功耗。

另外，本发明公开实施例还提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括基于防断栅结构的太阳能电池片。

综上所述，本发明公开涉及一种基于防断栅结构的太阳能电池片、组件和功耗确定方法，该电池片包括：电池衬底和电极线，该电极线铺设在电池衬底上方；该电极线包括：若干条数量相等或不相等的细栅线、主栅线和防断栅线，该细栅线平行布置在该电池衬底的上方，该主栅线与细栅线垂直布置，该防断栅线与该主栅线平行布置；该防断栅线为间隔布置，以使每两条相邻的细栅线通过该防断栅线首尾连接。能够通过提出太阳能电池片细栅外框连接线采用防断栅结构，不仅可以减少了断栅的产生，还可以在不影响功耗的情况下降低制造成本。

另外，本发明公开实施例中还提出了一种合理的栅线横向电阻计算方式，可以很好地为网版设计提供理论支撑。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。