太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構及太陽能電池的製作方法

2023-06-02 22:52:26 3

專利名稱：太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構及太陽能電池的製作方法
技術領域：
本實用新型關於一種圖樣化背面鋁膠電極結構及太陽能電池，特別關於一種應用 在太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構及太陽能電池。
背景技術：
在今日石油價格一再攀升，環保意識逐漸高漲，種種負面因素驅使著太陽能電池 技術迅速發展，太陽能電池正逐漸成為石化燃料的替代能源。然而目前太陽能電池技術尚 未成熟，各式太陽能電池的種類非常多，且各家製造材料、結構設計各有不同，但基本的太 陽能電池架構可分為P-N 二極體(PN Diode)、抗反射層(Antireflection)、正面金屬電極 (Front contact metal)、及背面金屬電極(Back contact metal)等四個部份。其中，背面金屬電極在矽晶太陽能電池中通常以網版印刷(Screen Printing)的 方法製作，請參照圖1所示，公知的背面電極結構1，由銀膠匯流電極12，區分成三塊鋁膠電 極金屬層11。其中，銀膠主要用來當作電池的電極，作為模塊串連的導線，在正反兩極皆有 使用。鋁膠則是用在太陽能電池的背面，為了避免電池背面載流電子的複合效應使得電池 效率降低，因此要在電池背面塗上鋁膠，高溫燒結後做為背面電場(BSF)，以增加載子收集 效率。然而，隨著太陽能電池的進步，矽片厚度不斷薄化、電池面積不斷增大，在網版印 刷後進行的高溫燒結步驟常會造成太陽能電池的破碎及翹曲。再者，在後段製程中，一般必 須將太陽能晶片以串聯方式連接，以產生所需的工作電壓，連接時亦會殘留應力及產生翹 曲現象。因此，如何降低太陽能電池薄片的破片率與電池片的翹曲度，提高製程的可靠度 及良率，已成為太陽能製造產業共同關注的焦點課題之一。

實用新型內容本實用新型的目的為提供一種應用在太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構及 太陽能電池，以改善太陽能電池薄片燒結後翹曲的問題以及後續焊接製程的熱應力，並且 能通過降低鋁膠使用量來降低成本。本實用新型可採用以下技術方案來實現的。本實用新型的一種太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構，其設置在一太陽能電 池的一基板的背面，所述圖樣化背面鋁膠電極結構包括多個匯流電極及一金屬層。所述匯 流電極間隔設置在背面上，金屬層亦設置在背面上，且以所述匯流電極而區分為多個區域， 各區域區分為多個區塊彼此電性連接。在本實用新型的一實施例中，各區域以至少一直線、曲線、弧線、不規則線或其組 合的間隙而區分為多個區塊。其中，區塊為規則或不規則的形狀。規則的形狀可為多邊形， 多邊形可為三角形、四邊形或其組合，且相鄰區塊通過至少一連接部彼此電性連接。在本實用新型的一實施例中，相同區域內的區塊的形狀為相同、實質相同或不相同。在本實用新型的一實施例中，不同區域內的區塊的形狀為相同、實質相同或不相 同。在本實用新型的一實施例中，相鄰在匯流電極兩側的區塊呈對稱配置。在本實用新型的一實施例中，其中間隙具有一第一端與一第二端，第一端接觸匯 流電極的其中之一，且第一端的線徑與第二端的線徑不同。另外，本實用新型的一種太陽能電池，包括一基板、一正面電極結構以及一圖樣化 背面鋁膠電極結構。其中，正面電極結構設置在基板的正面。圖樣化背面鋁膠電極結構設 置在基板的背面，圖樣化背面鋁膠電極結構包括多個匯流電極及一金屬層。所述匯流電極 間隔設置在基板的背面上，金屬層亦設置在基板的背面上，且金屬層以所述匯流電極而區 分為多個區域，各區域區分為多個區塊彼此電性連接。在本實用新型的一實施例中，各區域以至少一直線、曲線、弧線、不規則線或其組 合的間隙而區分為多個區塊。其中，所述區塊為規則或不規則的形狀。規則的形狀可為多 邊形，多邊形可為三角形、四邊形或其組合，且相鄰區塊通過至少一連接部彼此電性連接。在本實用新型的一實施例中，相同區域內的區塊的形狀為相同、實質相同或不相 同。在本實用新型的一實施例中，不同區域內的區塊的形狀為相同、實質相同或不相 同。在本實用新型的一實施例中，相鄰在匯流電極兩側的區塊呈對稱配置。在本實用新型的一實施例中，其中間隙具有一第一端與一第二端，第一端接觸匯 流電極的其中之一，且第一端的線徑與第二端的線徑不同。承上所述，本實用新型的背面金屬層由原本以背面匯流電極區分成三個區域，改 良成以背面匯流電極和間隙區分為n*n或者m*n的區塊，其中m，n皆為正整數，且間隙上可 無覆蓋或有其它材質覆蓋。與公知技術相較，本實用新型通過背面匯流電極分割背面金屬 層成為三個以上的區塊，同時預留些許間隙以避免各區塊間發生翹曲或破碎的問題，另外 兼具節省鋁膠使用量的好處，故可有效降低薄型太陽能電池的不良率與電池片的翹曲度， 並降低成本。

圖1為公知的背面鋁膠電極的示意圖；圖2為依據本實用新型第一優選實施例的太陽能電池及其圖樣化背面鋁膠電極 結構的後視圖；以及圖3至圖7為依據本實用新型不同優選實施例的太陽能電池及其圖樣化背面鋁膠 電極結構的後視圖。主要組件符號說明1:背面電極結構11 背面金屬層12 匯流電極2、3、4、5、6、7 圖樣化背面鋁膠電極結構[0029]20、30 基板21、31、41、61 背面金屬層22、32、42、52、62、72 匯流電極23、33、43、53、63、73 橫向間隙24、34、44、54、64、74 連接部26a、26b、26c、36a、36b、36c、46、56a、56b、56c、66、76a、76b、76c 以匯流電極區分 的區域27、37、47、57、67、77:區塊35、55、75 直向間隙631、731 橫向間隙的第一端632、732 橫向間隙的第二端
具體實施方式
以下將參照相關圖式，說明依本實用新型優選實施例的一種太陽能電池的圖樣化 背面鋁膠電極結構及太陽能電池，其中相同的組件將以相同的組件符號加以說明。請參照圖2所示，其為依據本實用新型第一優選實施例的一種圖樣化背面鋁膠電 極的後視圖。在本實施例中，圖樣化背面鋁膠電極結構2設置在太陽能電池的一基板20的 背面，圖樣化背面鋁膠電極結構2包括一金屬層21及多個匯流電極22。在本實施例中，金 屬層21的材料為鋁膠。其中，金屬層21以匯流電極22而區分為多個區域^a，各 區域^a ^c以多個橫向間隙23區分為多個相同的矩形區塊27，其多個橫向間隙23上 可無覆蓋或有其它材質覆蓋，且相鄰的區塊27通過一連接部M彼此電性連接。需特別注 意的是，在本實用新型中，以3個區域^aJ6b、26c及12個區塊27為例進行說明，但非用 以限制本實用新型。請參照圖3所示，其為本實用新型的第二優選實施例的後視圖。在本實施例中，圖 樣化背面鋁膠電極結構3設置在太陽能電池的基板30的背面。位在相鄰匯流電極32間區 域36b內的區塊37由多個直向間隙35部分隔開，其多個直向間隙35上可無覆蓋或有其它 材質覆蓋，且相鄰的區塊37通過多個連接部34彼此電性連接。另外，在本實施例中，直向 間隙35與多個匯流電極32實質上為彼此平行設置，而相鄰在匯流電極32兩側的區域36 則分別通過橫向間隙33分割為矩形區塊37，其多個橫向間隙33上可無覆蓋或有其它材質 覆蓋，且各橫向間隙33兩側的區塊37呈對稱配置。在本實施例中相同區域及不相同區域 內的區塊37形狀實質相同，而需特別說明的是，本實用新型中所謂實質相同是指無論因制 程或設備誤差而造成的些許差異均屬在內。請參照圖4所示，其為本實用新型的第三優選實施例的後視圖，金屬層41以匯流 電極42而區分為多個區域46，各區域46以多個間隙43而區分為多個區塊47，在本實施例 中，間隙43為斜向的直線，其上方可無覆蓋或有其它材質覆蓋，且相鄰的區塊47通過多個 連接部44彼此電性連接。此外，相鄰在所述匯流電極42兩側的區塊47呈對稱配置，所述 區塊47的形狀可為多邊形，多邊形可為三角形、四邊形或其組合，在本實施例中為一梯形 及其組合，且相同區域及不相同區域內的區塊47形狀皆不相同。另外，在實際運用上，各區 域46可通過至少一直線、曲線、弧線、不規則線或其組合的間隙43而區分為多個區塊47。[0043]請參照圖5所示，其為本實用新型的第四優選實施例的示意圖，其中位在相鄰匯 流電極52間區域56b內的區塊，由一直向間隙55部分隔開且相鄰的區塊57通過至少一連 接部M彼此電性連接，其多個直向間隙55上可無覆蓋或有其它材質覆蓋，且直向間隙55 與多個匯流電極52彼此平行設置。各區域56a 56c以至少一直線、曲線、弧線、不規則線 或其組合的間隙53而區分為多個區塊57，且相鄰在所述匯流電極52兩側的區塊57呈對稱 配置，在本實施例中，間隙53為斜向的直線，其上方可無覆蓋或有其它材質覆蓋，相鄰的區 塊57通過至少一連接部M彼此電性連接。而區塊57的形狀可為多邊形，多邊形可為三角 形、四邊形或其組合，在本實施例中為一梯形及其組合，其相同區域及不相同區域內的區塊 57形狀皆不相同。請參照圖6所示，其為本實用新型的第五優選實施例的示意圖，金屬層61以匯流 電極62而區分為多個區域66，各區域66以至少一直線、曲線、弧線、不規則線或其組合的間 隙63而區分為多個區塊67，在本實施例中，間隙63為斜向的直線，其上方可無覆蓋或有其 它材質覆蓋，相鄰的區塊67通過多個連接部64彼此電性連接。再者，間隙63具有一第一端631與一第二端632。第一端631接觸匯流電極62的 其中之一，且第一端631的線徑dl大於第二端632的線徑d2。請參照圖7所示，其為本實用新型的第六優選實施例的示意圖，其中位在相鄰匯 流電極72間區域76b內的區塊77，由一直向間隙75部分隔開且相鄰區塊77通過至少一 連接部74彼此電性連接，且直向間隙75與多個匯流電極72彼此平行設置。各區域76a 76c以至少一直線、曲線、弧線、不規則線或其組合的間隙73而區分為多個區塊77，且相鄰 在匯流電極72兩側的區塊77呈對稱配置，相鄰區塊77通過多個連接部74彼此電性連接， 在本實施例中，間隙73為斜向的直線，其上方可無覆蓋或有其它材質覆蓋。再者，間隙73具有一第一端731與一第二端732，其第一端731接觸匯流電極72 的其中之一，且第一端731的線徑dl大於第二端732的線徑d2。綜上所述，本實用新型的背面金屬層從原本的以背面匯流電極區分成三個區域， 改良成以背面匯流電極和間隙區分為n*n或者m*n的區塊，其中m，η皆為正整數，且間隙 上可無覆蓋或有其它材質覆蓋。與公知的技術相較，本實用新型可通過分割背面金屬層成 三個以上的區塊，並預留些許間隙以避免太陽能電池薄片燒結後，因背面金屬層膨脹不均 而產生的翹曲、甚至破片的問題，再者，亦可避免後段製程製造太陽電池模塊時，太陽能芯 片以串聯方式連接時造成殘留應力及翹曲現象，同時可節省構成背面金屬層的鋁膠的使用 量，因此能有效地提升太陽能電池整體製程的良率並降低成本。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本實用新型的精神與範疇，而 對其進行的等效修改或變更，均應包括在權利要求所限定的範圍內。
權利要求1.一種太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構，其設置在一太陽能電池的一基板的背 面，其特徵在於，所述圖樣化背面鋁膠電極結構包括多個匯流電極，間隔設置在所述背面上；以及一金屬層，設置在所述背面上，所述金屬層以所述匯流電極而區分為多個區域，各區域 區分為多個區塊彼此電性連接。
2.根據權利要求1所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，各區域以至少一直 線、曲線、弧線或其組合的間隙而區分為多個區塊。
3.根據權利要求1或2所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，所述區塊的形狀 為多邊形。
4.根據權利要求3所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，所述多邊形為三角 形、四邊形或其組合。
5.根據權利要求1或2所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，相同區域內或不 同區域內的所述區塊的形狀為相同或實質相同。
6.根據權利要求1或2所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，相同區域內或不 同區域內的所述區塊的形狀為不相同。
7.根據權利要求1或2所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，相鄰區塊通過至 少一連接部彼此電性連接。
8.根據權利要求1或2所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，相鄰在所述匯流 電極兩側的所述區塊呈對稱配置。
9.根據權利要求2所述的圖樣化背面鋁膠電極結構，其特徵在於，所述間隙分別具有 一第一端與一第二端，所述第一端接觸所述匯流電極的其中之一，且所述第一端的線徑與 所述第二端的線徑不同。
10.一種太陽能電池，其特徵在於，包括一基板；一正面電極結構，設置在所述基板的正面；以及一圖樣化背面鋁膠電極結構，設置在所述基板的背面，所述圖樣化背面鋁膠電極結構 包括多個匯流電極，間隔設置在所述背面上；及一金屬層，設置在所述背面上，所述金屬層以所述匯流電極而區分為多個區域，各區域 區分為多個區塊彼此電性連接。
專利摘要一種太陽能電池的圖樣化背面鋁膠電極結構，設置在一太陽能電池的一基板的背面，所述圖樣化背面鋁膠電極結構包括多個匯流電極及金屬層。多個匯流電極間隔設置在所述背面上，金屬層亦設置在所述背面上，所述金屬層以匯流電極區分為多個區域，各區域分為多個區塊彼此電性連接。本實用新型的圖樣化背面鋁膠電極結構，將背面金屬層分割成較小的區塊，可使製程的可靠度及良率上升，並且降低使用鋁膠的成本。
文檔編號H01L31/0224GK201853712SQ201020285448
公開日2011年6月1日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者戴煜暐, 林思佑, 簡銘萱, 陳永芳 申請人:新日光能源科技股份有限公司