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晶硅光伏电池正面电极:从多主栅到无主栅

文字:[大][中][小] 2014-7-16    浏览次数:1345    
太阳能电池的正面设计交织着太多的优化、约束和妥协,这里也因此成了厂家专利申请和设备制造商新技术研发的必争之地。传统晶硅电池正面采用银质的细栅和主栅将电池产生的电能收集并传到出去。为什么最近几年陆续有厂家尝试将主栅数量从2根提到到3、4甚至是5根?究竟主栅的数量在多少合适?为什么Schmid,Meyer Burger和GT Advanced Technology都提出了自己的无主栅正面金属化方案?
  近几年来,太阳能电池主栅的数量成为人们口中的热门话题。电池厂商从提高效率的角度将主栅从2根提高到3跟甚至5根,而设备制造商从降低成本的角度出发也打起了主栅数量的主意,将原本焊接在银主栅上的焊带替换为铜电极并一口气将数量提升到十几条甚至几十条。为做区分,本文将这两种提高主栅数量的技术路线分别称为多主栅和无主栅技术,两个技术殊途同归,拥有高性能和低成本两方面优势,本文将向你介绍这一技术发展的前世今生。
  电极的设计
  太阳光从电池正面进入电池,正面的金属电极会遮挡一部分硅片,这部分照在电极上的光能也就无法转变成电能,从这个角度看,我们希望栅线做的越细越好。而栅线的责任在于传导电流,从电阻率的角度分析,栅线越细则导电横截面积越小,电阻损失越大。因此主栅和副栅设计的核心是在遮光和导电之间取得平衡。
  此外,由于制作栅线的浆料主要成分为价格较高的贵金属银,而将电池串联为组件的过程中需要将一片电池的主栅通过焊带与相邻电池的背面焊接。因此电池正面电极的设计还牵扯成本和焊接工艺等复杂的方面。正是在种种妥协下,在5寸硅片占市场主流的岁月中,晶硅电池的电极设计都保持着人们印象中的细栅配合2条主栅的结构。随着近年来硅片尺寸的变大,细栅长度被迫加长;而随着网印技术的改进,网印栅线越做越细;最后近年来硅片成本大幅下滑后,用于正面电极的银浆材料在电池生产成本中的份额逐渐提升。这些因素都对电池正面电极的设计提出了新的要求。
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