[00117853]一种晶硅太阳能电池片的栅线结构

① 课题来源与背景 本课题来源于浙江省2013年第三批省级新产品试制计划项目,项目编号为：2013D60SA440153。 太阳能行业是一个包括光热、光伏、光电的巨大行业。太阳能的利用方式主要有光伏发电系统、太阳能聚热系统、太阳能热水器、太阳能取暖和制冷等。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中最具意义的技术,成为世界各国研究应用的热点,在此领域的任何突破性进展,将对人类未来能源的利用产生革命性影响。在晶硅太阳能电池片的生产过程中,降低生产成本,提高电池片的转换效率和产能,探索新工艺、新技术,成为大家共同关注的课题。 太阳能电池的发展方向是低成本、高效率,因此先后出现了不同设计结构的太阳能电池,如绒面电池,BSF电池,激光刻槽埋栅电池,PERL电池等。在众多的太阳能电池结构中,选择性发射极（SE）电池提高太阳能电池的开路电压,短路电流和填充因子,从而达到提高光电转换效率的目的。SE电池主要对发射区进行优化设计,在金属电极所覆盖的区域进行深且高的掺杂,而在其他区域进行浅而低的掺杂,这样可以减少太阳能电池发射区的复合,降低太阳能电池的暗电流。 对于晶硅太阳能电池片来说,为了获得尽可能高的光电转化效率的重要途径之一是对电池片的栅线和电极结构进行详细设计。金属栅线的作用是把电池体内的光生电流引到电池外部。晶硅太阳电池栅线的最优设计是以电池总功率损耗最小为依据的。栅线结构设计得好,将使电池的串联电阻最小,从而使功率损耗最小、输出功率最大,这对大面积功率输出的单体太阳能电池片尤为重要。 本项目采用Schmid的选择性发射极工艺制备多晶硅太阳能电池片,工艺流程依次为酸式制绒,扩散,喷蜡,湿法刻蚀,PECVD和丝网印刷。本项目主要从上述工艺流程中的丝网印刷工艺角度出发,具体地说从栅线的设计结构出发,达到提高多晶硅太阳能电池片的光电转换效率,降低单耗的目的。 ②研究目的与意义 本项目研究的目的降低单晶硅太阳能电池片的生产成本,同时能够提高单晶硅太阳能电池片的光电转换效率,提高产品的市场竞争力。 公司在充分调研市场的基础上,结合多年对光伏行业的研发经验,设计了电池表面金属栅线结构和优化了网版参数,降低太阳能电池片的串联电阻,提高填充因子和短路电流,光电转换效率维持不变或略有提高。 ③创见与创新 本项目通过对栅线的设计结构进行优化,并使之与网版参数、烧结炉温度的设置互相匹配,达到既可以降低产品的成本,又可以提高晶硅太阳能电池片的光电转换效率的目的。围绕该项目预期达到的目标,采用的主要技术方案是： a. 主栅线由两根或三根分段的主栅线组成,每根主栅线由若干分段主栅线串联组成,并且在相邻两段主栅线之间采用两条细栅线连接,相邻两段主栅线间距相等,首尾两段主栅线的长度相同,其余各段主栅线的长度相同; b. 细栅线设计在相邻两条主栅线之间,且与主栅线平行,其宽度为8～15um; c. 若干副栅线中相邻两根之间的间距相等并且贯穿于主栅线,副栅线的两端为全封闭式,宽度为60～100um。 ④社会经济效益 1. 经济效益 本产品产生的经济效益如下：总收入为27300万元,实现利润达1032.48万元,该项目具有投资风险小,收益率高的特点,经济效益显著。 2.社会效益 在传统能源逐步枯竭、环境问题逐年加剧之际,可再生能源特别是太阳能的利用为人类提供了解决危机的途径,其产业潜力巨大。在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%,在我国,化石能源的比例达到92%。因此,在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。在众多新型清洁能源（如风能、潮汐能等）中,由于太阳能具有普遍性和能量巨大的优势而成为世界各国科学家研究的主要课题之一。太阳能发电技术具有较好的环境效益,必将有效地缓解日益增加的能源与环境压力,实现可持续发展。太阳能行业是一个包括光热、光伏、光电的巨大行业。太阳能的利用方式主要有光伏发电系统、太阳能聚热系统、太阳能热水器、太阳能取暖和制冷等。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中最具意义的技术,成为世界各国研究应用的热点,在此领域的任何突破性进展,将对人类未来能源的利用产生革命性影响。在晶硅太阳能电池片的生产过程中,降低生产成本,提高电池片的转换效率和产能,探索新工艺、新技术,成为大家共同关注的课题。本项目的实施,给本公司及用户带来了可观的经济效益,同时也推动了太阳能电池片制造工艺中的技术创新与进步。 ⑤历年获奖情况 在本项目的研发过程中,申请1项实用新型专利,并已授权,具体信息如下所示： 序号 专利申请号/授权号 专利名称 专利类型 1 ZL201320157871.5 一种太阳能电池的栅线结构 实用新型