[发明专利]单晶硅太阳能电池片

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种电极栅线与绒面金字塔结构间具有特定位置关系的单晶硅太阳能电池片。

背景技术

太阳能电池在光照下产生光生载流子，其中光生电子通过电池表面传输到电极栅线，并被电极栅线收集。另外，为了增强硅片对太阳光的吸收，需要对硅片表面进行制绒，制绒后会在硅片表面形成具有金字塔结构的绒面。在光生电子沿硅片表面向电极栅线行进的过程中，需要翻越这些金字塔结构。因此，硅片绒面微观金字塔结构与宏观电极栅线的相对位置将直接影响太阳能电池的电流收集效率。在传统技术中，少有考虑这种相对位置关系。这样带来的问题是，从微观来看，在很多情况下，电子并没有通过最优的途径传输到栅线上，从而在无意识的情况下影响了载流子的收集效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶硅太阳能电池片，其能有效利用硅片绒面金字塔结构的底边传输光生电子，且不会使光生电子在该金字塔结构（正四棱锥）底边上产生路径延长，缩短光生电子在硅片表面的传输距离，有效提高电子的收集效率，进而提高电池转换效率；在不影响电池转换效率的情况下，还可以减少栅线密度，进而降低成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种单晶硅太阳能电池片，包括具有金字塔结构绒面的硅片和电极栅线，所述电极栅线上各处切线与某一金字塔结构的底面四边中一边的夹角为0-10度或80-90度。

优选的，所述电极栅线上各处切线与某一金字塔结构底面四边中一边平行或垂直。

优选的，所述金字塔结构是在硅片表面凸起的正金字塔结构或凹陷的倒金字塔结构。

优选的，所述电极栅线为直线、弧线或曲折线。

优选的，所述电极栅线为电池正面栅线或电池背面栅线。

众所周知，光生电子到达硅片表面后，由电极栅线收集，在光生电子沿硅片表面向电极栅线行进的过程中，可能会遇到硅片表面的金字塔结构，并沿着该金字塔结构的表面和/或边沿行进，进而翻越该金字塔结构。显而易见，不管该金字塔结构是硅片表面上凸起的正金字塔结构，还是硅片表面上凹陷的倒金字塔结构，光生电子在翻越这些金字塔结构时，相较于在平面行进，一般都会相对延长到达电极栅线的行进距离。为了减少光生电子受到翻越金字塔结构而引起的路径延长，一种可行的办法是让光生电子有机会在金字塔结构底边行进，这样光生电子就是在平面行进。但另一个需要考虑的问题是，光生电子在平面行进时，只有其行进方向与电极栅线基本垂直时，光生电子才处于向着电极栅线的最短路径；其他路径都会因为其路径方向与电极栅线存在较大角度，而相较于上述最短路径变得更长。故为了减少光生电子受到翻越金字塔结构而引起的路径延长，在让光生电子有机会在金字塔结构底边行进的同时，还要充分考虑金字塔结构底边与电极栅线的相对位置关系。而现有技术中，受到常规工艺的思想束缚，本领域技术人员既没有意向去研究和调整光生电子在硅片表面行进时受金字塔结构影响所引起的路径延长，也没有意向去研究和调整光生电子沿着金字塔结构底边行进的利弊，更没有意向去研究和调整金字塔结构底边与电极栅线的相对位置关系。

现有技术中，对常规单晶硅片进行碱制绒后，在硅片表面形成具有金字塔结构的绒面，绒面金字塔结构的底边与硅片边缘成约45度夹角，也与常规印刷的电极栅线成约45度夹角。（常规印刷的电极栅线与硅片边缘平行或垂直。）本发明单晶硅太阳能电池片，其电极栅线上各处切线与绒面某一金字塔结构的底面四边中一边的夹角为0-10度或80-90度，由于绒面各个金字塔结构的底面都是正方形，各个金字塔结构的底边两两一组相互平行或垂直，故本发明中每个金字塔结构底面四边中有一组对边与电极栅线基本垂直。

本发明每个金字塔结构底面四边中有一组对边与电极栅线基本垂直，光生电子经过金字塔结构时，就有更多机会沿着与电极栅线基本垂直的金字塔结构底边行进，这样光生电子在平面行进的同时，还处于向着电极栅线的最短路径上。而现有技术中金字塔结构的底边与电极栅线成约45度夹角，光生电子经过金字塔结构时，一般都要上下翻越这些金字塔结构，相较于光生电子在平面行进，相对延长了到达电极栅线的行进距离；且由于现有技术中金字塔结构的底边与电极栅线成约45度夹角，这些金字塔结构的底边也无法构成平面行进的最短路径。