[发明专利]一种光伏电池的电极结构及制备方法

说明书

本发明涉及一种光伏电池的电极结构及制备方法，包括硅片和位于硅片表面的透明导电膜，所述的透明导电膜表面设有导电金属丝，多根导电金属丝在透明导电膜表面排列形成特定的电极图案，导电金属丝与透明导电薄膜直接或者通过导电介质进行连接形成光伏电池的电极结构。本发明无需高温烧结工艺，可以应用于制备异质结光伏电池，导电金属丝的导电率高于银浆，相同耗量的电极材料，光伏电池的转换效率更高，通过拉伸工艺制备得到导电金属丝取代高成本的银浆，降低了光伏电池的制作成本，电极横截面可根据需求制备成不同形状，有利于进一步提高光伏电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，尤其是一种光伏电池的电极结构及制备方法。

背景技术

光伏技术在近期得到了长足的发展，并有望在未来成为主要的能源之一。光伏电池表面的电极能够把光伏电池内部产生的光生电流传导到电池外部，其主要有两种制备方法：

1、光伏电池表面沉积一层透明非导电介质层，其后在介质层表面部分区域沉积一层银浆，随之进行高温烧结。烧结过程首先高温去除银浆内部的有机溶剂和有机粘结剂，同时银浆内部的活性成分可以把银浆下面的介质层烧蚀，从而让银浆和光伏电池内部形成导电通道，通过沉积不同银浆图案就可以制备成光伏电池电极。

2、光伏电池表面沉积一层透明导电薄膜，其后在导电薄膜表面部分区域沉积一层银浆，或者通过电镀的方法在导电薄膜表面部分区域覆盖上成分为银或者铜的导电材料，然后无需高温烧蚀工艺，只需要低温固化工艺，将不同图案的电极和透明导电薄膜连接起来。

目前光伏行业主要通过高温烧结方法制备光伏电池的电极，没有大规模采用低温工艺制备光伏电池电极原因有：如果采用直接沉积银浆，由于缺少后续高温烧结工艺，银浆内部大量的有机粘结剂无法去除，导致最终成型的银浆导电率不高。为了保持光伏电池转换效率，需要使用大量的银浆，材料成本过高；而电镀方法制备的电极导电率虽然较高，但是电镀工艺流程复杂，首先需要在电池表面形成局部导电区域，接着在局部导电区域电镀种子层，再电镀铜电极，接着在铜电极表面电镀保护层；并且电镀工艺本身对环境不友好，废水废液处理技术要求高，导致电镀法制备电极的生产运行成本过高。

不过，由于异质结光伏电池要求所有的电池制备工艺温度低于200度，采用高温烧结工艺制备的电池表面电极无法用于异质结光伏电池，越来越多的研究关注到了低温工艺上面。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种采用低温工艺的光伏电池的电极结构及制备方法，无需高温烧结过程即可应用于制备异质结光伏电池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏电池的电极结构，包括作为光伏电池半成品的硅片和位于硅片表面的透明导电膜，所述的透明导电膜表面设有导电金属丝，多根导电金属丝在透明导电膜表面排列形成特定的电极图案，根据光伏电池光生电流输运需求，电极图案包括但不限于H形电极图案、平行电极图案或者其他电极图案。

同时，根据光伏电池光生电流输运需求，多根导电金属丝可以在透明导电膜面表面形成单层结构或者多层结构的光伏电池电极。

进一步地，所述的透明导电膜与导电金属丝之间设有导电介质，所述的导电介质包含但不限于焊料、锡膏、导电胶及导电膜，这样导电金属丝可以通过其表面的焊料直接与透明导电膜形成电学连接，也可以通过导电介质，将导电金属丝与透明导电膜形成电学连接。

所述的透明导电膜由单层或者多层薄膜组成，透明导电膜的成分包含但不限于铟掺杂三氧化锡、铝掺杂氧化锌等氧化物导电薄膜。

所述的导电金属丝优选为铜丝，也可选用其他导电的金属丝；所述铜丝的横截面可以但不限于圆形、矩形、梯形或者其他几何图形，铜丝在透明导电膜上的投影宽度小于0.1mm。