申请/专利权人：苏州腾晖光伏技术有限公司;苏州大学;常熟理工学院

申请日：2018-12-28

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109449221B

主分类号：H01L31/0224

分类号：H01L31/0224;H01L31/068;H01L31/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.04.02#实质审查的生效;2019.03.08#公开

摘要：本发明提供一种石墨烯晶硅太阳电池，包括硅片及设置于所述硅片表面的正极栅线，所述正极栅线包括多条相互平行的主栅及垂直于所述主栅的副栅；还包括石墨烯透明导电层，所述石墨烯透明导电层至少覆盖在所述副栅的表面。本发明相较于现有技术，在晶硅太阳电池上叠加石墨烯透明导电层，石墨烯具备透过率高，导电性好的优点，石墨烯与主栅、副栅形成良好的电气接触，从而充分利用石墨烯横向导电性好的优点，部分载流子通过石墨烯传输给主栅，减小副栅的载流子传输损耗；同时相比传统太阳电池可以减少副栅的排布数量，增加受光面积，提高电池短路电流和光电转换效率。

主权项：1.一种石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，包括硅片及设置于所述硅片表面的正极栅线，所述正极栅线包括多条相互平行的主栅及垂直于所述主栅的副栅；还包括石墨烯透明导电层，所述石墨烯透明导电层至少覆盖在所述副栅的表面；其中，还包括PET透光膜，所述石墨烯透明导电层附着于所述PET透光膜上，所述PET透光膜具有石墨烯透明导电层的一面与硅片表面相贴设；所述石墨烯透明导电层包括多个间隔的石墨烯导电单元，每个石墨烯导电单元覆盖至少一条副栅及与该副栅相连的主栅部分；所述PET透光膜对应于每个石墨烯导电单元的四周设有内凹的导胶槽，所述导胶槽内设有贯穿到对侧表面的溢胶孔，所述导胶槽内固结导电胶。

全文数据：一种石墨烯晶硅太阳电池及其制造方法技术领域本发明涉及太阳能光伏技术领域，具体是一种石墨烯晶硅太阳电池及其制造方法。背景技术在晶硅太阳电池中，正面电极负责从晶体硅中收集载流子，并传输给外电路。正面电极结构分为主栅和副栅，两者承担着不同的功能。其中，副栅负责从晶体硅中收集载流子，然后传输给主栅，接着主栅将载流子传输给焊带，进入外电路。出于对遮光面积和成本上的控制，副栅一般都比较细，而较细的副栅电阻较大，载流子经副栅传输给主栅过程中会出现功率损耗。目前，减小副栅传输载流子损耗的方法是增加主栅数量，而随着主栅数量的增加，副栅长度缩短，载流子在副栅上的传输路径变短，副栅电阻减小，功率损耗减小。但是，增加主栅数量会增加遮光面积，为了不增加遮光面积，就需要减小主栅宽度，而宽度的减小会加大在主栅上焊接焊带的难度，影响产品良率和可靠性。发明内容为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种石墨烯晶硅太阳电池及其制造方法。为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯晶硅太阳电池，包括硅片及设置于所述硅片表面的正极栅线，所述正极栅线包括多条相互平行的主栅及垂直于所述主栅的副栅；还包括石墨烯透明导电层，所述石墨烯透明导电层至少覆盖在所述副栅的表面。本发明相较于现有技术，在晶硅太阳电池上叠加石墨烯透明导电层，石墨烯具备透过率高，导电性好的优点，石墨烯与主栅、副栅形成良好的电气接触，从而充分利用石墨烯横向导电性好的优点，部分载流子通过石墨烯传输给主栅，减小副栅的载流子传输损耗；同时相比传统太阳电池可以减少副栅的排布数量，增加受光面积，提高电池短路电流和光电转换效率。进一步地，还包括PET透光膜，所述石墨烯透明导电层附着于所述PET透光膜上，所述PET透光膜具有石墨烯透明导电层的一面与硅片表面相贴设。采用上述优选的方案，通过PET透光膜作为载体，提升石墨烯透明导电层制备的便利性，提高生产效率。进一步地，所述石墨烯透明导电层包括多个间隔的石墨烯导电单元，每个石墨烯导电单元可覆盖至少一条副栅及与该副栅相连的主栅部分。采用上述优选的方案，石墨烯透明导电层通过单元化贴设，降低附着到硅片上难度，确保石墨烯透明导电层充分与副栅接触。进一步地，所述PET透光膜对应于每个石墨烯导电单元的四周设有内凹的导胶槽，所述导胶槽内设有贯穿到对侧表面的溢胶孔，所述导胶槽内固结导电胶。采用上述优选的方案，四周布置的导胶槽可以减少导电胶用量，通过导电胶将石墨烯导电单元稳定附着在硅片上。进一步地，所述PET透光膜上在相邻石墨烯导电单元的间隔区域设有多个渗胶结构单元，所述渗胶结构单元用于在PET透光膜和硅片之间填充UV固化胶。进一步地，所述渗胶结构单元包括PET透光膜上的主渗胶孔、均布在所述主渗胶孔周围的多个排胶孔以及连通所述主渗胶孔和排胶孔之间的纳胶槽，所述主渗胶孔和排胶孔贯穿所述PET透光膜，所述纳胶槽设置在所述PET透光膜与硅片相贴合的表面。采用上述优选的方案，进一步通过UV固化胶将PET透光膜稳定吸附在硅片表面，防止移位褶皱。一种石墨烯晶硅太阳电池的制造方法，包括以下步骤：1取一PET透光膜，在PET透光膜上标记出多块用于沉积石墨烯导电单元的区域，在各区域四周蚀刻内凹的导胶槽，在导胶槽内冲切溢胶孔；在PET透光膜上导胶槽的间隔区蚀刻星形分布有多条纳胶槽，在各纳胶槽的汇聚处冲切主渗胶孔，在纳胶槽的发散端分别冲切排胶孔；2取一第一辅膜，在第一辅膜上冲切出与石墨烯导电单元位置相匹配的框形通槽，并将第一辅膜贴设到所述PET透光膜需要附着石墨烯导电单元的一面；3在第一辅膜的框型通槽与PET透光膜形成的槽体内加入石墨烯溶液，并真空干燥形成石墨烯导电单元；4取一第二辅膜，在第二辅膜上冲切出避让PET透光膜上溢胶孔的镂空部，将第二辅膜贴设到PET透光膜上背于硅片的表面；5移除第一辅膜，在导胶槽内涂布导电胶，将PET透光膜贴设到硅片表面并压紧，加热固化导电胶；6移除第二辅膜，从主渗胶孔内冲入UV固化胶，压紧PET透光膜，最后紫外固化。采用上述优选的方案，提高石墨烯透明导电层的制备效率并稳定贴设到硅片表面，降低生产成本。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一种实施方式的结构示意图；图2是本发明一种实施方式的结构示意图；图3是本发明一种实施方式的结构示意图；图4是本发明一种实施方式的结构示意图；图5是本发明一种实施方式的结构示意图；图6是本发明一种实施方式的结构示意图；图7是本发明一种实施方式的结构示意图；图8是本发明一种实施方式的结构示意图；图9是本发明一种实施方式的结构示意图。图中数字和字母所表示的相应部件的名称：1-硅片；11-主栅；12-副栅；2-石墨烯透明导电层；21-石墨烯导电单元；3-PET透光膜；31-导胶槽；311-溢胶孔；312-导电胶；32-渗胶结构单元；321-主渗胶孔；322-排胶孔；323-纳胶槽；324-UV固化胶；4-第一辅膜；41-框形通槽；5-第二辅膜；51-镂空部。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-2所示，一种石墨烯晶硅太阳电池，包括硅片1及设置于硅片1表面的正极栅线，所述正极栅线包括多条相互平行的主栅11及垂直于主栅的副栅12；还包括石墨烯透明导电层2，石墨烯透明导电层2至少覆盖在副栅12的表面。采用上述技术方案的有益效果是：在晶硅太阳电池上叠加石墨烯透明导电层，石墨烯具备透过率高，导电性好的优点，石墨烯与主栅、副栅形成良好的电气接触，从而充分利用石墨烯横向导电性好的优点，部分载流子通过石墨烯传输给主栅，减小副栅的载流子传输损耗；同时相比传统太阳电池可以减少副栅的排布数量，增加受光面积，提高电池短路电流和光电转换效率。如图2、3所示，在本发明的另一些实施方式中，还包括PET透光膜3，石墨烯透明导电层2附着于PET透光膜3上，PET透光膜3具有石墨烯透明导电层的一面与硅片1表面相贴设。采用上述技术方案的有益效果是：通过PET透光膜作为载体，提升石墨烯透明导电层制备的便利性，提高生产效率。如图2、3所示，在本发明的另一些实施方式中，石墨烯透明导电层2包括多个间隔的石墨烯导电单元21，每个石墨烯导电单元21可覆盖至少一条副栅并与该副栅相连的主栅部分接触形成电导通。采用上述技术方案的有益效果是：石墨烯透明导电层通过单元化贴设，降低附着到硅片上难度，确保石墨烯透明导电层充分与副栅接触。如图3、8所示，在本发明的另一些实施方式中，PET透光膜3对应于每个石墨烯导电单元21的四周设有内凹的导胶槽31，导胶槽31内设有贯穿到对侧表面的溢胶孔311，导胶槽31内固结导电胶312。采用上述技术方案的有益效果是：四周布置的导胶槽可以减少导电胶用量，通过导电胶将石墨烯导电单元稳定附着在硅片上。如图2、3、9所示，在本发明的另一些实施方式中，PET透光膜3上在相邻石墨烯导电单元21的间隔区域设有多个渗胶结构单元32，渗胶结构单元32用于在PET透光膜和硅片之间填充UV固化胶324；渗胶结构单元32包括PET透光膜上的主渗胶孔321、均布在主渗胶孔321周围的多个排胶孔322以及连通主渗胶孔321和排胶孔322之间的纳胶槽323，主渗胶孔321和排胶孔322贯穿PET透光膜，纳胶槽323设置在PET透光膜与硅片相贴合的表面。采用上述技术方案的有益效果是：进一步通过UV固化胶将PET透光膜稳定吸附在硅片表面，防止移位褶皱。一种石墨烯晶硅太阳电池的制造方法，包括以下步骤：1取一PET透光膜，如图4，在PET透光膜3上标记出多块用于沉积石墨烯导电单元的区域，在各区域四周蚀刻内凹的导胶槽31，在导胶槽内冲切溢胶孔311；在PET透光膜上导胶槽的间隔区蚀刻星形分布有多条纳胶槽323，在各纳胶槽的汇聚处冲切主渗胶孔321，在纳胶槽323的发散端分别冲切排胶孔322；2取一第一辅膜，如图5，在第一辅膜4上冲切出与石墨烯导电单元位置相匹配的框形通槽41，并将第一辅膜贴设到PET透光膜3需要附着石墨烯导电单元的一面；3如图6，在第一辅膜4的框型通槽与PET透光膜形成的槽体内加入石墨烯溶液，并真空干燥形成石墨烯导电单，21；4取一第二辅膜，如图7所示，在第二辅膜5上冲切出避让PET透光膜上溢胶孔的镂空部51，将第二辅膜5贴设到PET透光膜3上背于硅片1的表面；5如图7、8，移除第一辅膜4，在导胶槽内涂布导电胶312，将PET透光膜贴设到硅片表面并压紧，加热固化导电胶；6如图9，移除第二辅膜5，从主渗胶孔内冲入UV固化胶324，压紧PET透光膜，最后紫外固化。采用上述技术方案的有益效果是：提高石墨烯透明导电层的制备效率并稳定贴设到硅片表面，降低生产成本。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，包括硅片及设置于所述硅片表面的正极栅线，所述正极栅线包括多条相互平行的主栅及垂直于所述主栅的副栅；还包括石墨烯透明导电层，所述石墨烯透明导电层至少覆盖在所述副栅的表面。2.根据权利要求1所述的石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，还包括PET透光膜，所述石墨烯透明导电层附着于所述PET透光膜上，所述PET透光膜具有石墨烯透明导电层的一面与硅片表面相贴设。3.根据权利要求2所述的石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，所述石墨烯透明导电层包括多个间隔的石墨烯导电单元，每个石墨烯导电单元可覆盖至少一条副栅及与该副栅相连的主栅部分。4.根据权利要求3所述的石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，所述PET透光膜对应于每个石墨烯导电单元的四周设有内凹的导胶槽，所述导胶槽内设有贯穿到对侧表面的溢胶孔，所述导胶槽内固结导电胶。5.根据权利要求4所述的石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，所述PET透光膜上在相邻石墨烯导电单元的间隔区域设有多个渗胶结构单元，所述渗胶结构单元用于在PET透光膜和硅片之间填充UV固化胶。6.根据权利要求5所述的石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，所述渗胶结构单元包括PET透光膜上的主渗胶孔、均布在所述主渗胶孔周围的多个排胶孔以及连通所述主渗胶孔和排胶孔之间的纳胶槽，所述主渗胶孔和排胶孔贯穿所述PET透光膜，所述纳胶槽设置在所述PET透光膜与硅片相贴合的表面。7.一种石墨烯晶硅太阳电池的制造方法，用于制造权利要求1-6任一所述的石墨烯晶硅太阳电池，其特征在于，包括以下步骤：1取一PET透光膜，在PET透光膜上标记出多块用于沉积石墨烯导电单元的区域，在各区域四周蚀刻内凹的导胶槽，在导胶槽内冲切溢胶孔；在PET透光膜上导胶槽的间隔区蚀刻星形分布有多条纳胶槽，在各纳胶槽的汇聚处冲切主渗胶孔，在纳胶槽的发散端分别冲切排胶孔；2取一第一辅膜，在第一辅膜上冲切出与石墨烯导电单元位置相匹配的框形通槽，并将第一辅膜贴设到所述PET透光膜需要附着石墨烯导电单元的一面；3在第一辅膜的框型通槽与PET透光膜形成的槽体内加入石墨烯溶液，并真空干燥形成石墨烯导电单元；4取一第二辅膜，在第二辅膜上冲切出避让PET透光膜上溢胶孔的镂空部，将第二辅膜贴设到PET透光膜上背于硅片的表面；5移除第一辅膜，在导胶槽内涂布导电胶，将PET透光膜贴设到硅片表面并压紧，加热固化导电胶；6移除第二辅膜，从主渗胶孔内冲入UV固化胶，压紧PET透光膜，最后紫外固化。

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