[發明專利]用于減少柵線遮擋損失光伏玻璃的太陽電池柵線設計方法

有效

• 申請號: 201810769777.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108987494B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李曉東;杜永超;孫希鵬;鐵劍銳;梁存寶;王鑫;劉春明;許軍;肖志斌
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所;天津恒電空間電源有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明公開了一種用于減少柵線遮擋損失光伏玻璃的太陽電池柵線設計方法，屬于太陽電池技術領域，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：確定細柵損失；具體為：以太陽電池柵線發熱損失P_f、表面薄層電阻發熱損失P_v、柵線遮擋損失P_u為衡量太陽電池細柵損失的主要因素；步驟二：確定主柵效率損失；步驟三：確定總柵線損失；步驟四、引入“減遮擋玻璃”后，對主柵的效率損失和太陽電池細柵效率損失進行修訂。通過采用上述技術方案，本發明針對現有技術的缺陷，采用“減遮擋玻璃”的太陽電池柵線設計，引入了柵線遮擋因子，從而進一步優化柵線設計，優化太陽電池轉換效率。

技術領域

本發明屬于太陽電池技術領域，特別是涉及一種用于減少柵線遮擋損失光伏玻璃的太陽電池柵線設計方法。

背景技術

太陽能是一種取之不盡用之不竭的能源，采用太陽電池可以將太陽能轉換為電能，這種發電方式清潔無污染，前景非常廣闊。太陽電池一般采用硅作為主要原材料，利用硅半導體的光電效應特性，采用大面積硅二極管結構實現對陽光的有效接收，并使用表面柵線將光生電流導出到外電路，實現發電的功能。

在將硅太陽電池片加工為電池組件產品的過程中，采用層壓的方式把光伏玻璃覆蓋在硅太陽電池表面，達到保護的作用。光伏玻璃的制備方式一般為壓延法。壓延法制備光伏玻璃的流程是將玻璃液由池窖沿著流道流出，送入成對的用水冷卻的中空壓輥，經過輥壓成為玻璃平板，再送入退火窯退火，最終得到成形的玻璃產品。

為降低太陽電池柵線損失，我們提出了“一種減少太陽電池柵線遮擋損失的光伏玻璃”(以下簡稱“減遮擋玻璃”)，這種玻璃是在壓延法制備光伏玻璃的基礎上，在玻璃表面制備“V”形條紋，使柵線正表面的入射光繞過柵線到達太陽電池表面，達到增強太陽電池效率的作用。

一般而言，柵線均在“柵線遮光率100％”(柵線完全遮光)的前提下進行設計，采用“減遮擋玻璃”，可以達到減少柵線遮擋的效果，因此現有柵線設計不適用采用“減遮擋玻璃”的太陽電池結構。本發明為該問題提出了解決方案。

發明內容

本發明的目的在于：提出一種用于減少柵線遮擋損失光伏玻璃的太陽電池柵線設計方法。該專利克服現有技術中柵線設計與“減遮擋玻璃”不匹配的問題，以增強太陽電池效率。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種用于減少柵線遮擋損失光伏玻璃的太陽電池柵線設計方法，包括以下步驟：

步驟一：確定細柵損失；具體為：以太陽電池柵線發熱損失P_f、表面薄層電阻發熱損失P_v、柵線遮擋損失P_u為衡量太陽電池細柵損失的主要因素；

太陽電池細柵效率損失為：

其中各部分的損失分別為：

其中，J_m為電池片工作點電流密度，單位是A/cm²，V_m為電池片工作點電壓，L_f為柵線長度，H為柵線高度，R_metal為柵線電阻率，R_sheet為電池片表面方阻，W_f為細柵寬度，D_f為細柵間距，P_in為在AM1.5光照條件下的入射光功率；x為從柵線末端到研究微元之間的距離，研究微元從0積分到L_f，得到長度L_f.的柵線計算單元的損失功率。

步驟二：確定主柵效率損失；主柵條數為N，主柵的效率損失為：