顶部接触的设计不仅涉及最小化排线和主栅线电阻，而且还涉及与顶部接触相关的总体损耗的减少。这些包括发射极中的电阻损耗、金属顶部接触中的电阻损耗以及阴影遮蔽损耗。决定这些损耗大小的顶部接触设计的关键特征是排线和主栅线间距、金属高宽比、最小金属线宽度和金属电阻率。这些如下图所示。
顶面接触方案的主要特征。
排线间距对发射极电阻的影响
顶部接触设计的一个重要因素是发射极的电阻损耗。如发射极电阻页面所示，发射极的功率损耗取决于线间距的立方，因此，对于低发射极电阻而言，较短的排线间距是理想的。
栅极电阻
栅极电阻由用于制造金属接触的金属的电阻率、金属化样式和金属化方案的高宽比决定。太阳能电池需要低电阻率和高金属高宽比，但实际上受到用于制造太阳能电池的制造技术的限制。
阴影遮挡损耗
阴影遮挡损耗是由于太阳能电池顶表面存在金属而导致的，金属阻止了光进入太阳能电池。遮光损失由顶面的透明度决定，对于平面顶面，透明度被定义为顶面被金属覆盖的部分。透明度由表面上金属线的宽度和金属线的间距决定。一个重要的实际限制是与特定金属化技术相关的最小线宽。对于相同的透明度，窄线宽技术可以具有更小的排线间距，从而减少发射极电阻损耗。
设计规则
虽然存在多种顶部接触方案，但出于实际原因，大多数顶表面金属化图样相对简单且高度对称。对称接触方案可以分解为单位电池，并且可以确定几个广泛的设计规则。如下所示1：
- 当主栅线的电阻损耗等于其阴影遮挡损耗时，即为主栅线的最佳宽度 WB ；
- 锥形母线比等宽母线的损耗更低；和
- 单位电池越小，排线宽度 WF 越小，排线间距 S 越小，损耗越低。
显示主栅线和排线的顶部接触设计示意图 1。
PV Lighthouse Metal Grid Calculator金属网格计算器提供了用于设计和开发顶部网格图案的程序
- 1. a. b. , “Optimizing Solar Cell Performance by Simultaneous Consideration of Grid Pattern Design and Interconnect Configurations”, 13th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. Washington, D.C., USA, pp. 1-8, 1978.
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