CN102637773A - 一种晶硅太阳能mwt电池及制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种晶硅太阳能MWT电池及制作方法，所述MWT电池通过独特的八字形分布打孔方式，实现上下穿孔电极的导通，在裸片上打好孔后，进行制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。丝印段步骤为：同时印刷背面正电极和背面负电极；印刷背电场；同时印刷正面栅线和正面填孔栅线。电池片的互连全在背面实现，采用传统的焊接工艺，从电池片的背面负电极(或背面负电极)串焊到电池片的背面负电极(或背面负电极)，实现了与传统组件工艺的高兼容性，解决了目前市场MWT电池的组件成本高的问题。电池表面的遮光面积从传统H型电池的5-7％降到MWT电池的3％左右，从而达到提高效率降低成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶硅太阳能MWT电池及制作方法。
背景技术
晶硅太阳能电池利用晶体硅作为材料制作的将光能转化为电能的发电装置。
面对越来越严重的全球能源危机以及气候环保问题，作为清洁能源的太阳能光伏发电必然成为选择。目前太阳能光伏发电成本高于传统的火力发电，为了实现太阳能光伏发电平价化，提高效率降低成本成为整个行业的目标，而提高效率最重要的环节又在太阳能电池环节。
提高晶硅太阳能电池效率的方案很多，目前MWT电池技术是最可行的技术之一。现行业内已有两种成熟的MWT电池技术。
技术(1)荷兰ECN设计的16孔MWT电池，电池结构为：正面由16(4X4)个花瓣图形均匀分布而成，16个孔处在花瓣中心，花瓣收集的电流经由孔传输到背面连通的圆盘处；背面电流由15(3X5)个背电极焊盘收集。
技术(2)德国I SE设计的三列孔式MWT电池，电池结构为：正面采用传统的细栅线设计(主栅除去)，通过细栅下的通孔将正面电流传输到背面的栅线(或圆盘)处，通孔位置与传统三主栅电池一样。背面电流通过四排(4X5)圆盘收集。
技术(1)的缺点：
后续的组件技术复杂，比如需要专门设计的PCB印刷电路背板和打孔对位精确的EVA，设备投入成本增加。针对此种16孔设计方案，设备制造商SIBCO制造了配套的EUROTRON设备，价格高昂。
电池片互连是在圆形焊盘上实现的，此焊盘需要与EVA上的孔对准，由于机器的对位精度问题，势必影响其组件的良品率。
技术(2)的缺点：
正面实现边缘隔离，造成隔离处PN结损伤，降低受光面积。
边缘隔离和正负电极隔离分开，要不增加一台激光设备，增加成本；要不在一台激光设备中实现翻片，降低生产率。
圆盘与背场的隔离采用绝缘胶，在焊接和层压时，由于受热和挤压的问题，容易造成隐裂和碎片，不良品增加。
发明内容
本发明的目的主要是为了解决现有技术的不足，提供一种晶硅太阳能MWT电池设计和制作方法，使得电极的互连与传统焊接工艺兼容，降低MWT电池组件封装成本，加速MWT电池的产业化。
一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，含有以下步骤：首先在裸硅片上进行八字形分布激光打孔，而后进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。丝印段步骤为：①同时印刷背面正电极(1)和背面负电极(2)；②印刷背电场(3)；③同时印刷正面栅线(4)和正面填孔栅线(5)。
一种晶硅太阳能MWT电池，字形电极分布：八字形孔连线是电池片的四等分点(O)连接六等分点(P)，并在基础上，O点向中间，P点向边缘偏移最大7mm，平均3-4根栅线打一个孔，孔径80-120um；细栅宽度50-90um，栅线条数65-80；正面的填孔栅线间断分布，间距取决于细栅(4)间距，A组填孔栅线(5)宽度100-150um，B和C组填孔栅线(5)宽度150-250um；背面正电极(1)和背面负电极(2)宽度0.8-1.5mm，背面负电极(2)与背场(3)间距0.5-1mm；背面边缘(6)和正负电极(7)的隔离，边缘隔离线距离硅片边缘100-300um，背面负电极(2)和背场(3)的隔离线处在两者间距的中线；隔离线的宽度15-30um，深度10um左右。
本发明主要针对如何简化MWT电池组件封装工艺，降低现有MWT电池组件高昂的设备投入；并将边缘激光隔离改在背面，增加受光面积，提高效率。
本发明的优点是：
1.八字形电极设计；
容易实现电池的互连，与传统焊接工艺兼容，降低高昂的设备投入，加速MWT电池产业化；
2.背面实现边缘隔离；
将边缘隔离从正面改为背面，增加正面PN结面积，增加受光面积，提升电池片效率；
3.背面同时实现边缘和正负电极的隔离；
将边缘隔离和电极隔离放在一道工序，节约生产时间，提高生产率。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
图1为本发明的MWT电池电极结构正面图形示意图；
图2为本发明的MWT电池电极结构背面图形示意图；
图3为本发明的MWT电池背面的打孔和隔离图形示意图；
图4为本发明的电极互连结构示意图；
图5为本发明的八字形设计参数示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示，
一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，含有以下步骤：首先在裸硅片上进行八字形分布激光打孔，而后进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。丝印段步骤为：①同时印刷背面正电极(1)和背面负电极(2)；②印刷背电场(3)；③同时印刷正面栅线(4)和正面填孔栅线(5)。
1、所述打孔图形最大特点是八字形，如图2所示，中间A组孔约10个孔从硅片中心垂直向下分布，C和B组孔约25孔处在八字形上。平均3-4根栅线打一个孔，孔径80-120um。
2、所述八字形孔连线设计是电池片的四等分点(O)连接六等分点(P)，并在基础上，O点向中间，P点向边缘偏移最大7mm。
3、所述正面图形设计与传统图形设计差异很小，只是消除了正面的主栅，避免了厂家重新设计正面图形。设计的细栅宽度50-90um，栅线条数65-80。
4、所述正面的填孔栅线间断分布，间距取决于细栅(4)间距，宽度的设计与位置有关，如A组填孔栅线(5)宽度100-150um，B和C组填孔栅线(5)宽度150-250um，平均3-4根栅线共用一个孔。
5、所述背面正电极(1)和背面负电极(2)宽度0.8-1.5mm，背面负电极(2)与背场(3)间距0.5-1mm。
6、所述背面边缘(6)和正负电极(7)的隔离，边缘隔离线距离硅片边缘100-300um，背面负电极(2)与背场(3)的隔离线处在两者间距的中线。隔离线的宽度15-30um，深度10um左右。
一种晶硅太阳能MWT电池，八字形电极分布：八字形孔连线设计是电池片的四等分点(O)连接六等分点(P)，并在基础上，O点向中间，P点向边缘偏移最大7mm，详见图5；平均3-4根栅线打一个孔，孔径80-120um；正面图形设计与传统图形设计差异很小，只是消除了正面的主栅，设计的细栅宽度50-90um，栅线条数65-80；正面的填孔栅线间断分布，间距取决于细栅(4)间距，宽度的设计与位置有关，如A组填孔栅线(5)宽度100-150um，B和C组填孔栅线(5)宽度150-250um；背面正电极(1)和背面负电极(2)宽度0.8-1.5mm，背面负电极(2)与背场(3)间距0.5-1mm；背面边缘(6)和正负电极(7)的隔离，边缘隔离线距离硅片边缘100-300um，背面负电极(2)与背场(3)的隔离线处在两者间距的中线。隔离线的宽度15-30um，深度10um左右。
实施例2：
一种晶硅太阳能MWT电池及制作方法，所述MWT电池通过独特的八字形分布打孔方式，实现上下穿孔电极的导通，电池片工艺如下：在裸片上打好孔后，进行制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。丝印段步骤为：①同时印刷背面正电极(1)和背面负电极(2)；②印刷背电场(3)；③同时印刷正面栅线(4)和正面填孔栅线(5)。电池片的互连全在背面实现，采用传统的焊接工艺，从电池片1的背面负电极(或背面负电极)串焊到电池片2的背面负电极(或背面负电极)，实现了与传统组件工艺的高兼容性，解决了目前市场MWT电池的组件成本高的问题。电池表面的遮光面积从传统H型电池的5-7％降到MWT电池的3％左右，从而达到提高效率降低成本的目的。
该MWT电池电极设计思路主要有三点：
1.八字形电极设计；
容易实现电池的互连，与传统焊接工艺兼容，降低高昂的设备投入，加速MWT电池产业化；
2.背面实现边缘隔离；
将边缘隔离从正面改为背面，增加正面PN结面积，增加受光面积，提升电池片效率；
3.背面同时实现边缘和正负电极的隔离；
将边缘隔离和电极隔离放在一道工序，节约生产时间，提高生产率。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，其特征在于含有以下步骤，
首先在裸硅片上进行八字形分布激光打孔，而后进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离；丝印段步骤为：①同时印刷背面正电极(1)和背面负电极(2)；②印刷背电场(3)；③同时印刷正面栅线(4)和正面填孔栅线(5)。
2.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，其特征在于，采用的打孔图形是八字形，中间A组孔约10个孔从硅片中心垂直向下分布，C和B组孔各约25孔处在八字形上；平均3-4根栅线打一个孔，孔径80-120um。
3.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，其特征在于，所述八字形孔连线设计是电池片的四等分点(O)连接六等分点(P)，并在基础上，O点向中间，P点向边缘偏移最大7mm。
4.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，其特征在于，细栅宽度50-90um，栅线条数65-80。
5.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，其特征在于，所述正面的填孔栅线(5)间断分布，间距取决于细栅(4)间距，宽度的设计与位置有关，A组填孔栅线(5)宽度100-150um，B和C组填孔栅线(5)宽度150-250um，平均3-4根栅线共用一个孔。
6.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能MWT电池及制作方法，其特征在于，所述背面正电极(1)和背面负电极(2)宽度0.8-1.5mm，背面负电极(2)与背场(3)间距0.5-1mm。
7.根据权利要求1所述的-种晶硅太阳能MWT电池制作方法，其特征在于，所述背面边缘(6)和正负电极(7)的隔离，边缘隔离线距离硅片边缘100-300um，背面负电极(2)和背场(3)的隔离线处在两者间距的中线；隔离线的宽度15-30um，深度10um左右。
8.一种晶硅太阳能MWT电池，其特征在于，八字形电极分布：八字形孔连线是电池片的四等分点(O)连接六等分点(P)，并在基础上，O点向中间，P点向边缘偏移最大7mm，平均3-4根栅线打一个孔，孔径80-120um；细栅宽度50-90um，栅线条数65-80；正面的填孔栅线间断分布，间距取决于细栅(4)间距，A组填孔栅线(5)宽度100-150um，B和C组填孔栅线(5)宽度150-250um；背面正电极(1)和背面负电极(2)宽度0.8-1.5mm，背面负电极(2)与背场(3)间距0.5-1mm；背面边缘(6)和正负电极(7)的隔离，边缘隔离线距离硅片边缘100-300um，背面负电极(2)与背场(3)的隔离线处在两者间距的中线；隔离线的宽度15-30um，深度10um左右。
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