CN103107211B - 一种晶硅太阳能电池及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶硅太阳能电池及其制作方法，电池的正面导电栅线通过导电通孔连接至背面负电极栅线，正面导线栅线由多个单元的子图案排列而成，子图案包括多条支栅线、包围支栅线的边框栅线、位于子图案的中心位置的导电通孔和将多条支栅线汇流至导电通孔的填孔栅线，支栅线规则平行对称分布，两端分别连接到填孔栅线和边框栅线上，使更多电荷载流子聚积在电池正面并通过导电通孔流向背面电极，提高了电池片的效率。背面正电极栅线和背面负电极栅线为平行排列的间断式或连续式线型，以电池片中心线对称分布，背面正电极栅线的一端向上平移，再向背面负电极栅线方向折弯，从而实现了使用单根直线焊带方便地焊接，降低了封装的成本。

Description

一种晶硅太阳能电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能发电领域,特别是一种晶硅太阳能电池及其制作方法。
背景技术
太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染。太阳能光伏电池通常用晶体硅或薄膜材料制造，前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得，后者是一层薄膜附着在低价的衬背上。市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制作的。这种类型的太阳能电池在现有技术中是已知的。太阳能电池通常呈板状并具有正面和背面。在使用中，正面转向入射(太阳)光。因此，正面还被设计为收集太阳光并尽可能少地反射。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，提高太阳能电池效率的方案很多，目前主要由以下几类：背面发射极结构（如IBC电池）、发射区穿通电池（EWT电池）、点接触电池（PCC电池）、金属穿孔缠绕（MWT）或者金属环绕电池（MWA）等；其中以MWT太阳能电池制作流程相对比较简单，相对于传统晶体硅太阳能电池的制作流程只增加了额外的激光打孔和孔绝缘两道工艺步骤，单组件技术要求高，需要对背面不同极性电极点和金属箔之间精确对准，技术难度大，实现手段复杂，无法手工进行，故成本很高，成为限制其发展的一个重要技术难点。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提高电池片受光面的载流子的聚集的数量以及汇流的效率，实现晶硅MWT太阳能电池的电极的互连与传统太阳能组件焊接工艺兼容，降低MWT电池组件封装成本，加速MWT电池的产业化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶硅太阳能电池，包括导电通孔、正面导电栅线、背面负电极栅线、背面正电极栅线。正面导电栅线通过太阳能电池的导电通孔连接至背面负电极栅线，正面导线栅线由多个单元的子图案排列而成，子图案包括多条支栅线、包围支栅线的边框栅线、位于子图案的中心位置的导电通孔和将多条支栅线汇流至导电通孔的填孔栅线，填孔栅线的两端分别连接到相应的边框栅线，支栅线规则平行对称分布，一端连接到填孔栅线，另一端连接到边框栅线。
所述的导电通孔的截图形状为圆柱形或圆台形，在单个方向上等距排列于电池的正表面。优选的排列形式为3×3、3×4、3×5、3×6、4×4、4×5、4×6中的一种。
优选的，子图案填孔栅线的宽度从导电通孔向外逐渐变窄，导电通孔处宽度为0.1-0.3mm，末端最窄处宽度为0.02-0.07mm。
优选的，子图案支栅线与填孔栅线的夹角为45°角
优选的，所述的背面正电极栅线为间断式或连续式线型，以电池片中心线对称分布，与背面负电极栅线平行排列，背面正电极栅线的一端向上平移2-10mm，再向背面负电极栅线方向折弯2-10mm。
优选的，背面负电极栅线周围设置有隔离槽，所述隔离槽距负电极栅线的相近边缘距离为0.1-4mm，槽宽为0.1-3mm。
优选的，除填孔栅线外的其他栅线的宽度相同，为0.02-0.08mm。
优选的，所述的正电极栅线和负电极栅线的宽度为1-2mm，之间的间距为1-5mm。
制作所述的晶硅太阳能电池的方法，含有以下步骤：
首先在硅基板上进行激光打孔，再进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。
所述丝网印刷工艺步骤为：①同时印刷背面正电极栅线和背面负电极栅线；②印刷背面电场；③同时印刷填孔栅线和支栅线。
本发明实现的有益效果在于：通过在电池片的正面栅线按照导电通孔的个数等距分割成多个子图案，并设置穿过导电通孔的填孔栅线，以及两端连接到填孔栅线和边框栅线上的支栅线，从而使更多电荷载流子聚积在电池正面并通过导电通孔流向背面电极。通过背面正电极栅线的一端向外折弯，使得负电极栅线在互连方向上与背面正电极栅线位于一条直线上，从而实现了在进行电池片串焊时，可以使用单根直线焊带轻松实现从电池片的背面正电极焊接到背面负电极，或从电池片的背面负电极焊接到背面正电极，降低MWT电池组件封装成本，加速MWT电池的产业化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的晶硅太阳能电池正面导电栅线的实施例的图案；
图2是本发明实施例的晶硅太阳能电池正面导电栅线的子图案；
图3是本发明实施例的晶硅太阳能电池背面导电栅线的图案；
图4是本发明实施例的晶硅太阳能电池背面正电极栅线端部折弯的局部放大图；
附图中：1.导电通孔，1-1.正面导电栅线，2.填孔栅线，3.支栅线，4.背面负电极栅线，5.背面正电极栅线，6.隔离槽，10.边框栅线。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
附图1~4是本发明的最佳实施例，采用边长为156mm×156mm的太阳能电池，采用硅基板是P型，P型基板正面进行扩散加工形成相反类型的N型发射极层，或者采用N型基板，扩散要形成P型发射基层。
导电通孔1以3×3形式分布,采用激光方法硅基体上打孔成型，截面形状为圆柱形，孔径大小为0.3mm，正面导电栅线1-1的图案由按3×3排列的子图案构成，子图案的边界处设置直线边框栅线10，电池倒角处的边框栅线与电池的边框线平行，单个子图案中，两条填孔栅线2以导电通孔1为交点相互垂直，两端连接到边框栅线10。若干条子图案支栅线3规则平行对称分布，一端连接到填孔栅线2，一端连接到边框栅线10,支栅线3与填孔栅线2的夹角为45°，填孔栅线2的宽度从导电通孔1向外方向逐渐变窄，从而形成星形的分布，导电通孔处宽度为0.15mm，末端最窄处宽度为0.05mm，除填孔栅线外的其他栅线的宽度相同，均为0.05mm。
背面正电极栅线5为连续式线型，以电池片中心线对称分布，与背面负电极栅线4平行排列，背面正电极栅线5的一端向上平移，再向背面负电极栅线4方向折弯，正电极栅线5和负电极栅线4的宽度均为2mm，之间的间距为3mm。
背面负电极栅线周围设置有隔离槽6，隔离槽6距负电极栅线的相近边缘距离为1mm，槽宽为0.3mm，槽深0.01mm。
制作所述的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于含有以下步骤：
首先在基板上上进行激光打孔，再进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。所述丝网印刷工艺步骤为：①同时印刷背面正电极栅线5和背面负电极栅线4；②印刷背面电场；③同时印刷填孔栅线2和支栅线3。
对该晶硅MWT太阳能电池进行串焊的方法，将多片电池沿着背面栅线的方向等间距放置，将普通直线焊带从前一片的背面负电极栅线4端部焊接至后一片的背面正电极栅线5的端部折弯处，焊带覆盖折弯和负电极栅线4。在整个电池串的前端和后端的负极焊带从负电极栅线4引出，正极焊带从背面正电极栅线的端部折弯处引出，与下一电池串的相应电极相连，从而完成整张太阳能电池板的焊接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种晶硅太阳能电池，包括导电通孔(1)、电池正面导电栅线(1-1)、背面负电极栅线(4)、背面正电极栅线(5)，正面导电栅线(1-1)通过导电通孔(1)连接至背面负电极栅线(4)，所述正面导线栅线(1-1)由多个单元的子图案排列而成，其特征在于所述子图案包括多条支栅线(3)、包围支栅线的边框栅线(10)、位于子图案的中心位置的导电通孔(1)和将多条支栅线汇流至导电通孔的填孔栅线(2)，所述填孔栅线(2)的两端分别连接到相应的边框栅线(10)，所述支栅线(3)规则平行对称分布，一端连接到填孔栅线(2)，另一端连接到边框栅线(10)；
所述的背面正电极栅线(5)和背面负电极栅线(4)为平行排列的间断式或连续式线型，以电池片中心线对称分布，背面正电极栅线(5)的一端向上平移2-10mm，再向背面负电极栅线(4)方向折弯2-10mm。
2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于所述的导电通孔(1)的截图形状为圆柱形或圆台形，在单个方向上等距排列于电池的正表面，排列形式为3×3、3×4、3×5、3×6、4×4、4×5、4×6中的一种。
3.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于填孔栅线(2)的宽度从导电通孔(1)向外方向逐渐变窄，导电通孔处宽度为0.1-0.3mm，末端最窄处宽度为0.02-0.07mm。
4.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于子图案支栅线(3)与填孔栅线(2)的夹角为45°角。
5.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于背面负电极栅线(4)周围设置有隔离槽(6)，所述隔离槽(6)距负电极栅线(4)的相近边缘距离为0.1-4mm，槽宽为0.1-3mm。
6.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于除填孔栅线(2)、正电极栅线(5)和负电极栅线(4)外的其他栅线的宽度相同，为0.02-0.08mm，所述的正电极栅线(5)和负电极栅线(4)的宽度为1-2mm，之间的间距为1-5mm。
7.制作如权利要求1-6任一项所述的晶硅太阳能电池的方法，其特征在于含有以下步骤：
首先在硅基板上进行激光打孔，再进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离。
8.根据权利要求7所述制作晶硅太阳能电池的方法，其特征在于所述丝网印刷工艺步骤为：①同时印刷背面正电极栅线(5)和背面负电极栅线(4)；②印刷背面电场；③同时印刷填孔栅线(2)和支栅线(3)。
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