CN107068776A - 一种嵌套式叠片太阳电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嵌套式叠片太阳电池，所述太阳电池由至少一个叠片太阳电池模块组成，所述叠片太阳电池模块包括硅片，所述硅片的正面包含陷光绒面、发射极、钝化减反射膜、正面电极基础层和正面电极栅线，所述硅片的背面包含背面电极基础层、背面电极和铝背场，一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极实现嵌套连接组串。本发明的嵌套式叠片太阳电池的设计可以有效降低电池制备过程中银浆的使用和电池组串中焊带的使用，降低成本，而且这种独特的嵌套结构还提高了叠片电池在电池串联粘接组串时的接触面积和粘接可靠性，降低了接触电阻。
Description
技术领域
本发明属于光伏技术领域，涉及一种叠片太阳电池及其制备方法，尤其涉及一种采用喷墨打印法制备嵌套式叠片太阳电池及其制备方法。
背景技术
近年来，太阳光伏产业发展迅速，很多国家开始逐渐开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。光伏领跑者计划的创建提高了光伏市场的门槛，领跑者计划的不断升级要求电池及组件技术的进一步提升。经研究发现将常规电池切割成多小片后串焊，制成组件可以有效降低电池串的传输电流，从而降低电池串联电阻损耗，可以将现有的60片组件功率提高2～6W。在上述组件的制备基础上，为了进一步降低组件生产成本，叠片电池组件应运而生。
当前使用的太阳能电池印刷图形主要是由纵横式的主栅线、细栅线和边框线组成的。随着叠片太阳电池组件技术方案的出现，太阳电池的电极印刷图形由原来的主栅在中间更换为主栅电极偏移至电池片边缘，并使上下电极位置错位偏移，通过导电胶将切割好的电池小片上下电极叠片粘接形成接触。
但是现有技术制备叠片太阳电池普遍存在着银浆使用量大、串联接触电阻损耗大等问题，这制约了叠片太阳电池的进一步应用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高组串可靠性的嵌套式叠片太阳电池及其制备方法。本发明的方法可喷墨打印高可靠性的叠片电池电极，降低叠片电池的电极制备银浆耗量，同时提升叠片粘结可靠性和降低组串的串联电阻。可有效降低太阳电池电极制备的银浆耗量，保证叠片电池的组串可靠性的同时降低串联电阻，降低组件封装损失。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种嵌套式叠片太阳电池，所述太阳电池由至少一个叠片太阳电池模块组成，每个太阳电池模块均包括硅片，所述硅片的正面包含陷光绒面、扩散发射极、钝化减反射膜、正面电极基础层和正面电极栅线，所述硅片的背面包含背面电极基础层、背面电极和铝背场，所述正面电极栅线包括主栅和细栅，所述背面电极基础层位于所述硅片的背面，所述背面电极位于所述背面电极基础层上，所述正面电极基础层位于所述硅片的正面，所述正面电极栅线位于所述正面电极基础层上，且当叠片太阳电池模块的个数为一个时，所述叠片太阳电池模块即为嵌套式叠片太阳电池；当叠片太阳电池模块的个数为至少两个时，一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极实现嵌套连接组串。
本发明中，所述“嵌套连接组串”指：相邻太阳电池模块的背面电极和主栅是配合连接的。更具体地指：“一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷与相邻的叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的凹陷和突起是依次配合连接，使一个叠片太阳电池的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且同时地，一个叠片太阳电池的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触。
本发明中，一个叠片太阳电池可以包含N(N为大于等于1的整数)个叠片太阳电池模块。
优选地，叠片太阳电池模块模块的数量为1个～30个，例如为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、24个、25个、26个、27个、28个、29个或30个等。
本发明中，制备嵌套式叠片太阳电池时的叠片和组串过程为现有技术，本领域技术人员可参照现有技术公开的方法对至少两个叠片太阳电池模块进行叠片和组串。
本发明中，背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形(命名为第一波形)可以是方形波、锯齿波、正弦波和余弦波等中的任意一种或至少两种的组合，但并不限于上述列举的波形，其他的本领域常见波形也可用于本发明。
本发明中，主栅在正面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形(命名为第二波形)可以是方形波、锯齿波、梯形波、正弦波和余弦波等中的任意一种或至少两种的组合，但并不限于上述列举的波形，其他的本领域常见波形也可用于本发明。
本发明中，必须保证当相邻的叠片太阳电池模块进行叠片和组串制备叠片太阳电池时，位于背面电极基础层上的背面电极与位于正面电极基础层上的主栅配合，使一个叠片太阳电池模块的背面电极与相邻的叠片太阳电池模块的正面电极基础层发生接触，且一个叠片太阳电池模块的主栅与相邻的叠片太阳电池模块的背面电极基础层发生接触。
优选地，背面电极基础层和背面电极的厚度独立地为1μm～500μm，例如为1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、35μm、50μm、60μm、80μm、100μm、120μm、135μm、150μm、165μm、180μm、200μm、225μm、245μm、280μm、310μm、350μm、375μm、400μm、450μm或500μm等。
优选地，背面电极的宽度为100μm～3000μm，例如为100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1100μm、1200μm、1300μm、1400μm、1500μm、1600μm、1700μm、1800μm、1900μm、2000μm、2200μm、2400μm、2600μm、2800μm或3000μm等。
本发明中，背面电极的宽度可以从平行主栅电极方向侧视图中直观地看到(参见图2中标号6所示的一个背面电极沿水平方向的距离)。
优选地，背面电极的长度为0.1mm～100mm，例如为0.1mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7.5mm、10mm、15mm、18mm、22mm、26mm、30mm、35mm、40mm、42.5mm、45mm、50mm、60mm、65mm、70mm、80mm、85mm、90mm或100mm等。
本发明中，背面电极的长度可以从垂直主栅电极方向侧视图中直观地看到(参见图3中标号12所示的突起处的一个背面电极沿水平方向的距离)。
本发明中，背面电极为至少两根，且间断设置。
本发明中，背面电极的个数例如为2根、3根、5根、6根、7根、8根、10根、12根、14根、15根、17根、18根、20根、22根、30根、40根、50根、60根、65根、70根、76根、80根、90根、100根或150根等，优选为2根～100根。
优选地，间断设置的背面电极的相邻间距为0.1mm～100mm，例如为0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3.5mm、4mm、5mm、7.5mm、10mm、13mm、18mm、22mm、26mm、30mm、35mm、40mm、42.5mm、45mm、50mm、60mm、65mm、70mm、80mm、85mm、90mm或100mm等。
优选地，所述正面电极基础层和主栅的厚度独立地为1μm～500μm，例如为1μm、10μm、20μm、30μm、50μm、60μm、85μm、100μm、120μm、140μm、185μm、200μm、215μm、230μm、245μm、265μm、280μm、310μm、330μm、350μm、380μm、410μm、440μm或500μm等。
优选地，主栅的厚度为5μm～40μm，例如为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、34μm、37μm或40μm等。
优选地，主栅的宽度为100μm～3000μm，例如为100μm、200μm、350μm、500μm、600μm、700μm、800μm、1000μm、1250μm、1500μm、1800μm、2000μm、2300μm、2600μm、2800μm或3000μm等。
本发明中，主栅的宽度可以从平行主栅电极方向侧视图中直观地看到(参见图2中标号4所示的一个主栅沿水平方向的距离)。
优选地，主栅的长度为0.1mm～100mm，例如为0.1mm～100mm，例如为0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、4mm、5mm、8mm、10mm、13mm、18mm、22mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、60mm、65mm、70mm、80mm、85mm、90mm或100mm等。
本发明中，主栅的长度可以从垂直主栅电极方向侧视图中直观地看到(参见图3中标号10所示的突起处的一个主栅沿水平方向的距离)。
本发明中，所述主栅为至少两根，且间断设置。
本发明中，主栅的个数例如为2根、4根、5根、6根、8根、10根、13根、15根、16根、18根、20根、22根、23根、25根、27根、28根、30根、35根、40根、45根、50根、60根、70根、75根、80根、90根或100根等，优选为2根～30根。
优选地，所述间断设置的主栅的相邻间距为0.1mm～100mm，例如为0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3.5mm、4mm、5mm、7.5mm、10mm、13mm、18mm、22mm、26mm、30mm、35mm、40mm、42.5mm、45mm、50mm、60mm、65mm、70mm、80mm、85mm、90mm或100mm等。
优选地，所述细栅的厚度为5μm～40μm，例如为5μm、10μm、15μm、18μm、20μm、22.5μm、25μm、30μm、33μm、35μm、37.5μm或40μm等。
作为本发明所述嵌套式叠片太阳电池的优选技术方案，叠片太阳电池模块中，主栅位于叠片太阳电池模块的边缘。
优选地，叠片太阳电池模块中，背面电极位于叠片太阳电池模块中与主栅相对的另一边缘。
本发明中，可以一次制备得到无需切割的叠片太阳电池模块，该叠片太阳电池模块只包含一个主栅和一个背面电极，主栅位于硅片的正面一侧边缘，背面电极位于硅片的背面与主栅相对的一侧边缘。
本发明中，还可以同时制备得到需要切割的多个叠片太阳电池模块的太阳电池片，且在相邻两个叠片太阳电池模块的背面电极边缘与正面主栅边缘之间留有间距切割区域。
优选地，所述切割区域的宽度为50μm～3000μm，例如为50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1500μm、2000μm、2500μm或3000μm等。
预留此切割区域的目的是使切割之后不对主栅和背面电极造成破坏，且保证一个叠片太阳电池模块中，主栅和背面电极位于相对的两侧边缘。
作为本发明所述叠片太阳电池的优选技术方案，所述叠片电池中，相邻的两个叠片太阳电池模块满足以下关系：记这两个叠片太阳电池模块为第一太阳电池模块和第二太阳电池模块，则第一太阳电池模块中，主栅的长度＝相邻主栅的间距＝背面电极的长度＝相邻背面电极的间距；第二太阳电池模块中，主栅的长度＝相邻主栅的间距＝背面电极的长度＝相邻背面电极的间距；而且，第一太阳电池模块中主栅的长度＝第二太阳电池模块中相邻背面电极的间距。
在此优选技术方案中，可以更大限度的提高叠片太阳电池的粘结强度、可靠性和稳定性，更有利于降低串联电阻，提高叠片太阳电池电极串联粘接的接触面积，降低叠片串接的串联电阻损耗。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的嵌套式叠片太阳电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)制备至少一个叠片太阳电池模块，每个太阳电池模块中均包含至少两个背面电极和至少两个主栅，所述至少两个背面电极间断设置在背面电极基础层上，并在背面电极基础层上形成突起和凹陷；所述至少两个主栅设置在正面电极基础层上，并在正面电极基础层上形成突起和凹陷；
(2)当所述叠片太阳电池模块的个数为一个时，该叠片太阳电池模块即为嵌套式叠片太阳电池；
当所述叠片太阳电池模块的个数为至少两个时，将至少两个叠片太阳电池模块叠片并组串粘接到一起，形成嵌套式叠片太阳电池组串，且满足下述条件：一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极实现嵌套连接组串；
其中，所述嵌套连接组串为：一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷与相邻的叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的凹陷和突起是依次配合连接，使一个叠片太阳电池的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触。
本发明中，采用太阳电池模块进行叠片和组串的操作可参照现有技术进行，例如用导电胶进行粘结，以两个叠片太阳电池模块进行叠片和组串制备嵌套式叠片太阳电池为例进行说明(参见图3)：这两个叠片太阳电池模块通过一个叠片太阳电池模块的背面电极与另一个叠片太阳电池模块的主栅进行嵌套结合的。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(1)制备叠片太阳电池的方法包括如下步骤(流程图参见图4)：
(A)对硅片的正面制绒，扩散制备发射极，刻蚀以去除扩散后的硅片的边缘和背面的发射极，然后在硅片的正面镀钝化减反射膜；
(B)在步骤(A)得到的产品的背面制备N(N为大于等于1的整数)个太阳电池模块的背面电极基础层(图4(1))；
(C)在步骤(B)得到的产品的背面电极基础层上制备至少两个背面电极，所述至少两个背面电极间断设置，所述背面电极在背面电极基础层上形成突起和凹陷(图4(2))；
(D)在步骤(C)得到的产品的背面电极基础层上除背面电极的空白处制备铝背场(图4(3))；
(E)步骤(D)得到的产品镀有钝化减反射膜的一面制备N(N为大于等于1的整数)个太阳电池模块的正面电极基础层和细栅(图4(4))；
(F)在步骤(E)得到的产品的正面电极基础层上制备至少两个主栅，其中，所述主栅在正面电极基础层上形成突起和凹陷，烧结，形成一个叠片太阳电池(图4(5))。
本发明中，由于图4(平行主栅电极方向侧视图)，因而无法直观地看到至少两个背面电极形成的突起和凹陷，也无法直观地看到至少两个主栅形成的突起和凹陷。
优选地，步骤(A)所述硅片为多晶、单晶或类单晶硅片，优选为电阻率1Ω·cm～10Ω·cm的硅片；
优选地，制备步骤(B)所述至少一个叠片太阳电池模块的个数为1个～30个。
优选地，制备步骤(B)所述背面电极基础层采用的方法为：喷墨打印背面电极基础层并烘干。
优选地，步骤(B)中，喷墨打印的电极基础层的厚度独立地为1μm～500μm。
优选地，制备步骤(C)所述背面电极采用的方法为：喷墨打印背面电极并烘干。
优选地，步骤(C)中，喷墨打印的背面电极的厚度独立地为1μm～500μm。
优选地，制备步骤(D)所述铝背场采用的方法为：丝网印刷法。
优选地，制备步骤(E)所述至少一个叠片太阳电池模块的个数为1个～30个。
优选地，制备步骤(E)所述正面电极基础层和细栅采用的方法为：喷墨打印正面电极基础层和细栅，烘干。
优选地，步骤(E)中，喷墨打印的正面电极基础层的厚度独立地为1μm～500μm。
优选地，制备步骤(F)所述主栅采用的方法为：喷墨打印主栅并烘干。
优选地，步骤(F)中，喷墨打印主栅的厚度独立地为1μm～500μm。
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述方法还包括在步骤(F)之后，步骤(2)之前进行步骤(G)：将步骤(F)得到的叠片太阳电池沿相邻叠片太阳电池模块的边缘(一个叠片太阳电池的主栅位于的边缘与另一个叠片太阳电池的背面电极位于的边缘相接处)进行切割，得到单独的叠片太阳电池模块，以备叠片和组串粘接得到嵌套式叠片太阳电池组串。
切割方式可以是激光切割。举例说明，首先采用本发明所述方法制备得到常规尺寸的太阳电池，然后切割成4个太阳电池模块，切割印刷图形参见图1a-图1c。
切割得到的太阳电池模块的结构如图2所示。
本发明中，步骤(2)组合时要达到限定的条件，需要适应性的调整步骤(1)制备过程中的参数控制，只有步骤(1)制备得到的至少两个叠片太阳电池模块中的主栅和背面电极的分布满足合适的条件时(也就是本发明所述的能够满足嵌套连接组串的条件)，才能保证步骤(2)组合时达到限定要求。
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)制备叠片太阳电池模块，每个模块中均含有至少两个间断设置在背面电极基础层上的背面电极和至少两个间断设置在正面电极基础层上的主栅，记主栅所处位置(即主栅和正面电极基础层形成的突起位置)为奇数位点，相应的相邻主栅之间的位置(即相邻主栅和正面电极基础层形成的凹陷位置)为偶数位点，则背面电极所处位置(即背面电极和背面电极基础层形成的突起位置)在偶数位点，相应的相邻背面电极之间的位置(即背面电极和背面电极基础层形成的凹陷位置)在奇数位点，背面电极的长度为0.1mm～100mm，背面电极的相邻间距为0.1mm～100mm，背面电极的厚度为1μm～500μm；主栅的长度为0.1mm～100mm，主栅的相邻间距为0.1mm～100mm，主栅的厚度为1μm～500μm，而且，背面电极的相邻间距＝主栅的长度，背面电极的长度＝主栅的相邻间距，背面电极的厚度＝主栅的厚度。
(2)将步骤(1)制备得到叠片太阳电池沿一个叠片太阳电池模块边缘的主栅电极与位于相邻的叠片太阳电池模块边缘的背面电极的相接处切割得到M(M为大于等于2的整数)个独立的叠片太阳电池模块。
(3)将步骤(2)制备得到的M(M为大于等于2的整数)个叠片太阳电池模块中的至少两个叠片太阳电池模块进行组合，组合时一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极进行嵌套连接，则可以保证，一个叠片太阳电池模块的背面电极和主栅与相邻的叠片太阳电池模块的主栅和背面电极是依次配合连接的，保证一个叠片太阳电池模块的背面电池在背面电极基础层上形成的突起与相邻的叠片太阳电池模块的正面电极基础层完全接触，且一个叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的突起与相邻的叠片太阳电池模块的背面电极基础层完全接触，这种完全接触的方式增加了接触面积和粘结可靠性，更有利于降低接触电阻，降低耗浆量。
此优选技术方案中，制备在相邻的太阳电池组件中能够嵌套连接的背面电极和主栅的方法的优选方案为：
采用数字化喷墨打印技术，结合错位打印方式，制备太阳电池模块。错位间隔方式为：定义太阳电池模块中主栅所处位置(即突起位置)为奇数位点，相应的相邻主栅之间的位置(即凹陷位置)为偶数位点，则打印主栅的位置在奇数位点，而打印背面电极的位置在偶数位点，背面电极的相邻间距为0.1mm～100mm。
本发明中，通过数字化喷墨打印技术升级，在相邻的太阳电池模块中能够嵌套连接的背面电极和主栅的制备可通过控制喷头在不同区域的喷墨量和步进速率一步形成。
与行业内常规产品的印刷电极制作太阳电池技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过将主栅偏移到嵌套式叠片太阳电池的边缘，并使构成嵌套式叠片太阳电池中相邻太阳电池模块的主栅和背面电极形成嵌套结构，进一步叠片并组串粘接得到嵌套式叠片太阳电池。通过对主栅和背面电极的错位和喷墨打印设计，可以实现更低的栅线线宽以实现高宽比的提升和银浆的节省，进一步采用叠瓦方式串联，可以有效降低组件的焊带使用，并节省太阳电池组件中电池的间距，在常规60片组件版型中节省的空间可以增加每个电池串的电池小片数量，进一步提高组件的功率，降低生产成本。
(2)本发明充分利用喷墨打印技术在太阳电池电极制备的结构多元化控制优势，应用喷墨打印在叠片电池的正反两面制备可以形成嵌套结构的太阳电池电极(包括主栅和背面电极)，降低了叠片太阳电池制备的银浆耗量，同时提高叠片在电池电极串联粘接时的接触面积和粘接可靠性(明显优于传统的通过导电胶串接的可靠性)，降低了接触电阻。
(3)本发明中嵌套结构的高低错落电极结构的设计可以降低主栅银浆耗量以及焊带的使用，降低印刷成本和叠片太阳电池的制作成本。
附图说明
图1a-图1c是太阳电池片的切割印刷图形，其中图1a为背面电极的切割印刷图形，其中A为背面电极；图1b为铝背场的切割印刷图形，其中，B为铝背场；图1c为主栅和细栅的切割印刷图形，其中，C为主栅，D为细栅。
图2是切割得到的叠片太阳电池模块的结构侧视图(平行主栅电极方向侧视图)，其中，1为硅片；2为发射极；3为正面电极基础层；4为正面间断电极；5为背面电极基础层；6为背面间断电极；7为钝化减反射膜；8为铝背场。
图3是以两个叠片太阳电池模块进行叠片并组串粘接制备嵌套式叠片太阳电池的粘接方式示意图(垂直主栅电极方向侧视图)，其中，9为硅片；10为正面电极与正面电极基础层形成的突起部分；11为相邻正面电极与正面电极基础层形成的凹陷部分；12为背面电极与背面电极基础层形成的突起部分；13为相邻背面电极与背面电极基础层形成的凹陷部分；14为电极嵌套方式。
图4是喷墨打印制备具有嵌套电极的叠片太阳电池模块的流程图(平行主栅电极方向侧视图)；(1)背面电极基础层打印，(2)背面间断电极打印，(3)背面铝背场印刷，(4)正面电极基础层及细栅打印，(5)正面主栅间断电极打印。
图5是以两个具有锯齿波形嵌套电极的叠片太阳电池模块进行叠片并组串粘接制备嵌套式叠片太阳电池的粘接方式示意图(垂直主栅电极方向侧视图)，其中，15为硅片；16为锯齿波形电极部分；17为与正面锯齿波形嵌套的锯齿波形电极部分；18为上下电极嵌套方式。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种嵌套式叠片太阳电池，所述叠片太阳电池包含5个叠片太阳电池模块，所述叠片太阳电池模块包括硅片，所述硅片的正面包含陷光绒面、扩散发射极、钝化减反射膜、正面电极基础层和正面电极栅线，所述硅片的背面包含背面电极基础层、背面电极和铝背场，所述正面电极栅线包括主栅和细栅，所述背面电极基础层位于所述硅片的背面，所述背面电极位于所述背面电极基础层上，所述铝背场位于背面电极基础层上除背面电极的空白处，所述正面电极基础层位于所述硅片的正面，所述正面电极栅线位于所述正面电极基础层上，一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极嵌套连接，使一个叠片太阳电池的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触；
所述背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形为方形波，所述主栅在正面电极基础层上形成的突起和凹陷形成的波形为也为方形波。
本实施例的太阳电池模块的结构参见图3。
制备方法：
一种采用喷墨打印制备嵌套式叠片太阳电池的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以156mm P型多晶硅片为基体材料，对该多晶硅片进行制绒、扩散制结、刻蚀去PSG及边结和背结并在扩散面镀膜，然后在多晶镀膜后的硅片的背面喷墨打印5个叠片电池模块的的背面电极基础层，并烘干；
(2)在步骤(1)得到的产品的背面电极基础层上制备至少两个间断的10μm厚的背面电极并烘干，背面电极之间的间隔距离为5mm，背面电极的长度为5mm，背面电极的宽度为1.2mm；
(3)在步骤(2)得到的产品的背面电极基础层上除背面电极的空白处丝网印刷铝背场，并烘干；
(4)在步骤(3)得到的产品的镀膜面喷墨打印5个叠片电池模块的正面电极基础层和细栅，细栅的厚度为20μm，并烘干；
(5)在步骤(4)得到的产品的正面电极基础层上喷墨打印至少两个主栅，两个主栅的长度为5mm，主栅之间的相邻间距为5mm，主栅的宽度为1mm，主栅的厚度为10μm，并烧结形成接触，得到一个太阳电池片；
(6)在步骤(5)得到的太阳电池片沿正面主栅电极边缘切割得到5个叠片太阳电池模块；
(7)将叠片太阳电池模块进行叠片并组串粘接，得到嵌套式叠片太阳电池，叠片时，使一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池的背面电极发生嵌套，使一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触。
该实例中，正面和背面银浆综合耗量相比于对比例1平均降低约35％，使用导电胶串联粘接强度高，上下电极粘接可靠性达到组串要求，叠片剥离力度平均提高约30％。
实施例2
一种嵌套式叠片太阳电池，所述叠片太阳电池包含4个叠片太阳电池模块，所述叠片太阳电池模块包括硅片，所述硅片的正面包含陷光绒面、扩散发射极、钝化减反射膜、正面电极基础层和正面电极栅线，所述硅片的背面包含背面电极基础层、背面电极和铝背场，所述正面电极栅线包括主栅和细栅，所述背面电极基础层位于所述硅片的背面，所述背面电极位于所述背面电极基础层上，所述铝背场位于背面电极基础层上除背面电极的空白处，所述正面电极基础层位于所述硅片的正面，所述正面电极栅线位于所述正面电极基础层上，一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极嵌套连接，使一个叠片太阳电池的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触；
所述背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形为锯齿波，所述主栅在正面电极基础层上形成的突起和凹陷形成的波形为也为锯齿波。
本实施例的太阳电池模块的结构参见图5。
制备方法：
一种采用喷墨打印制备嵌套式叠片太阳电池的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以156mm P型多晶硅片为基体材料，对该多晶硅片进行制绒、扩散制结、刻蚀去PSG及边结和背结并在扩散面镀膜，然后在多晶镀膜后的硅片的背面喷墨打印4个叠片电池模块的背面电极基础层，背面电极基础层厚度为10μm，并烘干；
(2)在步骤(1)得到的产品的背面电极基础层上制备至少两个波峰为10μm高的锯齿波状背面电极并烘干；
(3)在步骤(2)得到的产品的背面电极基础层上除背面电极的空白处丝网印刷铝背场，并烘干；
(4)在步骤(3)得到的产品的镀膜面喷墨打印4个叠片电池模块的正面电极基础层和细栅，正面电极基础层的厚度为10μm，细栅的厚度为20μm，并烘干；
(5)在步骤(4)得到的产品的正面电极基础层上喷墨打印至少两个波峰为10μm高的锯齿波状主栅，并烧结形成接触，得到一个太阳电池片；
(6)在步骤(5)得到的太阳电池片沿正面主栅电极边缘切割得到4个叠片电池模块；
(7)将叠片太阳电池模块进行叠片并组串粘接，得到嵌套式叠片太阳电池，叠片时，使一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池的背面电极发生嵌套，使一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触。
该实例中，正面和背面银浆综合耗量相比于对比例1平均降低约20％，使用导电胶串联粘接强度高，上下电极粘接可靠性达到组串要求，叠片剥离力度平均提高约50％。
实施例3
除以下区别特征外，其他内容与实施例2相同，区别特征为：
所述背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形为正弦波，所述主栅在正面电极基础层上形成的突起和凹陷形成的波形为余弦波，且一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极嵌套连接，使一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池模块的正面电极基础层接触，一个叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极基础层接触。
该实例中，正面和背面银浆综合耗量相比于对比例1平均降低约22％，使用导电胶串联粘接强度高，上下电极粘接可靠性达到组串要求，叠片剥离力度平均提高约45％。
实施例4
除以下区别特征外，其他内容与实施例2相同，区别特征为：
所述背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形为余弦波，所述主栅在正面电极基础层上形成的突起和凹陷形成的波形为正弦波，且一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极嵌套连接，使一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池模块的正面电极基础层接触，一个叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极基础层接触。
该实例中，正面和背面银浆综合耗量相比于对比例1平均降低约22％，使用导电胶串联粘接强度高，上下电极粘接可靠性达到组串要求，叠片剥离力度平均提高约45％。
对比例1
一种常规叠片太阳电池，所述太阳电池模块包括硅片，所述硅片的正面包含陷光绒面、扩散发射极、钝化减反射膜和正面电极栅线，所述硅片的背面包含背面电极和铝背场，所述正面电极栅线包括主栅和细栅，所述背面电极位于所述硅片的背面，所述铝背场位于背面电极上除背面电极的空白处，所述正面电极位于所述硅片的正面，其特征在于，所述叠片太阳电池的相邻太阳电池模块的主栅和背面电极表面直接通过导电胶粘接；
制备方法：
一种采用常规叠片太阳电池的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以156mm P型多晶硅片为基体材料，对该多晶硅片镀膜，然后在多晶镀膜后的硅片的背面丝网印刷四个叠片电池模块的背面电极，背面电极的厚度为20μm，背面电极的宽度为1mm，并烘干；
(2)在步骤(1)得到的产品的背面电极基础层上除背面电极的空白处丝网印刷铝背场，并烘干；
(3)在步骤(2)得到的产品的镀膜镀膜面丝网印刷四个叠片电池模块的正面电极和细栅，细栅的厚度为20μm，主栅线厚度20μm，主栅宽度为0.85mm，细栅宽度为40μm并烧结形成接触，得到一个叠片太阳电池；
(4)步骤(3)制备的太阳电池相邻两个太阳电池模块的正面主栅电极与背面电极之间切割得到4个太阳电池模块；
(5)将太阳电池模块叠片，得到叠片太阳电池组串，叠片时，使主栅和背面电极相对应通过导电胶粘接并烘干。
该实例中，正面银浆平均耗量为100mg和背面银浆平均耗量为103mg，粘接剥离力平均为1N。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种嵌套式叠片太阳电池，所述太阳电池由至少一个叠片太阳电池模块组成，每个叠片太阳电池模块均包括硅片，所述硅片的正面包含陷光绒面、发射极、钝化减反射膜、正面电极基础层和正面电极栅线，所述硅片的背面包含背面电极基础层、背面电极、和铝背场，所述正面电极栅线包括主栅和细栅，所述背面电极基础层位于所述硅片的背面，所述背面电极位于所述背面电极基础层上，所述铝背场位于背面电极基础层上除背面电极的空白处，所述正面电极基础层位于所述硅片的正面，所述正面电极栅线位于所述正面电极基础层上，其特征在于，当叠片太阳电池模块的个数为一个时，所述叠片太阳电池模块即为嵌套式叠片太阳电池；当叠片太阳电池模块的个数为至少两个时，一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极实现嵌套连接组串；
其中，所述嵌套连接组串为：一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷与相邻的叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的凹陷和突起是依次配合连接，使一个叠片太阳电池的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触。
2.根据权利要求1所述的叠片太阳电池，其特征在于，记所述背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷构成的波形为第一波形，所述第一波形包括方形波、锯齿波、梯形波、正弦波或余弦波中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，记主栅在正面电极基础层上形成的突起和凹陷形成的波形为第二波形，所述第二波形包括方形波、锯齿波、梯形波、正弦波或余弦波中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的叠片太阳电池，其特征在于，所述叠片太阳电池包含的叠片太阳电池模块的个数为1个～30个。
4.根据权利要求1-3任一项所述的叠片太阳电池，所述背面电极基础层和背面电极的厚度独立地为1μm～500μm；
优选地，所述背面电极的宽度为100μm～3000μm；
优选地，所述背面电极的长度为0.1mm～100mm；
优选地，所述背面电极为至少两根，且间断设置；
优选地，所述背面电极的个数为2根～100根；
优选地，所述间断设置的背面电极的相邻间距为0.1mm～100mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的叠片太阳电池模块，其特征在于，所述正面电极基础层和主栅的厚度独立地为1μm～500μm；
优选地，所述主栅的厚度为5μm～40μm；
优选地，所述主栅的宽度为100μm～3000μm；
优选地，所述主栅的长度为0.1mm～100mm；
优选地，所述主栅为至少两根，且间断设置；
优选地，所述主栅的个数为2根～30根；
优选地，所述间断设置的主栅的相邻间距为0.1mm～100mm；
优选地，所述细栅的厚度为5μm～40μm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的叠片太阳电池，其特征在于，所述主栅位于叠片太阳电池模块的边缘；
优选地，所述背面电极位于叠片太阳电池模块与主栅相对的另一边缘；
优选地，所述叠片太阳电池中，相邻两个叠片太阳电池模块的背面电极边缘与正面主栅边缘之间有间距50μm～3000μm切割区域。
7.如权利要求1-6任一项所述的叠片太阳电池模块的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)制备至少一个叠片太阳电池模块，每个叠片太阳电池模块中均包含至少两个背面电极和至少两个主栅，所述至少两个背面电极间断设置在背面电极基础层上，并在背面电极基础层上形成突起和凹陷；所述至少两个主栅设置在正面电极基础层上，并在正面电极基础层上形成突起和凹陷；
(2)当所述叠片太阳电池模块的个数为一个时，该叠片太阳电池模块即为嵌套式叠片太阳电池；
当所述叠片太阳电池模块的个数为至少两个时，将至少两个叠片太阳电池模块叠片并组串粘接到一起，形成嵌套式叠片太阳电池组串，且满足下述条件：一个叠片太阳电池模块的主栅和相邻的叠片太阳电池模块的背面电极实现嵌套连接组串；
其中，所述嵌套连接组串为：一个叠片太阳电池模块的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和凹陷与相邻的叠片太阳电池模块的主栅在正面电极基础层上形成的凹陷和突起是依次配合连接，使一个叠片太阳电池的背面电极在背面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的正面电极基础层接触，且一个叠片太阳电池的主栅在正面电极基础层上形成的突起和相邻的叠片太阳电池的背面电极基础层接触。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述制备太阳电池的方法包括如下步骤：
(A)对硅片的正面制绒，扩散制备发射极，刻蚀以去除扩散的硅片的边缘和背面的发射极，然后在硅片的正面镀钝化减反射膜；
(B)在步骤(A)得到的产品的背面制备至少一个叠片太阳电池模块的背面电极基础层；
(C)在步骤(B)得到的产品的背面电极基础层上制备至少两个背面电极，所述至少两个背面电极间断设置，所述背面电极在背面电极基础层上形成突起和凹陷；
(D)在步骤(C)得到的产品的背面电极基础层上除背面电极的空白处制备铝背场；
(E)在步骤(D)得到的产品镀有钝化减反射膜的一面制备至少一个叠片太阳电池模块的正面电极基础层和细栅；
(F)在步骤(E)得到的产品的正面电极基础层上制备至少两个主栅，其中，所述主栅在正面电极基础层上形成突起和凹陷，烧结，得到一个叠片太阳电池。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(A)所述硅片为多晶、单晶或类单晶硅片，优选为电阻率1Ω·cm～10Ω·cm的硅片；
优选地，制备步骤(B)所述至少一个叠片太阳电池模块的个数为1个～30个；
优选地，制备步骤(B)所述背面电极基础层采用的方法为：喷墨打印背面电极基础层并烘干；
优选地，步骤(B)中，喷墨打印的背面电极基础层的厚度独立地为1μm～500μm；
优选地，制备步骤(C)所述背面电极采用的方法为：喷墨打印背面电极并烘干；
优选地，步骤(C)中，喷墨打印的背面电极的厚度独立地为1μm～500μm；
优选地，制备步骤(D)所述铝背场采用的方法为：丝网印刷法；
优选地，制备步骤(E)所述至少一个叠片太阳电池模块的个数为1个～30个；
优选地，制备步骤(E)所述正面电极基础层和细栅采用的方法为：喷墨打印正面电极基础层和细栅，烘干；
优选地，步骤(E)中，喷墨打印的正面电极基础层的厚度独立地为1μm～500μm；
优选地，制备步骤(F)所述主栅采用的方法为：喷墨打印主栅并烧结；
优选地，步骤(F)中，喷墨打印主栅的厚度独立地为1μm～500μm。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(F)之后，步骤(2)之前进行步骤(G)：将步骤(F)得到的叠片太阳电池沿相邻叠片太阳电池模块的正面主栅与背面电极之间进行切割，得到单独的叠片太阳电池模块，以备叠片和组串粘接得到嵌套式叠片太阳电池组串。
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