CN107611183B - 电池片、电池片矩阵、太阳能电池及电池片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池片、电池片矩阵、太阳能电池及电池片的制备方法，电池片包括：硅片、栅线层、侧电极、第一电极、背电层和第二电极，硅片包括硅基片、正面扩散层、侧面隔层、以及背面隔层，侧面隔层和背面隔层中的至少一个的至少部分为与正面扩散层类型相同的扩散层，栅线层设在正面扩散层上，侧电极设在侧面隔层上且与栅线层电连接，第一电极设在背面隔层上且与侧电极电连接，背电层和第二电极均设在硅片的背光面上，其中，背电层与第二电极电连接且与第一电极不接触。根据本发明的电池片，防漏电性好、功率高。

Description

电池片、电池片矩阵、太阳能电池及电池片的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种电池片、电池片矩阵、太阳能电池及电池片的制备方法。
背景技术
相关技术中的晶体硅太阳能电池片，受光面和背光面分别有2-3根银主栅线作为电池片的正负极，这些银主栅线不仅消耗大量的银浆，而且因为遮挡入射光从而造成了电池片的效率下降。另外，由于正负极分别分布在电池片的受光面和背光面上，当电池片串联时，需要采用焊带将电池片受光面的负电极焊接到相邻电池片背光面的正电极上，从而造成焊接工艺繁琐，焊接材料使用较多的问题，而且，焊接时和后续层压工艺中容易造成电池片及焊带的破损。
另外，相关技术中的电池片矩阵通常是由72片或者60片电池片依次串联组成，构成六串电池串组成的三个回路，此时，一般至少需要三个二极管，以使每个回路上增设一个二极管进行旁路保护，由于二极管通常设置于电池的接线盒内，从而增加了集成接线盒的成本，致使电池的结构复杂性提高，而且，当由多个电池片串联而成的串联组件再次进行串联时，连接电缆用量很大，材料浪费很多，致使电站成本增高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种电池片，所述电池片防漏电性好，功率高。
本发明还提出一种上述电池片的制备方法。
本发明还提出一种具有上述电池片的电池片矩阵。
本发明还提出一种具有上述电池片矩阵的太阳能电池。
根据本发明第一方面的电池片，包括：硅片，所述硅片包括硅基片、正面扩散层、侧面隔层、以及背面隔层，其中，所述硅基片的背光面包括第一区域和第二区域，所述正面扩散层设在所述硅基片的受光面上、所述侧面隔层设在所述硅基片的侧表面上、所述背面隔层仅设在且布满在所述第一区域上，其中，所述侧面隔层和所述背面隔层中的至少一个的至少部分为与所述正面扩散层类型相同的扩散层；栅线层，所述栅线层设在所述正面扩散层上；侧电极，所述侧电极设在所述侧面隔层上且与所述栅线层电连接；第一电极，所述第一电极设在所述背面隔层上且与所述侧电极电连接；背电层和第二电极，所述背电层和所述第二电极均设在所述第二区域上，其中，所述背电层与所述第二电极电连接且与所述第一电极不接触。
根据本发明的电池片，防漏电性好、功率高。
在一些实施例中，所述背面隔层为布满在所述第一区域上的背面扩散层。
在一些实施例中，所述硅基片为P型，所述正面扩散层和所述背面扩散层均为磷扩散层。
在一些实施例中，沿所述硅片的厚度方向投影、所述第一电极的外边缘均落在所述第一区域的轮廓线上。
在一些实施例中，所述第一区域与所述第二区域均为非离散区域。
在一些实施例中，所述第一区域与所述第二区域之间具有间隙。
在一些实施例中，所述背电层布满在所述第二区域上，所述第二电极设在所述背电层上。
在一些实施例中，所述侧面隔层为布满在所述硅基片的所述侧表面上的侧面扩散层。
在一些实施例中，所述硅基片为P型，所述正面扩散层和所述侧面扩散层均为磷扩散层。
在一些实施例中，所述栅线层包括沿垂直于所述侧电极长度方向延伸上多条子栅线。
在一些实施例中，所述硅片在垂直于所述侧电极方向上的跨度为20mm～60mm。
在一些实施例中，所述硅片为长方形片体，所述第一电极和所述第二电极分别贴靠所述硅片的两条长边设置且均沿所述硅片的长度方向延伸，所述侧电极设在所述硅片的邻近所述第一电极的一侧长边侧表面上。
在一些实施例中，所述电池片还包括：减反层，所述减反层设在所述栅线层与所述正面扩散层之间。
在一些实施例中，所述减反层还设在所述侧电极与所述侧面隔层之间。
根据本发明第二方面的电池片的制备方法，用于制备根据本发明第一方面的电池片，所述制备方法包括如下步骤：A：获取所述硅基片；B：在所述硅基片上制备所述正面扩散层、所述侧面隔层和所述背面隔层得到所述硅片；C：在所述硅片上制备所述背电层、所述第二电极、所述第一电极、所述侧电极和所述栅线层。
在一些实施例中，所述步骤A具体为：将正方形常规硅基片本体按照长度不变的规则分割至少一次，以得到多个所述硅基片。
在一些实施例中，所述背面隔层为布满在所述第一区域上的背面扩散层，所述侧面隔层为布满在所述硅基片的所述侧表面上的侧面扩散层，所述步骤B具体为：B1：在所述硅基片的每个表面上均制备同一类型的扩散层；B2：将所述扩散层的用作为所述正面扩散层、所述侧面扩散层和所述背面扩散层的部分上涂覆保护层；B3：将所述扩散层的未涂覆有所述保护层的部分去除；B4：将所述保护层去除，以得到正面扩散层、所述侧面扩散层和所述背面扩散层。
根据本发明第三方面的电池片矩阵，由根据本发明第一方面所述的电池片串联和/或并联而成。
根据本发明第四方面的太阳能电池，包括根据本发明第三方面电池片矩阵。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电池片的受光侧的示意图；
图2是图1中所示的电池片的背光侧的示意图；
图3是图2中所示的电池片的侧面的示意图；
图4是图1中所示的两个电池片采用导电带串联的示意图；
图5是图4中去除导电带的示意图；
图6是根据本发明实施例的电池片矩阵的示意图；
图7是图6中所示的电池片矩阵的电路示意图。
附图标记：
电池片矩阵1000；焊带1001；汇流条1002；
第一电池片阵列100A；第二电池片阵列100B；第三电池片阵列100C；
电池片100；
硅片1；硅基片11；正面扩散层12；侧面扩散层13；背面扩散层14；减反层101；
栅线层2；子栅线21；侧电极3；第一电极4；第二电极5；
背电层6。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面，参考附图描述根据本发明第一方面实施例的电池片100。其中，电池片100为 将太阳能转化为电能的背接触式太阳能电池片。
根据本发明实施例的电池片100，包括：硅片1、栅线层2、侧电极3、第一电极4、背电层6以及第二电极5。其中，硅片1包括硅基片11、正面扩散层12、侧面隔层、以及背面隔层。
硅基片11为片体状，且硅基片11的厚度方向上的两个表面分别为受光面和背光面，受光面与背光面通过侧表面相连。其中，正面扩散层12设在硅基片11的受光面上，例如在本发明的一个优选实施例中，正面扩散层12布满在硅基片11的受光面上，从而降低了正面扩散层12的加工难度，提高了加工效率，降低了加工成本。
侧面隔层设在硅基片11的侧表面上，例如，侧面隔层可以仅设在硅基片11的一个侧表面上、也可以同时设在多个侧表面上。优选地，侧面隔层仅设在硅基片11的一个侧表面上且布满在该侧表面上。由此，方便侧面隔层的加工和制造。
侧电极3设在侧面隔层上，也就是说，侧电极3可以直接或者间接设在侧面隔层上，此时，侧电极3设在硅片1的侧表面上且与侧面隔层相对，也就是说，沿垂直于侧面隔层所在侧表面方向投影，侧电极3不超出侧面隔层的轮廓线。
由于侧电极3设在硅片1的侧表面上，而并不是嵌设在硅片1的内部的，从而可以降低电池片100整体的加工难度、简化加工工艺、提高加工效率、降低加工成本。
硅基片11的背光面包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域无交集。其中，第一区域与第二区域可以互相接触或者互不接触，也就是说，第一区域的轮廓线与第二区域的轮廓线可以互相接触或者互不接触。例如，当背面隔层的与背电层6相接触或接近的部分为绝缘层时，第一区域和第二区域可以互相接触，而当背面隔层的与背电层6相接触或接近的部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层时，第一区域与第二区域可以互不接触。
其中，第一区域可以为非离散型区域，即当将第一区域任意划分成多个子区域时，多个子区域都可以连通成一个连续的第一区域。第二区域可以为非离散型区域，即当将第二区域任意划分成多个子区域时，多个子区域都可以连通成一个连续的第二区域。
背面隔层仅设在第一区域上，即硅基片11的背光面上的除第一区域以外的其余表面上都不具有背面隔层，进一步地，背面隔层布满在第一区域上，这样，当第一区域为非离散的连续区域时，背面隔层可以非离散、即连续地布置在硅基片11上。
由此，由于背面隔层连续、即非离散地布置在硅基片11上，而并不是离散地、即不连续地，例如呈现散点状、斑马条状等离散形式散布在硅基片11上，从而极大地降低了背面隔层的加工难度，提高了加工效率，降低了加工成本，且可以有效地提高电池片100的功率。
栅线层2设在正面扩散层12上，也就是说，栅线层2可以直接或者间接设在正面扩散层12上，此时，栅线层2设在硅片1的受光面上且与正面扩散层12相对，换言之，沿硅片1的厚度方向投影，栅线层2不超出正面扩散层12的轮廓线。
例如，在本发明一些实施例中，硅片1还可以包括减反层101，减反层101可以设在正面扩散层12上。这样，当硅片1包括减反层101时，栅线层2可以直接设在减反层101上。而当硅片1不包括减反层101时，栅线层2可以直接设在正面扩散层12上。
第一电极4设在背面隔层上，也就是说，第一电极4可以直接或者间接设在背面隔层上，此时，第一电极4设在硅片1的背光面上且与第一区域相对，换言之，沿硅片1的厚度方向投影，第一电极4不超出第一区域。例如，第一电极4可以通过钝化层间接设在背面隔层上。
背电层6和第二电极5均设在第二区域上，也就是说，背电层6和第二电极5可以直接或者间接设在硅基片11的背光面上的第二区域上，此时，背电层6和第二电极5设在硅片1的背光面上且与第二区域相对，也就是说，沿硅片1的厚度方向投影，背电层6和第二电极5不超出第二区域。例如，背电层6和第二电极5可以通过钝化层间接设在硅基片11的背光面上。其中，第一电极4既不与背电层6接触、也不与第二电极5接触。
另外，需要说明的是，在本发明的一些实施例中，背电层6和第二电极5可以互不叠置且接触相连，此时，背电层6和第二电极5分别完全设在硅片1的背光面上且直接接触电连接，从而可以充分地利用空间，提高电池片100的功率；在本发明的另外一些实施例中，背电层6和第二电极5还可以相互叠置，此时，背电层6和第二电极5以其两者叠置后的并集表面设在硅片1的背光面上。
这里，需要说明的是，当将导电介质设在(例如直接设在或通过本文所述的减反层101间接设在)正面扩散层12上时可以收集一个种类的电荷，当将导电介质设在(例如直接设在或通过本文所述的减反层101或钝化层间接设在)硅基片11上的不具有正面扩散层12的表面上时，可以收集另一个种类的电荷。这里，需要说明的是，导电介质在硅片上收集电荷的原理应为本领域技术人员所熟知，这里不再详述。
例如，当硅基片11为P型硅时，正面扩散层12可以为磷扩散层，此时设置在磷扩散层上的导电介质可以收集负电荷，而设在非磷扩散层上的导电介质可以收集正电荷。
这样，由于栅线层2设在(例如直接设在或通过减反层101间接设在)正面扩散层12上，从而栅线层2可以收集第一种类的电荷(例如负电荷)。而背电层6设在(例如直接设在或通过钝化层间接设在)硅基片11的背光面上，从而正背电层6可以收集第二种类的电荷(例如正电荷)。
另外，减反层101还可以设在本文所述的侧电极3与侧面隔层之间，此时，硅片1的整个受光面和一个侧表面的外表面上均可以具有减反层101，从而方便加工和制造。此外，需要说明的是，本文所述的减反层101的概念应为本领域技术人员所熟知，其主要起减少反射、加强电荷收集的作用。例如，减反层101的材料可以包括但不限于TiO2、Al2O3、SiNxOy、SiNxCy。
具体地，第一电极4通过侧电极3电连接至栅线层2，从而栅线层2收集的第一种类电荷(例如负电荷)可以传递给第一电极4(例如负电极)；第二电极5电连接至背电层6，从而背电层6收集的第二种类电荷(例如正电荷)可以传递给第二电极5(例如正电极)。由此，第一电极4和第二电极5可以作为电池片100的正负两极输出电能。另外，由于侧电极3设在硅片1的侧面，从而可以简单方便地通过侧电极3将栅线层2和第一电极4有效地电连接在一起，确保电池片100工作的可靠性。
本领域技术人员可以理解的是，第一电极4与第二电极5为极性相反的电极，即互不导通、相互之间不构成电连接，此时，第一电极4、以及与第一电极4电连接的所有部件与第二电极5、以及与第二电极5电连接的所有部件均不能直接导通、也不能通过任何外界导电介质间接导通，例如可以不接触或通过绝缘材料隔离开等，从而避免第一电极4与第二电极5短路连接。
其中，背面隔层构造成避免第一电极4通过硅基片11与第二电极5短路连接，也就是说，避免第一电极4与硅基片11直接接触造成短路，例如，背面隔层可以为与正面扩散层12类型相同的扩散层和/或绝缘层，即背面隔层可以全部为与正面扩散层12类型相同的扩散层，也可以全部为绝缘层，也可以一部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层、其余一部分为绝缘层。
由此，一方面，当将第一电极4通过绝缘层设在硅基片11上时，第一电极4可以直接与硅基片11绝缘，避免第一电极4从硅基片11上收集与第二电极5收集的电荷类型相同的电荷，从而可以有效地避免第一电极4通过硅基片11与第二电极5导通短路连接的问题，即避免第一电极4与硅基片11直接接触造成短路。
另一方面，当将第一电极4通过与正面扩散层12类型相同的扩散层设在硅基片11上时，第一电极4可以从扩散后的硅基片11上收集与栅线层2收集的电荷类型相同的电荷、即与第二电极5收集的电荷类型相反的电荷，从而也可以避免第一电极4与第二电极5的短路连接，而且可以提高电池片100的功率。
其中，侧面隔层构造成避免侧电极3通过硅基片11与第二电极5短路连接，从而避免第一电极4与第二电极5短路连接，即避免侧电极3与硅基片11直接接触造成短路。例如，侧面隔层可以为与正面扩散层12类型相同的扩散层和/或绝缘层，即侧面隔层可以全部为与正面扩散层12类型相同的扩散层，也可以全部为绝缘层，也可以一部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层、其余一部分为绝缘层。
由此，一方面，当将侧电极3通过绝缘层设在硅基片11上时，侧电极3可以直接与硅基片11绝缘，避免侧电极3从硅基片11上收集与第二电极5收集的电荷类型相同的电荷，从而可以有效地避免侧电极3通过硅基片11与第二电极5导通短路连接的问题，即避免侧电极3与硅基片11直接接触造成短路。
另一方面，当将侧电极3通过与正面扩散层12类型相同的扩散层设在硅基片11上时，侧电极3可以从扩散后的硅基片11上收集与栅线层2收集的电荷类型相同的电荷、即与第二电极5收集的电荷类型相反的电荷，从而也可以避免侧电极3与第二电极5的短路连接，即避免侧电极3与硅基片11直接接触造成短路，而且可以提高电池片100的功率。
具体地，在本发明的实施例中，侧面隔层和背面隔层中的至少一个的至少部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层，也就是说，要么侧面隔层的至少部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层，要么背面隔层的至少部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层，从而不但可以确保第一电极4与第二电极5的绝缘效果，还可以提高电池片100的功率。
优选地，背面隔层全部为与正面扩散层12类型相同的扩散层，即背面隔层为布满在第一区域上的背面扩散层14。由此，方便加工且绝缘可靠性好。优选地，侧面隔层全部为与正面扩散层12类型相同的扩散层，即侧面隔层为布满在硅基片11的侧表面上的侧面扩散层13。由此，方便加工且绝缘可靠性好。
这里，需要说明的是，硅基片、扩散层、减反层、钝化层等概念、以及导电介质从硅片上收集电荷的原理均为本领域技术人员所熟知，这里不再详述。
另外，在本发明的优选实施例中，栅线层2可以为由多条间隔开设置的可导电细栅线构成的导电介质层，其中，细栅线可以由银材构成，从而一方面可以提高导电速率，另一方面可以缩小遮光面积，从而变相增加电池片100的功率。背电层6可以为铝制层，即铝背场，从而一方面可以提高导电速率，另一方面可以降低成本。
综上，根据本发明实施例的电池片100，由于背面隔层和侧面隔层中的至少一个的至少部分为与正面扩散层12类型相同的扩散层，从而不但可以确保第一电极4与第二电极5的绝缘，还可以有效地提高电池片100的功率。
而且，通过在硅基片11的侧面设置侧电极3，可以将现有电池片100受光面上的第一电极由硅片1的受光侧迁移至背光侧，以防止第一电极4对硅片1的受光侧遮光，提高电池片100的功率，且可以确保第一电极4和第二电极5均位于硅片1的同一侧，从而便于多个电池片100之间的电连接，降低焊接难度，减少焊料使用量，同时降低了焊接时及后续层压工艺中电池片100的破损几率。
另外，通过将侧电极3设在硅片1的侧表面上，从而极大地降低了电池片100的加工难度(例如无需在硅片1上加工开孔并向开孔内注入导电介质等加工工序)，进而提高了加工速率，降低了加工失败率和加工成本。另外，当将侧电极3设在硅基片11的宽度方向上的一侧侧表面上时，可以有效地缩短从硅片1的受光侧向背光侧传递电荷的路径，提高电荷传递速率，从而变相地提高了电池片100的功率。
在本发明的一个实施例中，硅片1在垂直于侧电极3方向上的跨度为20mm～60mm。也就是说，硅片1包括一组(两个)相对设置的侧表面，其中一个侧表面上设有侧电极3，这组侧表面之间的距离为20mm～60mm。例如在图2和图3所示的示例中，当硅片1为长方形片体、且侧电极3设在硅片1的一个长边侧表面上时，硅片1的宽度为20mm～60mm。例如在本发明的另一个示例中(图未示出该示例)，当硅片1为长方形片体、且侧电极3设在硅片1的一个宽边侧表面上时，硅片1的长度为20mm～60mm。由此，可以缩短电荷从硅片1的受光面向背光面传输的路径，从而提高了电荷的传递速率，进而提高了电池片100的功率。
例如在本发明的一个优选示例中，硅基片11为矩形片体、即长方形片体或矩形片体。这里，需要说明的是，“矩形片体”当作广义理解，即不限于严格意义上的矩形片体，例如大体矩形片体、如四个顶角处具有圆角或倒角的矩形片体等也落入本发明的保护范围之内。由此，方便电池片100的加工，且方便电池片100与电池片100之间的连接。
优选地，硅基片11为长方形片体。例如，硅基片11可以由正方形规格硅片本体按照长度不变的方式分割(仅指“分开”而非特指“采取切割工艺”)而成，也就是说，由正方形规格硅片本体按照长度不变的方式可以分割成多个长方形片体状的硅基片11，此时，每个硅基片11的长度均与正方形规格硅片本体的长度相等、且多个硅基片11的宽度之和与正方形规格硅片本体的宽度相等。
优选地，当第一区域和第二区域均为非离散区域、且无交集、互不接触时，可以加工面积较大的第一电极4，优选地，沿硅片1的厚度方向投影、第一电极4的外边缘落在第一区域的轮廓线上。由此，可以最大化地利用第一区域，提高电池片100的功率。这里，需要说明的是，对于面形部件(例如本文所述的矩形片体状的第一电极4和第二电极5)而言，“外边缘”指的是其轮廓线，对于线形部件(例如本文所述的细栅线)而言，“外边缘”指的是其两端端点。
优选地，当第一区域和第二区域均为非离散区域、且无交集、互不接触时，可以加工面积较大的背电层6，优选地，背电层6布满在第二区域上，第二电极5设在背电层6上。由此，可以最大化地利用第二区域，提高电池片100的功率。
在本发明的一个优选实施例中，栅线层2包括沿垂直于侧电极3长度方向延伸的多条子栅线21，也就是说，每个子栅线21均垂直于侧电极3的长度方向。由此，可以缩短子栅线21的电荷传输路径，提高电荷传输效率，提高电池片100的功率。
下面，仅以硅片1为长方形片体为例进行说明本发明一个具体实施例的电池片100。
优选地，第一区域和第二区域可以均为矩形，且第一区域和第二区域的长度均与硅基片11的长度相等，第一区域和第二区域的宽度之和小于硅基片11的宽度，第一区域和第二区域在硅基片11的宽度方向上间隔开，优选地，第一区域和第二区域分别贴靠硅基片11的两条长边设置。也就是说，可以通过两条与硅基片11的长边平行的直线将硅基片11划分成位于该两条直线两侧的第一区域和第二区域，两条直线之间的区域为第一区域和第二区域之间的缝隙区域。由此，方便后续加工。当然，本发明不限于此，第一区域和第二区域的形状不限，例如第一区域和第二区域还可以形成为三角形、半圆形等等。
优选地，第一电极4和第二电极5分别贴靠硅片1的两条长边设置且均沿硅片1的长度方向延伸，侧电极3设在硅片1的邻近第一电极4的一侧长边侧表面上(如图2和图3所示)，也就是说，侧电极3设在硅片1宽度方向上的邻近第一电极4的一侧侧表面上。也就是说，第一电极4和第二电极5在硅片1的宽度方向上间隔开，且分别贴靠硅片1的两条长边设置，侧电极3设在硅片1的一个长边侧表面上、即设在硅片1的宽度方向上的一侧侧表面上，且位于靠近第一电极4的一侧。由此，电荷的传输路径更短，电池片100的功率更高，且电池片100的加工更加简便，更加便于电池片100与电池片100之间的连接。
优选地，第一电极4和第二电极5可以均为矩形片体且长度与硅基片11的长度相等，从而第一电极4和第二电极5的两条宽边和一条长边均可以与硅基片11的两条宽边和一条长边分别对齐，进而可以充分地利用空间，提高电池片100的功率，且方便后续电池片100与电池片100的连接。
另外，侧电极3也可以构造为片体状且占满硅片1宽度方向上的一侧侧表面上，从而可以提高电池片100的功率。当然，侧电极3、第一电极4和第二电极5的具体结构不限于此，例如，侧电极3、第一电极4和第二电极5还可以分别由间隔开分布的多个子电极组成离散型的电极。
下面，参考附图描述根据本发明第二方面实施例的电池片100的制备方法。
具体地，制备方法包括如下步骤A、步骤B、步骤C。
步骤A：获取硅基片11。例如，可以采用将正方形常规硅基片本体按照长度不变的规则分割至少一次的方式，得到多个硅基片11。
步骤B：在硅基片11上制备正面扩散层12、侧面隔层、背面隔层，得到所述硅片1。具体地，在硅基片11的受光面上制备正面扩散层12、侧表面上加工侧面隔层、背光面上制备背面隔层。
例如在本发明的一个具体示例中，侧面隔层为与正面扩散层12类型相同且布满在侧表面上的侧面扩散层13，背面隔层为与正面扩散层12类型相同且布满在第一区域上的背面扩散层14。
上述步骤B具体为：首先，在硅基片11的每个表面上均制备同一类型的扩散层；其次，将扩散层的用作为正面扩散层12、侧面扩散层13以及背面扩散层14的部分上涂覆保护层(例如石蜡层或者水膜层)；再次，将扩散层的未涂覆有保护层的部分去除；最后，将保护层去除，以得到正面扩散层12、侧面扩散层13以及背面扩散层14。
其中，可选地，硅基片11可以为P型(即P型硅)，此时，上述扩散层可以为磷扩散层。
步骤C：在硅基片11的背光面上加工背电层6，并在背电层6上加工第二电极5；在侧面隔层上加工侧电极3；在背面隔层上加工第一电极4；在正面扩散层12加工栅线层2。
这里，需要说明的是，为了进一步提高电池片100的功率，可以在正面扩散层12上制备减反层101，使减反层101布满正面扩散层12，然后再将栅线层2加工在减反层101上以间接加工在正面扩散层12上。由此，通过设置减反层101来减小电池片100对太阳光的反射，从而可以有效地提高电池片100的功率。
由此，根据本发明实施例的电池片100的制备方法，工序简单、易实现、难度低、成本低。
下面，参考附图，简要描述根据本发明一个具体实施例的电池片100及其制备方法。
如图1所示，电池片100包括长方形片体状的硅基片11，硅基片11的受光面具有正面扩散层12，正面扩散层12上具有减反层101，减反层101上具有栅线层2，硅基片11宽度方向上的一侧侧表面上具有侧面扩散层13，侧面扩散层13上具有侧电极3，硅基片11的背光面包括间隔开的第一区域和第二区域，其中，第一区域上具有第一电极4，第二区域上具有背电层6，背电层6上具有第二电极5。其中，上述部件的形状及布置位置如图1-图3所示。
具体地，在制备该电池片100时，首先可以通过激光将正方形常规硅基片本体(例如规格为156mm*156mm的常规硅基片)等分并切割成2-8份长度不变的长方形片体状的硅基片11(例如长度均为156mm)，然后再进行后续的电池片100制作工序。当然，本发明不限于此，还可以采用其他方式或工艺获得长方形片体状的硅基片11。这里，需要说明的是，当正方形常规硅基片本体均分成2-8份时，一方面可以减短电荷由受光面向背光面迁移的距离，使电荷的收集高效容易，从而提高电池片100的功率，另一方面使得硅基片11容易切割加工，且后续串并联电池片100消耗的焊料较少，从而提高电池片100串并联后的整体功率，降低成本。
下面，以硅基片11为P型硅为例进行说明电池片100的制备方法。
a1、清洗制绒：清洗去除硅基片11各个表面的污垢，制绒降低硅基片11各个表面的反射率；
a2、扩散制结：通过扩散炉对硅基片11进行双面扩散制备P-N结，使硅基片11的各个表面都具有同一类型的扩散层；
a3、掩膜保护：用石蜡保护第一区域上的扩散层(即用作为背面扩散层14)以及与第一区域相邻的侧表面上的扩散层(即用作为侧面扩散层13)。
a4、蚀刻：去除硅基片11侧表面以及背光面上的未被石蜡保护的背结；
a5、去除石蜡保护，去除磷硅玻璃，从而得到石蜡保护下的背面扩散层14和侧面扩散层13；
a6、在正面扩散层12上蒸镀减反层101，减反层101的材料包括但不限于TiO2、Al2O3、SiNxOy、SiNxCy；
a7、在第二区域沿长度方向丝网印刷背电层6、在背电层6上沿长度方向丝网印刷第二电极5、在背面扩散层14上沿长度方向丝网印刷第一电极4、并烘干，其中，第一电极4正好与背面扩散层14重合，背电层6与第一电极4之间存在一定安全距离，不连接短路；
a8、在正面扩散层12上沿宽度方向丝网印刷栅线层2以使栅线层2中的每条子栅线21均垂直于第二电极5，并烘干；
a9、在侧面扩散层13上沿长度方向丝网印刷侧电极3，并烘干。这里，需要说明的是，步骤a7、a8、a9的执行顺序可以根据实际需要灵活调换。另外，本文中提及的“反面”、“背面”均指背光面，“正面”指受光面。
下面，描述根据本发明第三方面实施例的电池片矩阵1000。
电池片矩阵1000由多个、即至少两个根据上述第一方面实施例的电池片100串联和/或并联而成。例如，电池片矩阵1000可以为第一电池片阵列100A、第二电池片阵列100B、或第三电池片阵列100C，其中，第一电池片阵列100A由单列多行阵列排布的多个电池片100串联而成，第二电池片阵列100B由多个第一电池片阵列100A并联而成，第三电池片阵列100C由多个第二电池片阵列100B串联而成。
由此，根据本发明实施例的电池片矩阵1000的功率好、能效高、结构简单、加工简便、成本低。具体而言，本发明实施例的电池片矩阵1000的功率高，且不需要加入二极管进行旁路保护，成本低，另外，正负接线盒可以分布在电池片矩阵1000的两侧，从而减少了相邻组件之间连接电缆的用量，降低了电站成本。
下面，描述根据本发明第四方面实施例的太阳能电池。
太阳能电池包括上述第三方面实施例的电池片矩阵1000。例如，太阳能电池从受光侧到背光侧依次可以包括：第一面板、第一粘结层、电池片矩阵1000、第二粘结层、以及第二面板。其中，第一面板位于电池片100的受光侧且可以为由玻璃材料制成的玻璃面板以避免遮光，第二面板位于电池片100的背光侧且可以为常规背板，或者第二面板也可以为由玻璃材料制成的玻璃面板，此时太阳能电池可以为双玻组件。第一粘结层设在第一面板与电池片100之间且用于将第一面板粘结至电池片100，此时，第一粘结层可以采用EVA(Ethylene Vinyl Acetate的缩写，即乙烯-乙酸乙烯共聚物)材料制成或者采用透明硅胶等材料制成，以确保良好的透光效果。第二粘结层设在第二面板与电池片100之间且用于将第二面板粘结至电池片100，此时，第二粘结层可以采用EVA(Ethylene Vinyl Acetate的缩写，即乙烯-乙酸乙烯共聚物)材料制成或者采用透明硅胶等材料制成，以确保良好的透光效果。由此，太阳能电池的功率更好、能效更好、加工更加简便、成本更低。
下面，简要描述根据本发明两个具体实施例的太阳能电池。
实施例一、
太阳能电池包括：从受光侧到背光侧依次设置的第一面板、第一绝缘层、电池片矩阵1000、第二绝缘层和第二面板，其中，电池片矩阵1000为上述第一电池片阵列100A，也就是说，多个电池片100按照同样的摆放形式(例如受光面均朝后、侧电极3均朝下的摆放形式)、依次排列并串接相连。
此时，由于单列中的多个电池片100按照同样形式的摆放，因此，每个电池片100的第二电极5均与其上一个电池片100的第一电极4相邻，换言之，每个电池片100的第一电极4均与其下一个电池片100的第二电极5相邻，由此，可以采用导电带1001(例如焊带)沿着硅片1的长度方向将相邻的两个电池片100的第二电极5和第一电极4电连接在一起，以达到串联的目的。
当然，本发明不限于此，还可以将导电带1001(例如焊带)沿着硅片1的宽度方向将相邻的两个电池片100的第二电极5和第一电极4电连接在一起。当然，还不限于此，例如，还可以采用第二面板将相邻的两个电池片100的第二电极5和第一电极4串接在一起，具体地，在该实施例中，第二绝缘层上可以具有穿孔，第二面板可以包括透过穿孔以将相邻的第二电极5和第一电极4串联导通的导电体，由此，第二面板上的导电体可以将相邻的两个电池片100串接在一起。这里不再详述变形方案。
由此，在封装上述电池时，可以采用如下步骤：首先，将多个电池片100单列多行阵列排布，然后采用导电带1001(例如焊带)将相邻的两个电池片100串联在一起得到电池片矩阵1000，并引出汇流条1002。接着，按照从下到上的顺序，依次铺设第一面板(例如玻璃)、第一绝缘层(例如EVA)、电池片矩阵1000、第二绝缘层(例如EVA)、以及第二面板(例如电池背板)，并放入层压机层压，从而实现太阳能电池的封装，得到太阳能电池。
实施例二、
实施例二与实施例一大体相同，不同之处仅在于：电池片矩阵1000为第三电池片阵列100C。例如可以采用“先三并再两串”的方式将第一电池片阵列100A组成第三电池片阵列100C。由此，在封装上述背接触电池时，可以采用如下步骤：首先，将多个电池片100单列多行阵列排布，然后采用导电带1001(例如焊带)将相邻的两个电池片100串联在一起得到第一电池片阵列100A，然后采用汇流条1002将六个第一电池片阵列100A三三并联成两个第二电池片阵列100B，然后再将两个第二电池片阵列100B串联成第三电池片阵列100C，从而得到电池片矩阵1000，再将正负极分别从电池片矩阵1000的两端引出。
接着，按照从下到上的顺序，依次铺设第一面板(例如玻璃)、第一绝缘层(例如EVA)、电池片矩阵1000、第二绝缘层(例如EVA)、以及第二面板(例如电池背板或玻璃)，并放入层压机层压，安装接线盒和边框，从而实现太阳能电池的封装及制作，得到太阳能电池。这里，需要说明的是，接线盒的设置位置可以根据实际要求设置，以更好地满足实际要求，例如可以设计在电池片矩阵1000两个边缘、还可以设置在电池片矩阵1000两个靠近的边缘的背面等。
综上所述，根据本发明实施例的电池片100及电池片矩阵1000，具有以下几方面优 势。
第一、由于第一电极4和第二电极5均位于硅基片11的背光侧，从而可以有效地解决第一电极4对硅基片11的受光面的遮光问题，以提高电池片100的功率、降低银浆用量、降低生产成本，同时由于采用在硅基片11的侧表面上设置侧电极3的方式将正面栅线层2收集的电荷传递给背光侧的第一电极4，从而极大地简化了电池片100的生产工艺，降低了电池片100的制作难度和生产成本，使得电池片100可以大规模量产。
然而，在现有技术中，EWT(发射极环绕背接触电池)、MWT(金属环绕背接触电池)、IBC(全背接触电池)等背接触电池，虽然受光面可以完全没有栅线或没有主栅线以减少正面遮光，但是，EWT、MWT、IBC等背接触电池的制作工艺相当复杂，如MWT电池和EWT电池需要在硅片上进行激光打孔，并将电极或者发射区穿过孔制做到电池背面，制作难度大，成本高，制作组件也需要耗费大量的焊料，而IBC电池对制作工艺要求极高，只能小规模生产。
第二、由于第二电极5和第一电极4均位于电池片100的背光侧且分别位于硅基片11宽度方向上的两侧，从而相邻的两个电池片100可以无需叠置、依次排开、直接串联，从而减少了焊接损坏率，甚至可以减少相比现有约2/3的焊料使用量、进而极大地降低了导电带1001(例如焊带)热损耗，有效提高了电池片矩阵1000的功率，而且，由于相邻两个电池片100的第二电极5和第一电极4可以在电池片100的背光侧连接，从而减小了相邻两个电池片100之间的间隙，而且汇流条1002可以直接从电池片100引出，进而减少了电池片矩阵1000的总体面积，增加了电池片矩阵1000的有效面积，进而增加了电池片矩阵1000的功率。
然而，在现有技术中，具有按照瓦片式铺排方式用锡膏将电池片的背面电极与相邻电池片的正面电极重叠串联的连接工艺，然而，此种方式虽然可以省去了大量的焊接材料，降低了热损耗，但是，瓦片式铺排方式制作组件的方法很容易在焊接过程和后续的层压工艺中造成电池片的破碎损伤，而且层叠位置处的电池片无法参与发电，造成浪费，影响组件功率。
第三、由于电池片矩阵1000可以采用串联和并联相组合的结构，进而可以有效地降低生产成本，使得正负接线盒可以分布在电池片矩阵1000的两边，减少电缆用量，降低电站成本。
然而，在现有技术中，电池片矩阵中的所有电池片均需依次串联，从而需要额外加入二极管进行旁路保护，不但可靠性不高、结构复杂、而且生产成本高，不利于大批量投入生产。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种电池片(100)，其特征在于，包括：
硅片(1)，所述硅片(1)包括硅基片(11)、正面扩散层(12)、侧面隔层、以及背面隔层，其中，所述硅基片(11)的背光面包括第一区域和第二区域，所述正面扩散层(12)设在所述硅基片(11)的受光面上、所述侧面隔层设在所述硅基片(11)的侧表面上、所述背面隔层仅设在且布满在所述第一区域上，其中，所述侧面隔层和所述背面隔层均为与所述正面扩散层(12)类型相同的扩散层；
栅线层(2)，所述栅线层(2)设在所述正面扩散层(12)上；
侧电极(3)，所述侧电极(3)设在所述侧面隔层上且与所述栅线层(2)电连接；
第一电极(4)，所述第一电极(4)设在所述背面隔层上且与所述侧电极(3)电连接；
背电层(6)和第二电极(5)，所述背电层(6)和所述第二电极(5)均设在所述第二区域上，其中，所述背电层(6)与所述第二电极(5)电连接且与所述第一电极(4)不接触，所述硅片(1)为长方形片体，所述第一电极(4)和所述第二电极(5)分别贴靠所述硅片(1)的两条长边设置且均沿所述硅片(1)的长度方向延伸，所述侧电极设在所述硅片(1)的邻近所述第一电极(4)的一侧长边侧表面上，所述硅片(1)在垂直于所述侧电极(3)方向上的跨度为20mm～60mm，所述栅线层(2)包括沿垂直于所述侧电极(3)长度方向延伸的多条子栅线(21)。
2.根据权利要求1所述的电池片(100)，其特征在于，所述背面隔层为布满在所述第一区域上的背面扩散层(14)。
3.根据权利要求2所述的电池片(100)，其特征在于，所述硅基片(11)为P型，所述正面扩散层(12)和所述背面扩散层(14)均为磷扩散层。
4.根据权利要求1所述的电池片(100)，其特征在于，沿所述硅片(1)的厚度方向投影、所述第一电极(4)的外边缘均落在所述第一区域的轮廓线上。
5.根据权利要求1所述的电池片(100)，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域均为非离散区域。
6.根据权利要求1所述的电池片(100)，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域之间具有间隙。
7.根据权利要求6所述的电池片(100)，其特征在于，所述背电层(6)布满在所述第二区域上，所述第二电极(5)设在所述背电层(6)上。
8.根据权利要求1所述的电池片(100)，其特征在于，所述侧面隔层为布满在所述硅基片(11)的所述侧表面上的侧面扩散层(13)。
9.根据权利要求8所述的电池片(100)，其特征在于，所述硅基片(11)为P型，所述正面扩散层(12)和所述侧面扩散层(13)均为磷扩散层。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的电池片(100)，其特征在于，还包括：
减反层(101)，所述减反层(101)设在所述栅线层(2)与所述正面扩散层(12)之间。
11.根据权利要求10所述的电池片(100)，其特征在于，所述减反层(101)还设在所述侧电极(3)与所述侧面隔层之间。
12.一种电池片(100)的制备方法，其特征在于，用于制备根据权利要求1-11中任一项所述的电池片(100)，所述制备方法包括如下步骤：
A：获取所述硅基片(11)；
B：在所述硅基片(11)上制备所述正面扩散层(12)、所述侧面隔层和所述背面隔层得到所述硅片(1)；
C：在所述硅片(1)上制备所述背电层(6)、所述第二电极(5)、所述第一电极(4)、所述侧电极(3)和所述栅线层(2)。
13.根据权利要求12所述的电池片(100)的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体为：
将正方形常规硅基片本体按照长度不变的规则分割至少一次，以得到多个所述硅基片(11)。
14.根据权利要求12所述的电池片(100)的制备方法，其特征在于，所述背面隔层为布满在所述第一区域上的背面扩散层(14)，所述侧面隔层为布满在所述硅基片(11)的所述侧表面上的侧面扩散层(13)，所述步骤B具体为：
B1：在所述硅基片(11)的每个表面上均制备同一类型的扩散层；
B2：将所述扩散层的用作为所述正面扩散层(12)、所述侧面扩散层(13)和所述背面扩散层(14)的部分上涂覆保护层；
B3：将所述扩散层的未涂覆有所述保护层的部分去除；
B4：将所述保护层去除，以得到正面扩散层(12)、所述侧面扩散层(13)和所述背面扩散层(14)。
15.一种电池片矩阵(1000)，其特征在于，由多个根据权利要求1-11中任一项所述的电池片(100)串联和/或并联而成。
16.一种太阳能电池，其特征在于，包括根据权利要求15中所述的电池片矩阵(1000)。
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