CN107799615A - 太阳能电池片单元、光伏电池模组及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片单元、光伏电池模组及其制备工艺，太阳能电池片单元包括正面汇流电极、正面互联电极、背面汇流电极和背面互联电极；正面汇流电极上设置有具有镜面反光作用的第一强化金属层；正面互联电极设置在电池片单元的正面边缘处，连接正面汇流电极和/或第一强化金属层；背面汇流电极上设置有第二强化金属层；背面互联电极连接背面汇流电极和/或第二强化金属层。本发明通过设置强化金属层，提高了光伏电池对入射光的利用率，降低了电池片单元本身的内部电阻，通过互联金属层和互联电极的配合使用，简化优化电池片的串联工艺，同时取消了电池片串联间距，从而使得光伏模组的有效发电面积增加，结构稳定。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池片单元、光伏电池模组及其制备工艺。
背景技术
常规的光伏电池片，如单晶硅电池、多晶硅电池、N型电池、HIT(异质结电池)等，都具有一种正反两面的电极结构设计。其中正面电极包括两个功能部分，分别为细栅线和汇流电极(也称宽栅线)，细栅线用于收集光生电流，然后汇集到汇流电极上再导出；背面电极包括背面电场和背面汇流电极，背面电场用于进行背面钝化和反射；背面汇流电极和正面汇流电极上下对称设置，数量位置都一致，在串联成大的模组时(标准的有60片或72片等)，通过镀锡铜扁带将正反面的汇流电极焊接起来，实现电池单元的串联。这种工艺和相关生产设备结构简单、工艺过程稳定性好，对于光伏产品的大规模生产与推广应用起到了非常大的促进作用。
光伏模组的生产工艺与电池片单元的结构，尤其是正反面电极的工艺及结构密切相关。正是由于目前常规电池片单元所具有的简捷的正反面电极结构，特别是正反面汇流电极的简单明了的设置，使得现有模组制造工艺，尤其是模组的串焊工艺能够以最少的工序运作实现电池单元的稳定、高速生产。
随着技术和行业的发展，常规的串联工艺的不足之处越来越明显：首先，互联带的遮光问题一直无法得到有效解决，减小扁焊带宽度可以减少遮光，但是又会导致电池内阻升高，最终得不偿失。另外，扁焊带宽度的减少，也会导致设备生产时扁焊带与汇流电极的对准误差增大，从而导致更多不良。常规扁焊带串联工艺在进一步提高电池模组功率方面已经逐步进入一个瓶颈，同时也无法兼顾解决互联遮光和电池内阻的平衡问题，限制了光伏产品效率的进一步提升。
为了解决互联遮光的问题，行业内提出了一种用涂锡圆铜线代替铜扁带的串联工艺，可以利用一部分圆线顶部反射的光，达到减少互联遮光的目的，可以有效地提高光伏产品发电功率。这种串联工艺，对于电池片单元的来讲，细栅线作为收集光生电流的作用必然要保留，但是常规的宽度较大的正反面汇流电极被更多数量(至少10根以上)接触电极取代，而且设计成间断相连的明显大于圆铜线直径的焊点阵列(主要是为了提高圆铜线焊接时的对准容差性)。但是这种工艺也存在明显不足，一是圆铜线与汇流电极的焊接接触面仍然太小，影响了焊接的牢固程度，存在严重的质量稳定性隐患；二是过小的接触面导致了过大的连接(接触)电阻，无法有效地降低电池内阻。这种工艺在模组串联这块仍然采用与扁焊带相同的思路，仅仅是换成了更细的有一定反光的圆铜线，所以串焊工艺和过程仍然基本完全一样，同时相应的电池片正反面电极功能也是完全一样，只是为了增加了更多的数量和相应的兼容性改进(比如连续的汇流电极变成间断相连的直径远大于圆铜线直径的焊点)，但是这种小改进仍然没有跳出常规电池的电极设计框架和思路。
另外，为了解决互联遮光的问题，行业内还提出了另一种电池片直接重叠相连的串联工艺。将标准尺寸的电池片切割成更小的6至7块矩形条，在矩形条的一面边缘通过导电胶将与另一片矩形条的另一面边缘直接搭接串联，这种工艺直接摒弃了扁焊带的使用，这就彻底解决了互联遮光的问题，同时电池单元的间隔区域也可以有效利用起来。但是这样做的代价是，必须要把标准电池片切割成很窄的矩形条，使得电池表面的电流可以直接在很短的距离内汇集到搭接边缘，从而不至于因为过长的传输距离产生过大的电流损失和传输电阻。这种工艺可以非常有效地提高光伏模组的发电功率，但是最大的问题是为了降低电池单元的内阻不得不把电池切割成宽度足够小的小块，这就限制了产能，另外过于复杂的工艺过程也不利于技术的快速推广，最主要的是这种技术仍然没有有效地降低电池本身的传输电阻。这种叠片技术相对常规电池和模组制造工艺确实有了很大改变，首先电池单元正面电极只保留了细栅线用来收集电流，但是汇流电极直接被摒弃掉了，被切割成了更小的单元后，利用细栅线直接将收集的电流传导至下一片，但是细栅线由于横截面过小，所以这种技术对于电流的收集传导效率是受限制的。
因此，行业内急需一种综合技术，可以在兼顾利用电池片间距区域的同时，解决串联遮光问题，以及降低电池内阻，且工艺过程简单稳定，便于实施。
发明内容
在光伏行业同质化竞争日益严重的今天和未来，市场对更高效的光伏模组串联技术日益渴求。由于光伏电池模组与电池片单元的密切相关性，光伏模组的串联技术也必然离不开电池片单元的创新改进。
基于此，本发明提供了一种太阳能电池片单元，包括硅基片，以及设置在硅基片上的正面电极结构和背面电极结构；
所述正面电极结构，包括用于收集光生电流的正面汇流电极和用于电池片单元之间串联的正面互联电极；
所述正面汇流电极上设置有具有镜面反光作用的第一强化金属层；
所述正面互联电极，设置在电池片单元的正面边缘处，连接所述正面汇流电极和/或所述第一强化金属层；
所述背面电极结构，包括分别嵌套于背面电场中的背面汇流电极和背面互联电极；
所述背面汇流电极上设置有第二强化金属层；
所述背面互联电极，连接所述背面汇流电极和/或所述第二强化金属层，用于与所述正面互联电极配合实现电池片单元的片间串联。
作为一种可实施方式，所述正面互联电极和/或所述背面互联电极上设置有互联金属层。
作为一种可实施方式，所述正面汇流电极和/或所述背面汇流电极的宽度为0.1mm至2mm，数量为1根至30根。
作为一种可实施方式，所述正面互联电极与所述正面汇流电极的方向垂直，所述背面互联电极和所述背面汇流电极的方向垂直，所述正面互联电极和所述背面互联电极的宽度为0.1mm至2mm。
作为一种可实施方式，所述正面互联电极和/或所述背面互联电极距离所述电池片单元的边缘的最小距离为0.1mm至1mm。
作为一种可实施方式，所述第一强化金属层、第二强化金属层、以及互联金属层包括银、铜、锡、镍、铅及其合金中的一种或多种。
作为一种可实施方式，所述第一强化金属层、第二强化金属层、以及互联金属层为由铜作为基材制成的连续型金属层。
作为一种可实施方式，所述第一强化金属层由横截面为正三角形的镀锡铜带制成，三角形边长为0.1mm至1mm，锡层厚度为0.01mm至0.1mm。
作为一种可实施方式，所述第二强化金属层由镀锡铜扁带制成，铜基材厚度为0.02mm至0.2mm，宽度为0.1mm至2mm，锡层厚度为0.01mm至0.1mm。
作为一种可实施方式，所述互联金属层由镀锡铜扁带制成，其厚度为0.02mm至0.2mm，宽度为0.1mm至3mm，锡层厚度为0.01mm至0.1mm。
本发明还提供了一种光伏电池模组，包括多个上述太阳能电池片单元；
多个所述太阳能电池片单元通过正面互联电极和背面互联电极相互串联。
本发明还提供了一种光伏电池模组的制备工艺，包括以下步骤：
提供硅基片；
在硅基片上制备正反面电极结构，包括：在硅基片的正面制备细栅线、正面汇流电极以及正面互联电极，在硅基片的背面制备背面汇流电极和背面互联电极；
在正反面电极结构上制备金属层，包括：在正面汇流电极上设置具有镜面反光作用的第一强化金属层，在背面汇流电极上设置第二强化金属层，在正面互联电极和/或背面互联电极上设置互联金属层，形成电池片单元；
利用正面互联电极、背面互联电极以及互联金属层将多个电池单元串联，形成预设标准规格的光伏电池模组。
作为一种可实施方式，在形成电池片单元的过程中，先在标准尺寸的硅基片上制备多个相同的电池片单元，再通过激光或其他工艺进行分割，形成多个单独的电池片单元。
作为一种可实施方式，所述在正反面电极结构上制备金属层包括以下步骤：
提供具有镜面反光作用的第一强化金属层、第二强化金属层以及互联金属层；
通过加热，将具有镜面反光作用的第一强化金属层对准并粘接于正面汇流电极的表面，将第二强化金属层对准并粘接于背面汇流电极的表面，将互联金属层对准并粘接于正面互联电极和/或背面互联电极的表面。
作为一种可实施方式，利用正面互联电极、背面互联电极以及互联金属层将多个电池单元串联包括以下步骤：
将相邻两个电池片单元中的其中一个电池片单元的正面互联电极与另一个电池片单元的背面互联电极对准重叠；
对重叠部分进行加热，使相邻两个电池片单元通过互联金属层连接导通，成为一体。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明在正面汇流电极上设置了具有镜面反光效果的第一强化金属层，一方面大幅消除汇流电极、正面互联电极和背面互联电极造成的遮光，另一方面可以大幅提高汇流电极的导电性，降低电池内阻。此外，正面互联电极和背面互联电极均设置在电池片单元的边缘处，从而利用电池片间距区域实现近距离串联。串联时，只需要将相邻两个电池片单元中的其中一个的正面互联电极与另一个的背面互联电极对准重叠，对重叠部分进行加热，利用焊接或导电胶粘合的方式使相邻两个电池片单元导通固定，成为一体即可，操作方便，而且结构稳定。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的太阳能电池片单元的正面电极结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的太阳能电池片单元的背面电极结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的太阳能电池片单元的第一强化金属层的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的光伏电池模组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
参见图1和图2，本发明实施例一提供的太阳能电池片单元，包括硅基片以及设置在硅基片上的正面电极结构和背面电极结构。
参见图1，正面电极结构包括细栅线11、用于收集光生电流的正面汇流电极12和用于电池片单元之间串联的正面互联电极13。正面汇流电极12上设置有具有镜面反光作用的第一强化金属层，正面互联电极13设置在电池片单元的正面边缘处，连接正面汇流电极12和/或第一强化金属层。
参见图2，实施例一提供的太阳能电池片单元的背面电极结构包括：背面铝电场或其他背表面钝化结构、分别嵌套于背面电场中的背面汇流电极14和背面互联电极15。背面汇流电极14上设置有第二强化金属层，背面互联电极15连接背面汇流电极14和/或第二强化金属层，用于与正面互联电极13配合实现电池片单元的片间串联。电池片单元可以通过正面互联电极13和背面互联电极15直接重叠导通，从而串联成更大规模的电池模组。
本发明实施例一提供的太阳能电池片单元与现有的电池片的不同之处在于，正反面电极结构的新型设计和功能强化，本发明实施例一提供的太阳能电池片单元除了含有常规电池片的正面细栅线、背面电场、正反面汇流电极之外，设置了专门的互联电极。将常规电池片中汇流电极的汇集电流和提供片间串联的双重功能分离开，分别由不同的结构来实现，本发明中的汇流电极主要功能是汇总收集来自细栅线的光生电流，而正面互联电极13和背面互联电极15的主要功能是用来实现电池片单元的片间串联。同时为了消除正面互联电极13和背面互联电极15带来的正面遮光，在正面汇流电极12上设置了具有镜面反光效果的第一强化金属层，一方面大幅消除汇流电极、正面互联电极13和背面互联电极15造成的遮光，另一方面可以大幅提高汇流电极的导电性，降低电池内阻。此外，正面互联电极13和背面互联电极15均设置在电池片单元的边缘处，从而利用电池片间距区域实现近距离串联。串联时，只需要将相邻两个电池片单元中的其中一个的正面互联电极13与另一个的背面互联电极15对准重叠，对重叠部分进行加热，利用焊接或导电胶粘合的方式使相邻两个电池片单元导通固定，成为一体即可，操作方便，而且结构稳定。
具体地，如图1所示，位于硅基片11正面的正面汇流电极12可以是连续型电极，也可以是非连续型的触点式电极。图1所示的正面汇流电极12是连续型电极，其宽度为0.1mm-2mm，数量为1-30根；正面汇流电极12的宽度可以连续相同，也可以间断不同。
正面互联电极13位于电池片单元的边缘，距离电池片单元的边缘0.1mm-1mm。正面互联电极13可以是连续型电极，也可以是非连续型的触点式电极。图1所示的正面互联电极13是连续型电极，正面互联电极13与汇流电极方向垂直，位于汇流电极的一端。正面互联电极13可以与汇流电极相互导通，也可以不直接导通(该方式下面具体说明)。正面互联电极13的宽度可以为0.1mm-2mm，其宽度可以连续相同，也可以间断不同，也可以为间断不连续的不同形状的触点。
参见图2，位于硅基片另一面，也就是背面的背面汇流电极14嵌套于背面电场(或其他背面钝化结构)中，宽度为0.1mm-2mm，数量为1-30根。背面汇流电极14可以是连续型电极，也可以是非连续型的触点式电极。图1所示的正面汇流电极12是连续型电极，背面汇流电极14宽度可以连续相同，也可以间断不同。
背面互联电极15也嵌套于背面电场(或其他背面钝化结构)中，位于电池片单元的边缘，距离边缘0.1mm-1mm。背面互联电极15可以是连续型电极，也可以是非连续型的触点式电极。图2所示的背面互联电极15是连续型电极，背面互联电极15与背面汇流电极14垂直，且位于背面汇流电极14的一端。背面互联电极15宽度0.1mm-2mm，其宽度可以为连续相同，也可以为间断不同，也可以为间断不连续的不同形状的触点。
正面互联电极13和背面互联电极15对应设置，位于电池片单元正反面的一端，方便后续工艺的重叠串联。
上述电池片单元的正面汇流电极12和背面汇流电极14上设置有强化金属层，用来提高汇流电极的导电性，其中，正面汇流电极12上设置的第一强化金属层由具有镜面反光效果的特殊材料制成。
第一强化金属层和第二强化金属层可以由银、铜、锡、铅、镍等导电性好的金属或合金制成，可以为粉末状结构或具有规则形状的连续型材结构。优选地，由铜基材制成的横截面形状规则的连续型强化金属层，横截面形状可为矩形、三角形、圆形等形状。为便于使用，表面可以涂覆锡层或铅锡合金层。
参见图3，第一强化金属层可以由横截面为正三角形的镀锡铜带制成，三角形边长0.1-1mm，锡层厚度0.01-0.1mm，反光效果好。第二强化金属层可以由镀锡铜扁带制成，铜基材厚度为0.02mm-0.2mm，宽度为0.1mm-2mm，锡层厚度为0.01mm-0.1mm。第一强化金属层和第二强化金属层的宽度或长度大于对应的正面汇流电极和背面汇流电极的长度和宽度，从而实现较好地反光，大幅消除汇流电极、正面互联电极和背面互联电极造成的遮光，另一方面可以大幅提高汇流电极的导电性，降低电池内阻。
上述细栅线、背面电场((或其他背面钝化结构)、正面汇流电极、背面汇流电极、正面互联电极、以及背面互联电极都可以通过常规电池制备工艺，即丝网印刷银基导电浆料后再烧结的工艺在电池片单元制备环节独立制备而成，也可以通过其他电镀、蒸镀、CVD(物理化学沉积)等工艺制备。
上述硅基片可以是完整尺寸的电池片，也可以为完整尺寸电池片大小的1/N大小的规格，比如1/2片、1/3片、1/4片等，但是每个电池单元都应该完整地包含上述所有结构特征。上述电池片单元可以是P型单多晶电池，也可以是N型电池，也可以是异质结电池等。
本发明实施例二提供了一种太阳能电池片单元，在实施例一提供的太阳能电池片单元的基础上，其正面互联电极和/或背面互联电极上设置有互联金属层。
互联金属层由银、铜、锡、铅等导电性好的金属或合金制成。可以是由其金属粉末制成的导电膏经过特殊工艺处理而成，也可以是由镀锡铜扁带经焊接而成。此处铜扁带的宽度可以为0.1mm-3mm，厚度可以为0.02mm-0.2mm，锡层厚度可以为0.01mm-0.1mm。
互联金属层可以只设置在正反面其中一面，也可以两面都设置，也可以在表面涂覆导电膏经特殊工艺高温处理而成。如果只在一面的互联电极上设置互联金属层，则另一面可以与将要重叠的那面共用互联金属层。
本发明实施例二提供的太阳能电池片单元在串联时，可以将正面互联电极和背面互联电极分别与另一电池片单元的正面互联电极和背面互联电极上下重叠对准重合，通过位于它们之间的互联金属层连接导通，以进一步降低电池片间串联时串联电阻，大大提高了串联工艺的可靠性和方便性。
本发明实施例二提供的太阳能电池片单元，通过在正面汇流电极上设置第一强化金属层、在背面汇流电极上设置第二强化金属层，降低了光伏电池的内部串联电阻和内部的功率损耗；通过在正面汇流电极上设置具有反光作用的第一强化金属层，提高了光伏电池对入射光的利用率，提高了光伏电池的输出电流；通过正面互联电极和背面互联电极实现重叠串联，减少了电池片在串联时的片间距浪费，提高了光伏模组在限定面积下对入射光的有效使用面积。通过上述三点，大幅提高了5％-10％的光伏模组输出功率。此外，通过在正面互联电极和/背面互联电极处设置互联金属层的结构，尤其是引入镀锡铜带作为互联金属层材料，提高了新型光伏模组的可靠性和工艺实施方案的大幅简化。本实施例通过第一强化金属层、第二强化金属层、正面互联电极、背面互联电极及其互联金属层的配合使用，能够大幅降低电池本身内部串联电阻，从而允许更长距离的电流传输，允许更大规格的叠片电池尺寸，大幅简化了现有的叠层串联方案。
参见图4，本发明实施例三提供了一种光伏电池模组，包括上述实施例一和实施例二提供的太阳能电池片单元；多个太阳能电池片单元通过正面互联电极和背面互联电极相互串联。具体串联过程可参照下面实施例四实现。
基于同一发明构思，本发明实施例四提供的光伏电池模组的制备工艺，包括以下步骤：
S100、提供硅基片；
S200、在硅基片上制备正反面电极结构，包括：在硅基片的正面制备细栅线、正面汇流电极以及正面互联电极，在硅基片的背面制备背面汇流电极和背面互联电极；
S300、在正反面电极结构上制备金属层，包括：在正面汇流电极上设置具有镜面反光作用的第一强化金属层，在背面汇流电极上设置第二强化金属层，在正面互联电极和/或背面互联电极上设置互联金属层，形成电池片单元；
S400、利用正面互联电极、背面互联电极以及互联金属层将多个电池单元串联，形成预设标准规格的光伏电池模组。
上述步骤S100和S200是制备电池片单元基体，此处所述的电池片单元基体是相对模组封装而言，一片具有完整发电功能的电池片即是一个电池片单元基体。本实施例中的电池片单元基体，相对于常规电池，不同之处只在于正反面电极结构，尤其是新增的正面互联电极和背面互联电极结构。通过制备不同图型的网版，再经过常规的丝网印刷和烧结工艺，可以方便地制备出本发明所需电池片单元基体，其中在网版上可以直接设计好电池电极的数量、尺寸、形状、位置等相关参数。
对于1/N片标准电池片大小的特殊规格电池片单元基体，可以先在标准大小电池片上制备N个相应的小规格电池，其中每个电池都含有完全相同的完备功能结构，再通过激光或其他工艺分割成N个小单元。
步骤S300，在正反面电极结构上制备金属层包括以下步骤：
首先，提供具有镜面反光作用的第一强化金属层、第二强化金属层以及互联金属层；
然后通过加热，将具有镜面反光作用的第一强化金属层对准并粘接于正面汇流电极的表面，将第二强化金属层对准并粘接于背面汇流电极的表面，将互联金属层对准并粘接于正面互联电极和/或背面互联电极的表面。
具体地，可以采用以下两种方法实现：
方案一：首先制备不同规格的镀锡铜带，包括镀锡的铜扁带和镀锡的三角形铜带。再将其切割成与正面汇流电极、背面汇流电极以及正面互联电极、背面互联电极的长度相一致，再通过红外、激光、热风等加高温工艺将镀锡铜扁带一一焊接在背面汇流电极、正面互联电极以及背面互联电极上，将三角形镀锡铜带焊接在正面汇流电极上。
方案二：首先制备不同规格的镀锡铜带，包括镀锡的铜扁带和镀锡的三角形铜带。再分别将其切割成与正反面汇流电极长度相一致，再通过红外、激光、热风等高温工艺将镀锡铜扁带焊接在背面汇流电极上，将三角形镀锡铜带焊接在正面汇流电极上；然后将导电金属膏涂覆在正面互联电极和背面互联电极上，或只涂覆在正面互联电极上或背面互联电极上。
上述两种方案中，不同之处在于互联金属层材料和工艺过程不同，目的都是提供一种简便可靠的串联结构，也可以采用其他方式。
需要说明的是，本步骤工艺可以将不同形状的金属材料与相应的电池结构相连接，实现强化金属层的制备。
步骤S400，利用正面互联电极、背面互联电极以及互联金属层将多个电池单元串联包括以下步骤：
首先，将相邻两个电池片单元中的其中一个电池片单元的正面互联电极与另一个电池片单元的背面互联电极对准重叠；然后，对重叠部分进行加热，使相邻两个电池片单元通过互联金属层连接导通，成为一体。
片间串联时，需要根据模组的整体输出电压和电流，以及电池片单元的面积大小，设计出相应的电池单元串、并联方案。具体地，可以将相邻两片设置了互联金属层的互联电极区域首尾重叠对准，利用红外、激光、热风等高温工艺，通过融化的锡层或固化的导电胶将相邻两片电池串联起来，一直重复串联到一定数量的电池串。
需要说明的是，本步骤工艺也可能需要特殊设计的新型串联设备来实现电池片间的串联。后续工艺都可以直接使用现有的常规工艺进行，这些工艺包括电池串的再串/并联升级、不同模组材料的层叠、利用层压机进行的高温胶联、EL缺陷检测、安装其他附属器件等，再经过这些后续工艺，就可以完整地制备出本发明所述的光伏模组。这些常规工艺过程不在本发明描述之列，在此不做详细说明。
本发明实施例五提供了一种光伏电池模组(全片+三角焊带+扁横焊带)的制备工艺，过程如下：
步骤1：电池片制备
选择标准尺寸156mm*156mm的单晶电池片，用常规的植绒、扩散、刻蚀、镀膜等完成前道工艺加工；该步骤不是本技术的核心内容，具体过程不在冗述；
在后道的金属化工艺中，在丝网印刷之前，根据技术要求将印刷网版设计成如下图形：正面汇流电极为连续型，宽度为0.5mm，共8根，均匀分布于电池片正面宽度内；正面互联电极为连续型，宽度为1.6mm，位于正面汇流电极的一端，距电池片边缘0.5mm，且与正面汇流电极相导通；背面汇流电极宽度为2.0mm，间断分布，共四断，每段长度30mm,间隔9mm，共8列，与正面汇流电极中心线上下重合；背面互联电极位于电池片的背面的另一端，距电池片边缘0.5mm，与背面汇流电极不导通。经过丝网印刷和烧结测试分档后，即制成电池片单元。
步骤2：强化金属层制备
选用边长为0.6mm的三角形焊带，表面涂锡，作为正面汇流电极的强化金属层；选用横截面为0.2mm*1.6mm的涂锡铜扁带作为背面汇流电极的强化金属层；选用横截面为0.1mm*2mm的涂锡铜扁带作为正反面互联电极的互联金属层。将上述涂锡铜带裁切成长度为不小于正反面汇流电极和互联电极长度的小段，以备后用；
利用红外焊接工艺或激光技术将上述不同涂锡铜带焊接在与各自功能相应的汇流电极和互联电极上：将厚度0.1mm的涂锡扁带分别焊接在正反面互联电极上，将三角形焊带与正面汇流电极中心对准后焊接起来，一端搭在背面互联电极上的互联金属层上；将0.2mm厚的锡铜带与背面汇流电极中心对准后焊接起来，一端搭在背面互联电极上的互联金属层上；正反面汇流电极的强化金属层与互联电极的互联金属层的搭接长度为0.5mm。此步完成后使得单个电池片单元的导电性增强，电池片单元的内阻大幅降低。
步骤3：电池片单元串联
利用红外焊接工艺或激光技术，将上述电池片单元一一串联起来：将上述电池片正面朝上摆放，再将另一片电池片按同样的方向正面朝上摆放，使其背面互联电极上的强化金属层与第一片电池的正面互联电极上的互联金属层相上下重合对准，再通过红外或激光技术加热使两块电池通过上下互联电极上的互联金属层连接起来。依次进行后续串联，直至要求长度，使电池片单元串联成标准规格的电池串。
步骤4：后续工艺
一块完整的电池模组还需要超白玻璃、EVA、背板、铝边框、接线盒、汇流带等，通过下述工艺将上述电池串和其他制作模组需要的材料最终制成标准的电池模组：
叠层：是在层压前，将上述玻璃、EVA、电池串、背板先设计好的顺序和位置先预先准备经检测没有缺陷；
层压：将上述叠层好的模组材料，投入层压机，利用层压过程中的高温高压和抽真空环境，使得上述材料被融化的EVA材料封装包裹，初步实现不同材料的封装；
装框：上述层压好的材料安装铝边框，增强其在后续使用时的重载能力及抗外部冲击能力；
接线盒：安装接线盒后，一块模组就可以很方便地与另一块模组串联，方便后续更大工程的使用。至此，完整的完成了全部光伏模组的制备。
本发明实施例六提供了一种光伏电池模组(多晶电池+三角焊带+1/2片+锡膏)的制备工艺，过程如下：
步骤1：电池片制备
选择标准尺寸156mm*156mm的多晶电池片，用常规的植绒、扩散、刻蚀、镀膜等完成前道工艺加工；
在后道的金属化工艺中，在丝网印刷之前，根据技术要求可以将印刷网版设计成如下图形：一张电池片上含有两个相同的独立子单元，每个单元都有如下特征：正面汇流电极为两段连续0.5mm宽度，共8根，均匀分布于电池片正面宽度内；正面互联电极连续宽度为1.0mm，位于正面汇流电极每个间断的一端，距电池片边缘和另一个电池单元0.5mm，且与正面汇流电极相导通；背面汇流电极宽度1.5mm，间断分布，共四段，每段长度30mm,段间隔9mm，共8列，与正面汇流电极中心线上下重合；背面互联电极位于电池片的背面的另一端，宽度1.0mm，距电池片边缘0.5mm，与背面汇流电极不导通。经过丝网印刷和烧结测试分档，再用激光将其分割成相同的两块，即制成所用电池单元。
步骤2：强化金属层制备
选用边长为0.6mm的三角形焊带，表面涂锡，作为正面汇流电极强化金属层；选用横截面为0.2mm*1.6mm的涂锡铜扁带作为背面汇流电极的强化金属层；将上述涂锡铜带裁切成长度为不小于正反面汇流电极的长度。
利用红外焊接工艺或激光技术将上述不同涂锡铜带焊接在与各自功能相应的汇流电极上，将三角形焊带与正面汇流电极中心对准后焊接起来，将0.2mm厚的涂锡铜带与背面汇流电极中心对准后焊接起来。然后再将锡膏用印刷或点胶的方式设置在正面互联电极上，并经过高温熔融。此步完成单个电池片单元的导电性增强，使得电池片单元的内阻大幅降低。
步骤3：电池片单元串联
利用红外焊接工艺或激光技术，将上述电池片单元一一串联起来：将上述电池片正面朝上摆放，再将另一片电池片按同样的方向正面朝上摆放，使其背面互联电极与第一片电池的正面互联电极上的互联金属层相上下重合对准，再通过红外或激光技术加热使两块电池通过上下互联电极上的互联金属层连接起来。依次进行后续串联，直至要求长度，将电池片单元串联成标准规格的电池串。
步骤4：后续工艺，同实施例五。
本发明实施例七提供了一种光伏电池模组(多晶电池+三角焊带+半片+扁横焊带)的制备工艺，过程如下：
步骤1：电池片制备
选择标准尺寸156mm*156mm的多晶电池片，用常规的植绒、扩散、刻蚀、镀膜等完成前道工艺加工；
在后道的金属化工艺中，在丝网印刷之前，根据技术要求可以将印刷网版设计成如下图形：一张电池片上含有两个相同的独立子单元，每个单元都有如下特征：正面汇流电极为两段连续0.5mm宽度，共8根，均匀分布于电池片正面宽度内；正面互联电极连续宽度为1.0mm，位于正面汇流电极每个间断的一端，距电池片边缘和另一个电池单元0.5mm，且与正面汇流电极相导通；背面汇流电极宽度1.5mm，间断分布，共四段，每段长度30mm,段间隔9mm，共8列，与正面汇流电极中心线上下重合；背面互联电极位于电池片的背面的另一端和中间部位，宽度1.0mm，距电池片边缘0.5mm，与背面汇流电极不导通。经过丝网印刷和烧结测试分档，再用激光将其分割成相同的两块，即制成所用的电池片单元。
步骤2：强化金属层制备
选用边长为0.6mm的三角形焊带，表面涂锡，作为正面汇流电极强化金属层；选用横截面为0.2mm*1.6mm的涂锡铜扁带作为背面汇流电极的强化金属层；选用横截面为0.1mm*1.mm的涂锡铜扁带作为正反面互联电极的互联金属层。将上述涂锡铜带裁切成长度为不小于正反面汇流电极和互联电极长度的小段，以备后用。
利用红外焊接工艺或激光技术将上述不同涂锡铜带焊接在与各自功能相应的汇流电极和互联电极上：将0.1mm的涂锡扁带分别焊接在正反面互联电极上，将三角形焊带与正面汇流电极中心对准后焊接起来，一端搭在背面互联电极上的互联金属层上，将0.2mm厚的锡铜带与背面汇流电极中心对准后焊接起来，一端搭在背面互联电极上的互联金属层上，正反面汇流电极的强化金属层与互联电极的强化金属层的搭接长度为0.2mm。此步完成后，使单个电池片单元的导电性增强，使得电池单元的内阻大幅降低。
步骤3：电池片单元串联
利用红外焊接工艺或激光技术，将上述电池片单元一一串联起来：将上述电池片正面朝上摆放，再将另一片电池片按同样的方向正面朝上摆放，使其背面互联电极上的互联金属层与第一片电池的正面互联电极上的互联金属层相上下重合对准，再通过红外或激光技术加热使两块电池通过上下互联电极上的互联金属层连接起来。依次进行后续串联，直至要求长度，将电池单元串联成标准规格的电池串。
步骤4：后续工艺，同实施例五。
本发明实施例八提供了一种光伏电池模组(多晶电池+三角焊带+1/4片+扁横焊带)的制备工艺，过程如下：
步骤1：电池片制备
选择标准尺寸156mm*156mm的多晶电池片，用常规的植绒、扩散、刻蚀、镀膜等完成前道工艺加工；
在后道的金属化工艺中，在丝网印刷之前，根据技术要求可以将印刷网版设计成如下图形：一张电池片上含有四个相同的独立子单元，每个单元都有如下特征：正面汇流电极为连续0.5mm宽度，共8根，均匀分布于正面每个小宽度内；正面互联电极连续宽度为1.0mm，位于每个小电池单元正面汇流电极的一端，距电池片边缘或相邻电池单元边缘0.5mm，且与正面汇流电极相导通；背面汇流电极宽度1.5mm，在每个小电池单元内宽度连续，共8列，与正面汇流电极中心线上下重合；背面互联电极位于每个小电池单元的背面汇流电极的一端，宽度1.0mm，距所在电池片单元边缘和相邻电池片单元边缘0.5mm，与背面汇流电极导通。经过丝网印刷和烧结测试分档，再用激光将其分割成相同的四块，即制成所用电池片单元。
步骤2：强化金属层制备
选用边长为0.6mm的三角形焊带，表面涂锡，作为正面汇流电极的强化金属层；选用横截面为0.2mm*1.6mm的涂锡铜扁带作为背面汇流电极的强化金属层；选用横截面为0.1mm*1.mm的涂锡铜扁带作为正反面互联电极的互联金属层。将上述涂锡铜带裁切成长度为不小于正反面汇流电极和互联电极长度的小段，以备后用。
利用红外焊接工艺或激光技术将上述不同涂锡铜带焊接在与各自功能相应的汇流电极和互联电极上：将0.1mm的涂锡扁带分别焊接在正反面的互联电极上，将三角形焊带与正面汇流电极中心对准后焊接起来，一端搭在背面互联电极上的互联金属层上，将0.2mm厚的锡铜带与背面汇流电极中心对准后焊接起来，一端搭在背面互联电极上的互联金属层上，汇流电极的强化金属层与互联电极的互联金属层的搭接长度为0.2mm。此步完成，使单个电池片单元的导电性增强，电池片单元的内阻大幅降低。
步骤3：电池片单元串联
利用红外焊接工艺或激光技术，将上述电池片单元一一串联起来：将上述电池片正面朝上摆放，再将另一片电池片按同样的方向正面朝上摆放，使其背面互联电极上的强化金属层与第一片电池的正面互联电极上的互联金属层相上下重合对准，再通过红外或激光技术加热，使两块电池片通过上下互联电极上的互联金属层连接起来。依次进行后续串联，直至要求长度，使电池片单元串联成标准规格的电池串。
步骤4：后续工艺，同实施例五。
本发明通过设置强化金属层，提高了光伏电池对入射光的利用率，降低了电池片单元本身的内部电阻，通过互联金属层和互联电极的配合使用，简化优化电池片的串联工艺，同时取消了电池片串联间距，从而使得光伏模组的有效发电面积增加。通过上述几项优化，使得利用本发明的方法制备的光伏模组产品的发电功率相较常规串焊光伏产品可以大幅提高10-15％，从而大幅降低光伏产品发电成本10-20％。
需要说明的是，上述实施案例只是本技术的几种简单应用，是为了读者能更好地理解本发明的实际使用方式和过程，而不应被理解为本技术仅能在这几种条件下使用；理论上来讲，在不违背本发明产品结构组成及工艺过程的前提下，行业内的技术人员通过更换不同电池基片材料、更改不同的汇流电极和互联电极形状、使用不同规格尺寸或材料的强化金属层、以及使用除红外加热和激光加外不同的热焊接工艺(比如电磁加热、热风等)等其他技术搭配，都应在本发明保护之内。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (15)
1.一种太阳能电池片单元，其特征在于，包括硅基片，以及设置在硅基片上的正面电极结构和背面电极结构；
所述正面电极结构，包括用于收集光生电流的正面汇流电极和用于电池片单元之间串联的正面互联电极；
所述正面汇流电极上设置有具有镜面反光作用的第一强化金属层；
所述正面互联电极，设置在电池片单元的正面边缘处，连接所述正面汇流电极和/或所述第一强化金属层；
所述背面电极结构，包括分别嵌套于背面电场中的背面汇流电极和背面互联电极；
所述背面汇流电极上设置有第二强化金属层；
所述背面互联电极，连接所述背面汇流电极和/或所述第二强化金属层，用于与所述正面互联电极配合实现电池片单元的片间串联。
2.根据利要求1所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述正面互联电极和/或所述背面互联电极上设置有互联金属层。
3.根据利要求1或2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述正面汇流电极和/或所述背面汇流电极的宽度为0.1mm至2mm，数量为1根至30根。
4.根据利要求1或2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述正面互联电极与所述正面汇流电极的方向垂直，所述背面互联电极和所述背面汇流电极的方向垂直，所述正面互联电极和所述背面互联电极的宽度为0.1mm至2mm。
5.根据利要求1或2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述正面互联电极和/或所述背面互联电极距离所述电池片单元的边缘的最小距离为0.1mm至1mm。
6.根据利要求2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述第一强化金属层、第二强化金属层、以及互联金属层包括银、铜、锡、镍、铅及其合金中的一种或多种。
7.根据利要求6所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述第一强化金属层、第二强化金属层、以及互联金属层为由铜作为基材制成的连续型金属层。
8.根据利要求1或2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述第一强化金属层由横截面为正三角形的镀锡铜带制成，三角形边长为0.1mm至1mm，锡层厚度为0.01mm至0.1mm。
9.根据利要求1或2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述第二强化金属层由镀锡铜扁带制成，铜基材厚度为0.02mm至0.2mm，宽度为0.1mm至2mm，锡层厚度为0.01mm至0.1mm。
10.根据利要求2所述的太阳能电池片单元，其特征在于，所述互联金属层由镀锡铜扁带制成，其厚度为0.02mm至0.2mm，宽度为0.1mm至3mm，锡层厚度为0.01mm至0.1mm。
11.一种光伏电池模组，其特征在于，包括多个上述权利要求1至10任一项所述的太阳能电池片单元；
多个所述太阳能电池片单元通过正面互联电极和背面互联电极相互串联。
12.一种如权利要求11所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
提供硅基片；
在硅基片上制备正反面电极结构，包括：在硅基片的正面制备细栅线、正面汇流电极以及正面互联电极，在硅基片的背面制备背面汇流电极和背面互联电极；
在正反面电极结构上制备金属层，包括：在正面汇流电极上设置具有镜面反光作用的第一强化金属层，在背面汇流电极上设置第二强化金属层，在正面互联电极和/或背面互联电极上设置互联金属层，形成电池片单元；
利用正面互联电极、背面互联电极以及互联金属层将多个电池单元串联，形成预设标准规格的光伏电池模组。
13.根据利要求12所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，在形成电池片单元的过程中，先在标准尺寸的硅基片上制备多个相同的电池片单元，再通过激光或其他工艺进行分割，形成多个单独的电池片单元。
14.根据权利要求12所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，所述在正反面电极结构上制备金属层包括以下步骤：
提供具有镜面反光作用的第一强化金属层、第二强化金属层以及互联金属层；
通过加热，将具有镜面反光作用的第一强化金属层对准并粘接于正面汇流电极的表面，将第二强化金属层对准并粘接于背面汇流电极的表面，将互联金属层对准并粘接于正面互联电极和/或背面互联电极的表面。
15.根据权利要求12所述的光伏电池模组的制备工艺，其特征在于，利用正面互联电极、背面互联电极以及互联金属层将多个电池单元串联包括以下步骤：
将相邻两个电池片单元中的其中一个电池片单元的正面互联电极与另一个电池片单元的背面互联电极对准重叠；
对重叠部分进行加热，使相邻两个电池片单元通过互联金属层连接导通，成为一体。
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