CN109301003A - 太阳能电池片及其组件、系统和制备太阳能电池片的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无背银电极的太阳能电池片、包括该无背银电极的太阳能电池片的组件和系统，及其制备方法。太阳能电池包括自下而上依次设置的铝背场、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线和正银电极；其中，所述铝背场上设置导电胶固化形成的背面电极。实施本发明能够减少背银浆料成本，简化丝网印刷工艺步骤，降低丝网印刷工艺难度；在省略背银电极的同时，导电能力与其相当；增加了铝背场的钝化面积，提高了光子利用效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域；涉及一种无背银电极的太阳能电池片、包括该无背银电极的太阳能电池片的组件和系统，及该太阳能电池片的制备方法。
背景技术
太阳能电池是一种把光能转换成电能的能量转换器件，太阳能电池工作原理的基础是半导体P-N结的光生伏特效应。其中，晶硅太阳能电池是推广应用最广泛的一种太阳能电池。
常规晶硅太阳能电池片通过制绒、扩散、刻蚀、镀膜等工序制成含有P-N结的电池片，其在太阳光照射下产生电位差。为了引出电流，需要在P-N结上制作正负两个电极。制作电极最普遍的方法为丝网印刷方法，该方法通常包括背银印刷、铝背场印刷以及正银印刷等工序。
其中，背银印刷和铝背场印刷均在电极片背面进行，具体制作过程如下：首先印刷背银浆并干燥，之后套印铝浆并干燥，两种浆料印刷图案有重叠，背银浆和铝浆成膜后共烧形成背银电极和铝电极。铝浆和背银套印时，背银电极必须宽一些，留出铝背场与其覆盖连接的面积。这种工艺要求高，容易造成部分背银浆料浪费，并减小了铝背场的钝化面积。
在实际应用中，通常将多个电池片串并联封装后形成太阳能电池组件。在太阳能电池组件中，前一电池片的正面电极焊接到后一电池片的背面电极上，形成串联结构。在焊接过程中，由于焊带与铝背场焊接强度极低。为了实现焊带与太阳能电池背面的焊接，必须在铝浆印刷前印刷背银电极，并在套印铝浆时将背银电极留出，工艺步骤多，工艺难度大。
随着市场竞争，使得光伏组件价格持续下跌，造成光伏组件制造商成本压力增大，而减少材料和工艺成本是降低光伏组件制造成本的关键点之一。中国专利申请CN201610141623.X公开了一种背面无栅线的电池划片的组装工艺。胶带粘贴在L形焊带上的折弯处，或者粘贴在T形焊带上的直线形焊带与短焊带的连接处，使L形焊带或者T形焊带最大面积限度的与电池片接触，胶带起固定及封闭作用。然而，由于焊带与铝背场焊接强度极低，采用胶带粘贴方式固定焊带，可靠性和稳定性差。
因此，亟需寻找一种新的材料成本低、工艺简单同时改善铝背场的钝化面积的无背银电极的太阳能电池、包括该无背银电极的太阳能电池组件和系统。
发明内容
本发明涉及一种无背银电极的太阳能电池片、包括该无背银电极的太阳能电池片的组件和系统，及其制备方法。太阳能电池片包括自下而上依次设置的铝背场、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线和正银电极；其中，在铝背场上设置导电胶固化形成的背面电极。利用本发明的技术方案能够减少背银浆料成本，简化丝网印刷工艺步骤，降低丝网印刷工艺难度；在省略背银电极的同时，导电能力与其相当；增加了铝背场的钝化面积，提高了光子利用效率。
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种无背银电极的太阳能电池片及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种包括该无背银电极太阳能电池片的太阳能电池组件。
本发明所要解决的技术问题之三是提供一种包括该无背银电极太阳能电池片的太阳能电池系统。
具体来说，本发明涉及如下内容：
1.一种太阳能电池片，其包括：
自下而上依次设置的铝背场、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线和正银电极；
其中，在所述铝背场上设置由导电胶固化而形成的背面电极。
2.根据项1所述的太阳能电池片，其中，
所述晶硅基片选自P型或N型单面单晶或单面多晶电池片中的任意。
3.根据项1或2所述的太阳能电池，其中，
所述导电胶固化后形成的背面电极中包含2～95质量％的银，优选3～94.6质量％，进一步优选4～93质量％。
4.根据项1～3中任一项所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为选自环氧树脂类、丙烯酸酯类、以及有机硅类中的任一种。
5.根据项1～4中任一项所述的太阳能电池片，其中，
所述背面电极的数量为1条、2条、3条或以上，所述背面电极为连续直线状电极或不连续间隔线状电极。
6.根据项1～5中任一项所述的太阳能电池片，其中，
所述正银细栅线为全部的纵向细线；或者
所述正银细栅线的一部分为纵向细线和另一部分为横向细线，以及
正银细栅线与正银电极相连。
7.根据项4所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为环氧树脂类导电胶，其组成按重量百分比为：环氧树脂和/或改性环氧树脂占10-80％，固化剂及固化促进剂占0.1-15％，稀释剂占4-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0-8％，上述各成分总和为100％。
8.根据项7所述的太阳能电池片，其中，
所述环氧树脂选自缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、脂环族环氧树脂或过氧化烯烃中的任意或它们的组合；
所述固化剂及固化促进剂选自胺类及其衍生物、酚醛树脂、阳离子固化剂中的任意或它们的组合；
所述稀释剂选自含有环氧基团的单官或多官小分子中的任意或它们的组合；
所述助剂选自偶联剂，增韧剂，表面活性剂或导电促进剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
9.根据项4所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为丙烯酸酯类导电胶，其组成按重量百分比为：丙烯酸酯类齐聚物或聚合物或过氧化烯烃聚合物中的任意或它们的组合占4-80％，引发剂占0.1-15％，稀释剂占10-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.05-8％，上述各成分总和为100％。
10.根据项9所述的太阳能电池片，其中，
所述引发剂是自由基引发剂；
所述稀释剂是含有双键的单官或多官小分子或它们的组合；
所述丙烯酸酯类齐聚物或聚合物及过氧化烯烃聚合物选自聚酯类丙烯酸酯，聚氨酯类丙烯酸酯，过氧化聚丁二烯中的任意或它们的组合；
所述助剂选自阻聚剂，偶联剂，表面活性剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
11.根据项4所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为有机硅类导电胶，其组成按重量百分比为：乙烯基硅油占30-80％，含氢硅油占10-70％，催化剂占0.05-3％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.02-5％，上述各成分总和为100％。
12.根据项11所述的太阳能电池片，其中，
所述乙烯基硅油是端乙烯基硅油和高乙烯基硅油中的任意或它们的组合；
所述含氢硅油是低含氢硅油和高含氢硅油中的任意或它们的组合；
所述催化剂是铂的无机盐及其络合物；
所述助剂选自偶联剂，抑制剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
13.一种制备太阳能电池片的方法，其包括：
对晶硅基片依次进行制绒、扩散、刻蚀和镀膜处理；
在电池片背面印刷铝浆，烘干，然后在电池片正面印刷正银浆料后烘干、烧结；以及
在铝背场上印刷或涂覆导电胶，然后使其固化从而在铝背场上形成背面电极。
14.根据项13所述的制备方法，其中，
所述固化条件为在90-250℃的温度下保持恒温20秒～5小时，
进一步优选在140-180℃的温度下在烘箱中固化0.5～1.5小时，或者
进一步优选在140-180℃的温度下在隧道炉或传送带上固化20秒～10分钟。
15.根据项13或14所述的方法，其中，所述晶硅基片为P型或N型单面单晶或单面多晶电池片。
16.根据项13～15中任一项所述的方法，其中，所述导电胶固化后形成的背面电极中包含2～95质量％的银，优选3～94.6质量％。
17.根据项13～16中任一项所述的方法，其中，
所述导电胶为选自环氧树脂类、丙烯酸酯类、以及有机硅类中的任一种。
18.根据项13～17中任一项所述的方法，其中，
所述背面电极的数量为1条、2条、3条或以上，所述背面电极为连续直线状电极或不连续间隔线状电极。
19.根据项13～18中任一项所述的方法，其中，
所述正银细栅线为全部的纵向细线；或者
所述正银细栅线的一部分为纵向细线和另一部分为横向细线，以及
正银细栅线与正银电极相连。
20.根据项17所述的方法，其中，
所述导电胶为环氧树脂类导电胶，其组成按重量百分比为：环氧树脂和/或改性环氧树脂占10-80％，固化剂及固化促进剂占0.1-15％，稀释剂占4-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0-8％，上述各成分总和为100％。
21.根据项20所述的太阳能电池片，其中，
所述环氧树脂选自缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、脂环族环氧树脂或过氧化烯烃中的任意或它们的组合；
所述固化剂及固化促进剂选自胺类及其衍生物、酚醛树脂、阳离子固化剂中的任意或它们的组合；
所述稀释剂选自含有环氧基团的单官或多官小分子中的任意或它们的组合；
所述助剂选自偶联剂，增韧剂，表面活性剂或导电促进剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
22.根据项17所述的方法，其中，
所述导电胶为丙烯酸酯类导电胶，其组成按重量百分比为：丙烯酸酯类齐聚物或聚合物或过氧化烯烃聚合物中的任意或它们的组合占4-80％，引发剂占0.1-15％，稀释剂占10-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.05-8％，上述各成分总和为100％。
23.根据项22所述的方法，其中，
所述引发剂是自由基引发剂；
所述稀释剂是含有双键的单官或多官小分子或它们的组合；
所述丙烯酸酯类齐聚物或聚合物及过氧化烯烃聚合物选自聚酯类丙烯酸酯，聚氨酯类丙烯酸酯，过氧化聚丁二烯中的任意或它们的组合；
所述助剂选自阻聚剂，偶联剂，表面活性剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
24.根据项17所述的方法，其中，
所述导电胶为有机硅类导电胶，其组成按重量百分比为：乙烯基硅油占30-80％，含氢硅油占10-70％，催化剂占0.05-3％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.02-5％，上述各成分总和为100％。
25.根据项24所述的方法，其中，
所述乙烯基硅油是端乙烯基硅油和高乙烯基硅油中的任意或它们的组合；
所述含氢硅油是低含氢硅油和高含氢硅油中的任意或它们的组合；
所述催化剂是铂的无机盐及其络合物；
所述助剂选自偶联剂，抑制剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
26.一种太阳能电池组件，其包括：
项1～12中任一项所述的太阳能电池片或根据项13～25中任一项所述的方法制备的太阳能电池片。
27.根据项26所述的组件，其中，
项1～12中任一项所述的太阳能电池片或根据项13～25中任一项所述的方法制备的太阳能电池片形成太阳能电池片层，
所述电池片之间为串联连接，串联连接方式为利用焊带将前一电池片的正银电极与后一电池片的背面电极连接。
28.一种太阳能电池组件，其包括：
从上到下依次为玻璃板、EVA胶膜层、由项1～12中任一项所述的太阳能电池片或根据权利要求13～25中任一项所述的方法制备的太阳能电池片形成的太阳能电池片层、EVA胶膜层、背膜层、背垫层、以及设置在背垫层上的接线盒，边缘密封材料将玻璃板与背垫层包覆；
其中，所述太阳能电池片层中的电池片通过焊带串联连接，太阳能电池片层的正负极分别通过引线与接线盒的正负端子连接；所述串联连接方式为前一电池片的正银电极焊接到后一电池片的背面电极上。
29.一种太阳能电池系统，其包括：
项26～28中任一项所述的太阳能电池组件。
不希望局限于任何理论，发明人认为，使用特定的导电胶替代背银电极，不仅具有较好的粘接强度和较低的体积电阻率，能够使焊带和铝背场之间形成稳定的电气连接，并具备与背银电极相匹配的导电能力。
与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：
1、减少了背银浆料成本，简化丝网印刷工艺步骤，降低丝网印刷工艺难度；
2、在省略背银电极的同时，导电能力与其相当；
3、增加了铝背场的钝化面积，提高了光子利用效率。
附图说明
图1是根据本发明一个具体实施方式的无背银电极的太阳能电池片。
图2是根据本发明另一具体实施方式的无背银电极的太阳能电池片。
图3是根据本发明一个具体实施方式的包括该无背银电极的太阳能电池组件。
具体实施方式
以下详细描述应参考附图阅读，其中在所有不同的图中相同的参考标号都是指相同的元件。图式(未必按比例)描绘选择性实施例并且不打算限制本发明的范围。详细描述以举例的方式而不以限制的方式来说明本发明的原理。这一描述将明确地使所属领域的技术人员能够制造并使用本发明，并且描述了本发明的若干实施例、修改、变化形式、替代方案以及用途，包括目前认为是进行本发明的最佳模式者。
为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种无背银电极的太阳能电池片，包括自下而上依次设置的铝背场、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线和正银电极，其中，在所述铝背场上设置由导电胶固化而形成的背面电极。
具体来说，所述晶硅基片选自P型或N型单面单晶或单面多晶电池片中的任意，包括PERC和PERT类型单面电池片。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述背面电极的数量可以是单条或多条。优选地，所述背面电极的数量为2-12条。例如，可以为1条、2条、3条、4条、5条、6条、7条、8条、9条、10条、11条或12条。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述背面电极可以是连续的或不连续的，即背面电极为连续直线状电极或不连续间隔线状电极。
作为连续的，所述背面电极的线宽度为0.5-3mm，长度为100至156mm。优选地，所述背面电极的线宽度为0.6-1.5mm，长度为120至150mm。
在一个具体的实施方式中，所述背面电极的线宽度为1.2mm，长度为145mm。
作为不连续的，所述背面电极可以分为多段，例如三至六段，每段的线宽度为0.2-3mm，长度为10至40mm。优选地，可以分为三至四段，每段的线宽度为0.5-3mm，长度为10至30mm。
在一个具体的实施方式中，所述背面电极可以分为四段，每段的线宽度为1mm，长度为20mm。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述铝背场的厚度为2-40μm。优选地，所述铝背场的厚度为10-30μm。
在一个具体的实施方式中，所述铝背场的厚度为15μm。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述正银电极的数量可以为单条或多条。优选地，所述正银电极的数量为2-12条。
在一个具体的实施方式中，所述正银电极的数量为3条。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述正银电极的线宽度为0.2-3mm，长度为100至156mm。优选地，所述正银电极的线宽度为0.5-1.5mm，长度为120至150mm。
在一个具体的实施方式中，所述正银电极的线宽度为1mm，长度为150mm。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述正银细栅线可以全部是纵向细线，也可以包括一些纵向西线和一些横向细线，细栅线与正银电极相连。
根据本发明的无背银电极的太阳能电池片，其中，所述正银细栅线的线宽度为30-500μm。优选地，所述正银细栅线的线宽度为60-150μm。
在一个具体的实施方式中，所述正银细栅线的线宽度为80μm。
参见图1。图1是根据本发明一个具体实施方式的无背银电极的太阳能电池片。在该具体实施方式中，太阳能电池包括自下而上依次设置的铝背场2、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线4和正银电极3，在铝背场上设置由导电胶固化形成的背面电极1。
图1左半边是太阳能电池片的背面部分，显示出背面电极1和铝背场2。从图上可以看出，在图1所示的具体的实施方式中，背面电极1的数量为3条；每条背面电极1的线宽度为1.2mm，长度为130mm。
图1右半边是太阳能电池片的正面部分，显示出正银电极3和正银细栅线4。正银电极3的数量同样为3条；正银电极3的线宽度为1mm，长度为150mm。正银细栅线4与正银电极3以垂直正交方式彼此交叠。正银细栅线4的线宽度为180μm，数量为50条。
图2是根据本发明另一具体实施方式的无背银电极的太阳能电池片。在该具体实施方式中，太阳能电池片包括自下而上依次设置的铝背场2、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线4和正银电极3，在铝背场上设置导电胶固化形成的背面电极1。
图2左半边是太阳能电池片的正面部分，显示出正银电极3和正银细栅线4。正银电极的数量同样为3条；正银电极3的线宽度为1mm，长度为150mm。正银细栅线4与正银电极3以垂直正交方式彼此交叠。正银细栅线4的线宽度为180μm，数量为50条。
图2右半边是太阳能电池片的背面部分，显示出背面电极1和铝背场2。从图上可以看出，背面电极1数量为3条，均是不连续地，每条分为六段，每段的线宽度为1.5mm，长度为15mm。
作为固化后形成背面电极1原料的导电胶，不仅应当具有较好的粘接强度和较低的体积电阻率，而且能够使焊带和铝背场之间形成稳定的电气连接，并具备与背银电极相匹配的导电能力。
在本发明中所述导电胶为选自环氧树脂类、丙烯酸酯类、以及有机硅类中的任一种。
在一个具体的实施方式中，导电胶为环氧树脂类导电胶，其组成按重量百分比为：环氧树脂和/或改性环氧树脂占10-80％，固化剂及固化促进剂占0.1-15％，稀释剂占4-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0-8％，上述各成分总和为100％。
具体来说，上述环氧树脂包括但不限于：缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、脂环族环氧树脂或过氧化烯烃。上述固化剂及固化促进剂包括但不限于：胺类及其衍生物、酚醛树脂、阳离子固化剂，例如可以是二胺基二苯砜、1,1-二甲基-3-苯基脲等。上述稀释剂包括但不限于：含有环氧基团的单官或多官小分子，例如可以是1,4-丁二醇二缩水甘油醚，苯基缩水甘油醚等。上述助剂包括但不限于：偶联剂，增韧剂，表面活性剂，导电促进剂，如道康宁的硅烷偶联剂Z-6040、丁二酸等。上述含银填料包括但不限于：片状银粉或粒状银粉或镀银粉末，镀银粉末可以列举例如为镀银铜粉，镀银镍粉，镀银玻璃粉等，也可以是粒状和片状粉末银粉与镀银粉末的混合物。
在一个具体的实施方式中，导电胶为丙烯酸酯类导电胶，其组成按重量百分比为：丙烯酸酯类齐聚物或聚合物及过氧化烯烃聚合物占4-80％，引发剂占0.1-15％，稀释剂占10-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.05-8％，上述各成分总和为100％。
具体来说，上述引发剂是自由基引发剂，例如过氧类化合物，过硫类化合物，偶氮类化合物等；上述稀释剂是含有双键的单官或多官小分子，例如甲基丙烯酸十二烷基酯，新戊二醇二丙烯酸酯等；上述丙烯酸酯类齐聚物或聚合物及过氧化烯烃聚合物包括但不限于：聚酯类丙烯酸酯，聚氨酯类丙烯酸酯，过氧化聚丁二烯等；所述助剂包括但不限于：阻聚剂，偶联剂，表面活性剂，如MHQ(能否给出公司或具体的描述，我没有搜到)，道康宁的硅烷偶联剂Z-6030等；上述含银填料包括但不限于：片状银粉或粒状银粉或镀银粉末，镀银粉末可以列举例如为镀银铜粉，镀银镍粉，镀银玻璃粉等，也可以是粒状和片状粉末银粉与镀银粉末的混合物。
在一个具体的实施方式中，导电胶为有机硅类导电胶，其组成按重量百分比为：乙烯基硅油占30-80％，含氢硅油占10-70％，催化剂占0.05-3％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.02-5％，上述各成分总和为100％。
具体来说，例如上述乙烯基硅油是端乙烯基硅油和高乙烯基硅油及其混合物，如0.22％乙烯基硅油，3.0％乙烯基硅油，10％乙烯基硅油等；所述含氢硅油是低含氢硅油和高含氢硅油及其混合物，如0.1％含氢硅油，1.55％含氢硅油等；所述催化剂是铂的无机盐及其络合物，如氯铂酸，卡斯特催化剂等；所述助剂包括偶联剂，抑制剂，如A-174，乙炔基环己醇等；上述含银填料包括但不限于：片状银粉或粒状银粉或镀银粉末，镀银粉末可以列举例如为镀银铜粉，镀银镍粉，镀银玻璃粉等，也可以是粒状和片状粉末银粉与镀银粉末的混合物。
在本发明的导电胶固化后形成的背面电极中包含2～95质量％的银，优选3～94.6质量％，进一步优选4～93质量％。本领域技术人员可以理解，只要固化后的背面电极中如果含有银，形成导通电流即可，对于银的含量没有进一步的限制，如果采用含银填料，导电胶固化后形成的背面电极中包含4～25质量％的银，如果采用纯银粉填料时，导电胶固化后形成的背面电极中包含50～93质量％的银。
在本发明中，可以利用原子吸收法(例如可以参考GB/T15337-2008)或ICP方法(例如可以参考GB/T 30902-2014)来检测导电胶固化后形成的背面电极中的银含量。
另一方面，本发明提供了一种制备上述无背银电极的太阳能电池片的方法，该方法包括下列步骤：
a)对晶硅基片依次进行制绒、扩散、刻蚀和镀膜处理；
b)在电池片背面印刷铝浆，烘干，然后在电池片正面印刷正银浆料后烘干，烧结；以及
c)在铝背场上印刷或涂覆导电胶，然后使其固化从而在铝背场上形成背面电极。
根据本发明的制备方法，其中，所述正银电极的烧结温度为750-1000℃；所述铝背场的烧结温度为450-650℃。优选地，所述正银电极的烧结温度为800-950℃；所述铝背场的烧结温度为550-650℃。在一个具体的实施方式中，所述正银电极的烧结温度为850℃；所述铝背场的烧结温度为580℃。当然，可以在分别干燥后实现对于正银电极和铝背场的同步烧结，一次烧结完成。
在本发明的方法中，固化条件为在90-250℃的温度下保持恒温20秒～5小时，进一步优选在140-180℃的温度下在烘箱中固化0.5～1.5小时，或者进一步优选在140-180℃的温度下在隧道炉或传送带上固化20秒～10分钟。
在一个具体的实施方式中，固化条件为在130-180℃的温度下恒温1-5h。优选地，所述固化条件为在130-170℃的温度下恒温1-3h。
在一个具体的实施方式中，所述固化条件为135℃的温度下恒温2h。
此外，在印刷或涂覆导电胶前，先将树脂成分等(例如环氧树脂类、丙烯酸酯类、以及有机硅类)和稀释剂混合均匀，然后再加入其他助剂、固化剂和固化促进剂进行搅拌，再缓慢加入银粉搅拌均匀，真空脱除气泡得到导电胶。
在一个具体的实施方式中，本发明的方法包括下列步骤：
a)对晶硅基片依次进行制绒、扩散、刻蚀和镀膜处理；
b)在晶硅基片背面印刷铝背场烘干，正面印刷正银电极后烘干，然后烧结；以及
c)在铝背场上印刷或涂覆导电胶，然后使其固化；固化条件为160℃保持恒温1h。
另一方面，本发明还提供一种太阳能电池组件，其包括：本发明的太阳能电池片或根据上述本发明的方法制备的太阳能电池片。本发明的太阳能电池片或根据本发明的方法制备的太阳能电池片形成太阳能电池片层，所述电池片之间串联连接，串联连接方式为利用焊带将前一电池片的正银电极与后一电池片的背面电极连接。
又一方面，本发明提供了一种包括该无背银电极的太阳能电池组件，所述组件从上到下依次包括：玻璃板、EVA胶膜层、太阳能电池片层、EVA胶膜层、背膜层，背膜层底部设有接线盒，边缘密封材料将钢化白玻璃与背垫层包覆；其中，所述太阳能电池片层中的电池片通过焊带串联连接，太阳能电池片层的正负极分别通过引线与接线盒的正负端子连接；其特征在于，所述电池片为上述根据本发明的无背银电极的太阳能电池，所述串联连接方式为前一电池片的正银电极焊接到后一电池片的背面电极上。
进一步，本发明提供了一种包括该无背银电极的太阳能电池组件，所述组件包括铝框，在铝框内从上到下依次包括：玻璃板、EVA胶膜层、太阳能电池片层、EVA胶膜层、背膜层，背膜层底部设有接线盒，边缘密封材料将钢化白玻璃与背垫层包覆；其中，所述太阳能电池片层中的电池片通过焊带串联连接，太阳能电池片层的正负极分别通过引线与接线盒的正负端子连接；其特征在于，所述电池片为上述根据本发明的无背银电极的太阳能电池，所述串联连接方式为前一电池片的正银电极焊接到后一电池片的背面电极上。
再一方面，本发明还提供了一种包括该无背银电极太阳能电池片的太阳能电池系统。所述太阳能电池系统包括根据本发明上述的太阳能电池组件。在一个具体的实施方式中，所述太阳能电池系统包括根据本发明上述的太阳能电池组件、蓄电池组、充放电控制器逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统。根据本发明的太阳能电池系统既可以设有蓄电池组、充放电控制器逆变器，也可以不设蓄电池组、充放电控制器逆变器，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
需要说明的是，太阳能电池系统中，除了无背银电极的太阳能电池片之外的部件，参照现有技术设计即可。
总而言之，本发明主要提供了一种无背银电极的太阳能电池片及其制备方法。相对于常规制备方法，删除了背银浆的印刷步骤，仅仅需要在电池背面印刷铝浆。工艺步骤少，工艺简单。电池烧结后在电池背面印刷或涂敷导电胶，经中低温固化后代替背银电极，用于电流收汇流和焊带焊接。
图3是根据本发明一个具体实施方式的包括该无背银电极的太阳能电池组件。该组件包括铝框6，铝框6内从上到下依次为钢化白玻璃7、EVA胶膜层8、太阳能电池片层9、EVA胶膜层8’、背膜层10以及背垫层11，背垫层11底部设有接线盒12，边缘密封材料15将钢化白玻璃7与背垫层11包覆；其中，所述太阳能电池片层9中的电池片通过焊带5串联连接，太阳能电池片层的正负极分别通过引线13与接线盒的正负端子14连接；该电池片为上述根据本发明各实施方式的无背银电极的太阳能电池，串联连接方式为前一电池片的正银电极3焊接到后一电池片的背面电极1上。
在一个具体实施方式中，钢化白玻璃7的厚度为3.0-3.5mm。
固化后的EVA胶膜层8和8’分别形成电池片的上盖下垫，并与钢化白玻璃7和背膜层10利用真空层压技术合为一体。
通常将多个电池片串并联封装后形成太阳能电池组件。在太阳能电池组件中，前一电池片的正面电极焊接到后一电池片的背面电极上，最终形成串联结构的太阳能电池片层9。
背膜层10作为电池组件背面的保护材料，可以是TPT、BBF和DNP等。这些保护材料具有良好的抗环境侵蚀能力，绝缘能力好且可以与EVA胶膜层8’良好粘接。
此外，背垫层11、接线盒12以及边缘密封材料15也是本领域的惯常设计。本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
作为串联连接电池片的焊带5。有利地，焊带的宽度为2mm。可以根据电池的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度相匹配，焊带的软硬程度一般取决于电池的厚度和焊接工具。
在进一步的具体实施方式中，本发明还提供了一种包括该无背银电极的太阳能电池系统。该太阳能电池系统包括根据本发明上述的太阳能电池组件。该太阳能电池系统包括根据本发明上述的太阳能电池组件、蓄电池组，充放电控制器逆变器，交流配电柜和太阳跟踪控制系统。
使用本发明设计思路的无背银电极的太阳能电池、包括该无背银电极的太阳能电池组件和系统能够减少背银浆料成本，简化丝网印刷工艺步骤，降低丝网印刷工艺难度；在省略背银电极的同时，导电能力与其相当；增加了铝背场的钝化面积，提高了光子利用效率。
实施例
在本文中，除非有特别说明，“份”表示重量份。
实施例1
在本实施例中使用环氧树脂类的导电胶，具体来说环氧树脂的按照如下方法制备。
制备导电胶所使用的组分如下：
环氧树脂DER-354(陶氏化学)6份，环氧树脂DER-852(陶氏化学)4份，固化剂二胺基二苯砜(南京化学试剂股份有限公司)2份，稀释剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚(阿拉丁试剂)10份，片状银粉(METALOR)75份，固化促进剂1,1-二甲基-3-苯基脲(阿拉丁试剂)2份，导电促进剂丁二酸(阿拉丁试剂)0.5份，偶联剂Z6040(DOWCORNING)0.5份，上述各成分总和为100份。
导电胶的制备方法如下：
先将上述环氧树脂和上述稀释剂、偶联剂混合均匀，然后再加入上述固化剂、上述导电促进剂、上述和固化促进剂进行搅拌，再缓慢加入上述银粉搅拌均匀，真空脱除气泡得到导电胶。
太阳能电池片的制作方法如下：
对单晶硅片超声清洗后表面粗抛、10％NaOH制绒30min，然后依次清洗、酸洗、干燥，扩散依次经过恒定表面浓度扩散，恒定杂质浓度扩散和退火进行P扩散、刻蚀等离子体刻蚀和镀膜通过直接式PECVD镀膜处理。
在晶硅基片背面印刷铝背场浆料，该浆料的配方为银粉55％，玻璃粉5％，有机组分40％。其中玻璃粉组成为Bi2O3占玻璃粉的65％，B2O3占15％，SiO2占16％，Al2O3占1％，ZnO占3％。其中有机组分中松油醇15％，二乙二醇丁醚醋酸酯占25％；随后进行烘干及烧结。再在上述处理后的晶硅基片正面印刷正银电极浆料，该浆料的配方为银粉85％，玻璃粉5％，有机组分10％。其中玻璃粉组成为Bi2O3占玻璃粉的65％，B2O3占15％，SiO2占16％，Al2O3占2％，ZnO占2％。其中有机组分中乙基纤维素占2％，二乙二醇丁醚醋酸酯占8％。烘干并烧结，正银电极的长度为120mm，宽度为2mm，正银电极的烧结温度为850℃；所述铝背场的烧结温度为580℃；铝背长的厚度为15μm。
然后在上述烧结后的铝背场上涂覆导电胶，然后使其固化；固化条件为165℃恒温1h，由此得到背银电极，在此涂敷导电胶的时，涂覆的图案为在铝背长上涂覆3条宽度为1.5mm的直线，从而在固化后在铝背场上形成3个直线状、宽度为1.5mm，长度为120mm的背银电极，得到如图1所示的太阳能电池片。
利用原子吸收法(参考GB/T15337-2008)对固化后的背银电极含量进行检测，背银电极中银的含量为80.6质量％。
实施例2
按照与实施例1相同的方法制备，除了仅使用环氧树脂DER-354，5份，不再使用另外的环氧树脂，1,4-丁二醇二缩水甘油醚稀释剂的用量改为5份，二胺基二苯砜固化剂1份，1,1-二甲基-3-苯基脲固化促进剂改为1份，片状银粉改为88份之外，按照与实施例1相同的方式制备了导电胶。
采用与实施例1相同的方式对晶硅基片进行了处理，在此采用的是N型单面单晶电池片(其中与实施例1不同的地方仅在于扩散工艺不同，用粉末氮化硼压片进行扩散，扩散温度950-1000℃，扩散时间15-30min)，除了在铝背场上涂敷3条宽度为2mm、总长度为120mm的间隔线之外，间隔线的图案为在长度为120mm之间分为6段，每段的长度为15mm，间隔的长度为5mm，由此得到如图2所示的太阳能电池片，按照与实施例1相同的方法对固化后的背银电极中的银含量进行检测，背银电极中银的含量为94.6质量％。
实施例3
按照与实施例1相同的方式制备太阳能电池片，除了在本实施例中采用的是丙烯酸类导电胶，制备导电胶所使用的组分如下：
丙烯酸丁酯(阿拉丁试剂)30份，粘度3000cps的二官聚酯丙烯酸酯(SARTOMER)70份，粘度23000cps的二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(SARTOMER)100份，硅烷偶联剂A174(SPEEDLINE TECHNOLOGIES)1份，过氧化异丁酸叔丁酯4份(兰州助剂厂)，镀银铜粉(20％含银量)140份。
制备导电胶的方法为：将丙烯酸丁酯和过氧化异丁酸叔丁酯混合均匀作为混合物1。将聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和硅烷偶联剂混合均匀，加入混合物1，再混匀。最后缓慢加入银包铜粉混匀，真空脱气。
随后采用与实施例1完全相同的晶硅基片，形成与实施例1图案相同的背面电极，除了背面电极的宽度改为2.5mm，长度改为130mm，相应的正银电极的长度也改为130mm，宽度也为2.5mm，由此得到了如图1所示的太阳电池片。
按照与实施例1相同的方法对固化后的背银电极中的银含量进行检测，背银电极中银的含量为45.5质量％。
实施例4
按照与实施例1相同的方式制备太阳能电池片，除了在本实施例中采用的是有机硅类导电胶，制备导电胶所使用的组分如下：
有机硅：0.15％端氢硅油(上海硅友)25份，0.5％含氢硅油(dowcorning)85份，0.45％乙烯基硅油(dowcorning)100份，硅烷偶联剂A174(SPEEDLINE TECHNOLOGIES)1份，1000ppm含Pt催化剂(自制)0.5份，乙炔基环己醇(阿拉丁试剂)0.5份，镀银玻璃粉(含银10％)170份。
随后采用与实施例2完全相同的晶硅基片，形成与实施例2图案相同的背面电极，除了背面电极的宽度改为2.5mm，长度改为130mm，相应的正银电极的长度也改为130mm，宽度也为2.5mm，由此得到了如图2所示的太阳电池片。
按照与实施例1相同的方法对固化后的背银电极中的银含量进行检测，背银电极中银的含量为4.6质量％。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池片，其包括：
自下而上依次设置的铝背场、背面钝化层、晶硅基片、正面钝化层、减反膜、正银细栅线和正银电极；
其中，在所述铝背场上设置由导电胶固化而形成的背面电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其中，
所述晶硅基片选自P型或N型单面单晶或单面多晶电池片中的任意。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其中，
所述导电胶固化后形成的背面电极中包含2～95质量％的银，优选3～94.6质量％，进一步优选4～93质量％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为选自环氧树脂类、丙烯酸酯类、以及有机硅类中的任一种。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能电池片，其中，
所述背面电极的数量为1条、2条、3条或以上，所述背面电极为连续直线状电极或不连续间隔线状电极。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池片，其中，
所述正银细栅线为全部的纵向细线；或者
所述正银细栅线的一部分为纵向细线和另一部分为横向细线，以及
正银细栅线与正银电极相连。
7.根据权利要求4所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为环氧树脂类导电胶，其组成按重量百分比为：环氧树脂和/或改性环氧树脂占10-80％，固化剂及固化促进剂占0.1-15％，稀释剂占4-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0-8％，上述各成分总和为100％。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池片，其中，
所述环氧树脂选自缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、脂环族环氧树脂或过氧化烯烃中的任意或它们的组合；
所述固化剂及固化促进剂选自胺类及其衍生物、酚醛树脂、阳离子固化剂中的任意或它们的组合；
所述稀释剂选自含有环氧基团的单官或多官小分子中的任意或它们的组合；
所述助剂选自偶联剂，增韧剂，表面活性剂或导电促进剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
9.根据权利要求4所述的太阳能电池片，其中，
所述导电胶为丙烯酸酯类导电胶，其组成按重量百分比为：丙烯酸酯类齐聚物或聚合物或过氧化烯烃聚合物中的任意或它们的组合占4-80％，引发剂占0.1-15％，稀释剂占10-65％，含银填料占20-90％，其他助剂占0.05-8％，上述各成分总和为100％。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池片，其中，
所述引发剂是自由基引发剂；
所述稀释剂是含有双键的单官或多官小分子或它们的组合；
所述丙烯酸酯类齐聚物或聚合物及过氧化烯烃聚合物选自聚酯类丙烯酸酯，聚氨酯类丙烯酸酯，过氧化聚丁二烯中的任意或它们的组合；
所述助剂选自阻聚剂，偶联剂，表面活性剂中的任意或它们的组合；
所述含银填料选自片状银粉或粒状银粉或镀银粉末中的任意或它们的组合。
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