CN109713054A - 一种新型太阳能电池片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池领域，具体公开了一种新型太阳能电池片，解决现有技术中存在的电池片测试时需要使用探针接触主栅，而现有技术中的正面电极均在边缘，测试时极容易造成电池片崩边和碎片。本发明一种新型太阳能电池片，包括：正面电极，包含互相连接的正面主栅一、正面主栅二和正面细栅，背面电极，包括背面主栅；所述正面电极和所述背面电极为非对称设计。正面电极均设计在电池片内侧，避免了设计在电池片边缘，在电池片测试时可以避免测试时造成崩边和碎片，易于测试的，适用于叠瓦组件的新型太阳能电池片。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及到一种新型太阳能电池片。
背景技术
太阳能电池领域，叠瓦组件技术是高效组件技术的一种，有别于传统焊接封装工艺，并有效提高组件转换效率。
高效叠瓦技术是将电池片切片后，再用专用的导电胶把电池片连成串。并采用叠片的连接方式，这样做到了前后两片电池无间隙，充分利用了组件上有限的受光面积，输出更高功率，再加上叠瓦技术有效降低了组件内部损耗。最终，明显提升了叠瓦组件的转换效率。故叠瓦太阳能电池结构也完全不同于传统太阳能电池。
现有技术中的太阳能电池片，正面电极都设计在电池片边缘，而太阳能电池片设计好后需要进行性能(功能)测试，电池片测试时需要使用探针接触主栅，现有技术中的正面电极均在边缘，测试时极容易造成电池片崩边和碎片，不方便测试，因而迫切需要对现有技术加以改进，寻求一种可以在电池片测试时可以避免测试时造成崩边和碎片，易于测试的，适用于叠瓦组件的新型太阳能电池片。
发明内容
本发明目的为之一为提供一种新型太阳能电池片，以解决现有技术中存在的正面电极都设计在电池片边缘，而太阳能电池片设计好后需要进行性能(功能)测试，电池片测试时需要使用探针接触主栅，现有技术中的正面电极均在边缘，测试时极容易造成电池片崩边和碎片，不方便测试的技术问题，得到一种可以在电池片测试时可以避免测试时造成崩边和碎片，易于测试的新型太阳能电池片。
本发明目的为之二为提供一种太阳能电池组件。
本发明目的为之三为提供一种太阳能电池组件的制作方法。
为到达上述目的之一，本发明采用以下技术方案：
一种新型太阳能电池片，包括：
正面电极1，包含正面主栅一11、正面主栅二12和正面细栅13，所述正面主栅一11、正面主栅二12和所述正面细栅13互相连接；
背面电极2，包括背面主栅21；
所述正面电极1和所述背面电极2为非对称设计。
采用上述技术手段，将主栅线全部设计在电池片(正背面电极)内侧，克服了现有技术中存在的正面电极都设计在电池片边缘，而太阳能电池片设计好后需要进行性能(功能)测试，电池片测试时需要使用探针接触主栅，现有技术中的正面电极均在边缘，测试时极容易造成电池片崩边和碎片，不方便测试的技术问题，得到一种可以在电池片测试时可以避免测试时造成崩边和碎片，易于测试的新型太阳能电池片；
采用将正面电极1和背面电极2设计为非对称的技术手段，使得电池片的独立切割区域在切割后，每块独立切片区域的正负极分居两侧，克服了传统的电池片由于正面电极和背面电极设计为对称的，切割后正极、负极处于电池片的同一侧，只能通过焊接带将相邻的电池片的正负极连接在一起，不能进行叠瓦操作，进而不能形成叠瓦组件的缺点，本发明满足叠瓦组件要求，可以形成叠瓦组件。
根据本发明的一个实施例，其中，电池片可以是常规单晶、perc单晶或HJT电池中的任意一种。采用上述技术手段，其中，单晶PERC电池产线效率普遍达到21-22％，多晶达到20-20.5％左右。工业化大面积单晶PERC和多晶PERC电池的最高转换效率分别达到22.6％(我国常州天合)和21.63％(我国晶科)，和常规电池比较，PERC电池表现出了良好的效率优势，比常规电池产业化效率可提高1-1.5％个效率绝对值；HJT电池具有能耗少，工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，是较好的高效硅基太阳电池方案；不管是是常规单晶、perc单晶还是HJT电池都具有较好的将光能转化为电能的特性，能够很好地提高电池片的光能转化效率，进而提高了电池片光能的利用率。即常规单晶、perc单晶或HJT电池都具有较好的将光能转化为电能的特性，能够很好地提高电池片的光能转化效率，提高了光能的利用率。
根据本发明的一个实施例，其中，所述正面电极1上的所述正面主栅一11、正面主栅二12和所述正面细栅13互相连接，形成N个独立切片区域，每个所述独立切片区域均呈现规则的重复排列。
根据本发明的一个实施例，其中，每个所述独立切片区域正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21分别在电池片两侧，使电池片正、负极按照叠瓦工艺正确排列。采用上述技术手段，正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21分别在电池片两侧，能够确保切割后每一个独立图形正负极在电池片两侧，电池片正、负极按照叠瓦工艺正确排列，便于叠瓦组件进行正负极相连。
根据本发明的一个实施例，其中，每个所述独立切片区域之间有一定的距离。
太阳能电池在组件工序需要激光切割，故图形设计和电池制作时需要考虑激光切割影响区域，采用上述技术手段，将正背面电极形成若干个呈现规则的重复排列独立切片区域，每个所述独立切片区域正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21分别在电池片两侧，能够确保切割后每一个独立图形正负极在电池片两侧，电池片正、负极按照叠瓦工艺正确排列，便于叠瓦组件进行正负极相连。并且每个所述独立切片区域之间有一定的距离，在太阳能电池在组件工序激光切割阶段，能够保证切割区域不会影响到栅线，并且使得电池结构在切割后满足叠瓦组件要求。
根据本发明的一个实施例，其中，所述正面细栅13两两之间设置有防断栅15。网板印刷制作电池片的过程中，常常会出现断栅的情况，然而断栅会导致电流不能流通，在正面细栅13两两之间设置防断栅15，能够很好的减少网板印刷制作电池片的过程中出现断栅的情况，大大减少了断栅的出现，进而提高了太阳能电池片的质量以及光能转化效率，从而提高了发电效率。
根据本发明的一个实施例，其中，所述N个独立切片区域为5个独立切片区域。
根据本发明的一个实施例，其中，5个所述独立切片区域均呈现规则的重复排列，中间三个区域为一种同样图形，两侧两个区域为另一种同样图形。
根据本发明的一个实施例，其中，其中，电池片所述正面电极1、所述背面电极2均设有五根主栅线，所述正面电极1设有若干根正面细栅13。
根据本发明的一个实施例，其中，所述正面电极1两侧两根所述正面主栅一11长度小于中间三根所述正面主栅二12。
为到达上述目的之二，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能电池组件，包括一种新型太阳能电池片。
为到达上述目的之三，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能电池组件的制作方法，其特征在于，包括：
对硅片进行预处理，并在硅片表面印刷背面电极(2)、背场和正面电极(1)，形成太阳能电池片；
对电池烘干进行高温烧结，使浆料固化；
对电池进行抗LID退火，分档测试；
对太阳能电池片进行切割，将太阳能电池片逐个叠瓦排布，相邻的所述太阳能电池片的正负极相连，形成叠瓦电池串,并烘干；
封装成太阳能电池组件。
根据本发明的一个实施例，其中，对硅片进行预处理，所述预处理包括：
在硅片正面和背面形成绒面；
在硅片正面进行高方阻扩散，形成PN结；
对硅片正面进行选择性激光掺杂；
去除扩散过程形成的副产物和周边PN结，并对硅片背面进行抛光；
在硅片背面沉积钝化膜和保护膜；
在硅片正面沉积钝化膜和减反膜；
对硅片背面的钝化膜和保护膜进行激光开槽。
根据本发明的一个实施例，其中，进一步的，相邻的所述太阳能电池片的正负极相连过程中，有倒角14的电池片的背面主栅21为电池片的负极，含有正面主栅一11电池片的电极为电池片的正极，电池片中倒角14一侧的背面主栅21与正面主栅一11互相叠合。
有益效果：
本发明一种新型太阳能电池片，主栅线均设计在电池片内侧，避免了设计在电池片边缘，克服了现有技术中存在的正面电极都设计在电池片边缘，而太阳能电池片设计好后需要进行性能(功能)测试，电池片测试时需要使用探针接触主栅，现有技术中的正面电极均在边缘，测试时极容易造成电池片崩边和碎片，不方便测试的技术问题，得到一种可以在电池片测试时可以避免测试时造成崩边和碎片，易于测试的，适用于叠瓦组件的新型太阳能电池片，并且找到一种用易于测试的新型太阳能电池片制成的太阳能电池组件。
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是本发明的正面电极结构示意图。
图2是本发明的背场结构示意图。
图3是本发明的背面电极结构示意图。
图4是本发明的正面电极结构、背场结构的对应适应图。
图5是本发明的背场结构、背面电极结构的对应适应图。
图6是图4的A处局部放大图。
图7是图4的B处局部放大图。
图8是图5的C处局部放大图。
附图中：
1、正面电极 11、正面主栅一 12、正面主栅二
13、正面细栅 14、倒角 2、背面电极
21、背面主栅 15、防断栅
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
如图1-图5所示，一种新型太阳能电池片，包括：正面电极1，包含正面主栅一11、正面主栅二12和正面细栅13，所述正面主栅一11、正面主栅二12和所述正面细栅13互相连接；背面电极2，包括背面主栅21；所述正面电极1和所述背面电极2为非对称设计。将主栅线全部设计在电池片(正背面电极)内侧，克服了现有技术中存在的正面电极都设计在电池片边缘，而太阳能电池片设计好后需要进行性能(功能)测试，电池片测试时需要使用探针接触主栅，现有技术中的正面电极均在边缘，测试时极容易造成电池片崩边和碎片，不方便测试的技术问题，得到一种可以在电池片测试时可以避免测试时造成崩边和碎片，易于测试的新型太阳能电池片；采用将正面电极1和背面电极2设计为非对称的技术手段，使得电池片的独立切割区域在切割后，每块独立切片区域的正负极分居两侧，克服了传统的电池片由于正面电极和背面电极设计为对称的，切割后正极、负极处于电池片的同一侧，只能通过焊接带将相邻的电池片的正负极连接在一起，不能进行叠瓦操作，进而不能形成叠瓦组件的缺点，本发明满足叠瓦组件要求，可以形成叠瓦组件；另一方面，由于本发明一种新型太阳能电池片在形成叠瓦组件的时候不需要通过焊接带将相邻的电池片的正负极连接在一起，一定程度上降低了电池片的制造成本。
本发明电池片电池片可以是常规单晶、perc单晶(即发射极及背面钝化电池技术，对于晶硅电池技术来说，perc单晶为目前最简单也是最具吸引力的技术升级方案)或HJT电池(全称为非晶硅/晶体硅异质结太阳电池)中的任意一种。采用上述技术手段，常规单晶、perc单晶或HJT电池，其中，单晶PERC电池产线效率普遍达到21-22％，多晶达到20-20.5％左右。工业化大面积单晶PERC和多晶PERC电池的最高转换效率分别达到22.6％(我国常州天合)和21.63％(我国晶科)，和常规电池比较，PERC电池表现出了良好的效率优势，比常规电池产业化效率可提高1-1.5％个效率绝对值；HJT电池具有能耗少，工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，是较好的高效硅基太阳电池方案；不管是是常规单晶、perc单晶还是HJT电池都具有较好的将光能转化为电能的特性，能够很好地提高电池片的光能转化效率，进而提高了电池片光能的利用率。
正面电极1上的所述正面主栅一11、正面主栅二12和所述正面细栅13互相连接，形成N个独立切片区域，每个所述独立切片区域均呈现规则的重复排列。每个所述独立切片区域正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21分别在电池片两侧(如图6、图7、图8所示)；图6中，为本发明的正面电极结构A处局部放大图，正面主栅二12在切割区域(虚线)的右侧；图7中，为本发明的背场结构的B处局部放大图，图8中，为本发明的背面电极结构的C处局部放大图，背面电极2在切割区域(虚线)左侧，即每个所述独立切片区域正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21分别在电池片两侧，能够确保切割后每一个独立图形正负极在电池片两侧，使得电池片正、负极按照叠瓦工艺正确排列，叠瓦组件进行较好的正负极相连，满足叠瓦组件的要求，便于后期的切割和形成叠瓦组件。传统的电池片，正面电极和背面电极设计为对称的，切割后正极、负极处于电池片的同一侧，只能通过焊接带将相邻的电池片的正负极连接在一起，不能进行叠瓦操作，进而不能形成叠瓦组件的，不具有推广利用价值，即本发明采用上述技术手段，提高了其推广利用价值。
每个所述独立切片区域之间有一定的距离(即图6、图7、图8中虚线之间的距离)，太阳能电池在组件工序需要激光切割，故图形设计和电池制作时需要考虑激光切割影响区域，采用上述技术手段，将正背面电极形成若干个呈现规则的重复排列独立切片区域，并且每个所述独立切片区域之间有一定的距离，在太阳能电池在组件工序激光切割阶段，能够保证切割区域不会影响到栅线，并且使得电池结构在切割后满足叠瓦组件要求。
正面细栅13两两之间设置有防断栅15，网板印刷制作电池片的过程中，常常会出现断栅的情况，然而断栅会导致电流不能流通，在正面细栅13两两之间设置防断栅15，能够很好的减少网板印刷制作电池片的过程中出现断栅的情况，进而提高了太阳能电池片的质量以及光能转化效率；电池片的四边缘设置有定位孔(图中未标出)，用于网板印刷制作的时候的定位，进而提高印刷的质量。
新型太阳能电池片两侧的均设有倒角14，即新型太阳能电池片四个角均设有倒角14，而电池片两侧的正面主栅一11比中间正面主栅二12要略短，正面主栅二12的设计正好与圆角相适应，在组件工序需要激光切割，切割完成后，有倒角14的电池片的背面主栅21为电池片的负极，而含有正面主栅一11的电池片正好为电池片的正极，这样在形成叠瓦组件的过程中，有倒角14的电池片的背面主栅21负极与含有正面主栅一11的电池片的正极互相叠合，这样在形成叠瓦组件后，正面主栅一11可以不外露，这样既美观又适应了电池片的正负适应长度，保证了电池片叠瓦组件的美观性，同时考虑到了电池片的正负长度及实用性。
作为举例(对应如图1-图4所示)，本发明一种新型太阳能电池片取N＝5，即正面电极1上的所述正面主栅一11、正面主栅二12和所述正面细栅13互相连接，形成5个独立切片区域，每个所述独立切片区域均呈现规则的重复排列。中间三个区域为一种同样图形，两侧两个区域为另一种同样图形。具体的，电池片所述正面电极1、所述背面电极2均设有五根主栅线，所述正面电极1设有若干根正面细栅13。正面电极1的5根主栅线分为正面主栅一11、正面主栅二12两种，所述正面电极1两侧两根所述正面主栅一11长度小于中间三根所述正面主栅二12。
更为具体的，正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21长度为130mm-160mm，每根正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21宽度0.3mm-1mm；正面细栅13数量为90-130根，每根正面细栅13宽度30μm-50μm；每个所述独立切片区域之间有一定的距离，具体为0.3mm-1mm，此设计能够保证切割区域不会影响到栅线，方便进一步的加工工序的进行，并且使得电池结构在切割后满足叠瓦组件要求。
根据上述举例，在上述举例范围之内，最优选择为正面主栅一11、正面主栅二12、背面主栅21宽度为1mm，正面细栅13数量为102根，正面细栅13宽度为40μm，每一独立切片区域之间的距离为0.5mm，0.5mm的独立切片区域，保证了切割区域不会影响到栅线，方便进一步的加工工序的进行，并且使得电池结构在切割后满足叠瓦组件要求。
一种太阳能电池组件，包括一种新型太阳能电池片。
一种太阳能电池组件的制作方法，其特征在于，包括：
对硅片进行预处理，并在硅片表面印刷背面电极2、背场和正面电极1，形成太阳能电池片；
对太阳能电池片进行切割；
将太阳能电池片逐个叠瓦排布，相邻的所述太阳能电池片的正负极相连，形成叠瓦电池串,并烘干；
对叠瓦电池串进行高温烧结，使浆料固化；
对叠瓦电池串进行抗LID退火，分档测试后，封装成太阳能电池组件。
根据本发明的一个实施例，其中，对硅片进行预处理，所述预处理包括：
在硅片正面和背面形成绒面；
在硅片正面进行高方阻扩散，形成PN结；
对硅片正面进行选择性激光掺杂；
去除扩散过程形成的副产物和周边PN结，并对硅片背面进行抛光；
在硅片背面沉积钝化膜和保护膜；
在硅片正面沉积钝化膜和减反膜；
对硅片背面的钝化膜和保护膜进行激光开槽。
根据本发明的一个实施例，其中，进一步的，相邻的所述太阳能电池片的正负极相连过程中，有倒角14的电池片的背面主栅21为电池片的负极，含有正面主栅一11电池片的电极为电池片的正极，电池片中倒角14一侧的背面主栅21与正面主栅一11互相叠合。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (13)
1.一种新型太阳能电池片，包括：
正面电极(1)，包含正面主栅一(11)、正面主栅二(12)和正面细栅(13)，所述正面主栅一(11)、正面主栅二(12)和所述正面细栅(13)互相连接；
背面电极(2)，包括背面主栅(21)；
所述正面电极(1)和所述背面电极(2)为非对称设计。
2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池片，其中，电池片可以是常规单晶、perc单晶或HJT电池中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池片，其中，所述正面电极(1)上的所述正面主栅一(11)、正面主栅二(12)和所述正面细栅(13)互相连接，形成N个独立切片区域，每个所述独立切片区域均呈现规则的重复排列。
4.根据权利要求3所述的一种新型太阳能电池片，其中，每个所述独立切片区域正面主栅一(11)、正面主栅二(12)、背面主栅(21)分别在电池片两侧，使电池片正、负极按照叠瓦工艺正确排列。
5.根据权利要求3所述的一种新型太阳能电池片，其中，每个所述独立切片区域之间有一定的距离。
6.根据权利要求3所述的一种新型太阳能电池片，其中，所述N个独立切片区域为5个独立切片区域。
7.根据权利要求6所述的一种新型太阳能电池片，其中，5个所述独立切片区域均呈现规则的重复排列，中间三个区域为一种同样图形，两侧两个区域为另一种同样图形。
8.根据权利要求7所述的一种新型太阳能电池片，其中，电池片所述正面电极(1)、所述背面电极(2)均设有五根主栅线，所述正面电极(1)设有若干根正面细栅(13)。
9.根据权利要求8所述的一种新型太阳能电池片，其中，所述正面电极(1)两侧两根所述正面主栅一(11)长度小于中间三根所述正面主栅二(12)。
10.一种太阳能电池组件，其特征在于包括如权利要求1～9任一所述的一种新型太阳能电池片。
11.一种如权利要求10所述太阳能电池组件的制作方法，其特征在于，包括：
对硅片进行预处理，并在硅片表面印刷背面电极(2)、背场和正面电极(1)，形成太阳能电池片；
对电池烘干进行高温烧结，使浆料固化；
对电池进行抗LID退火，分档测试；
对太阳能电池片进行切割，将太阳能电池片逐个叠瓦排布，相邻的所述太阳能电池片的正负极相连，形成叠瓦电池串,并烘干；
封装成太阳能电池组件。
12.如权利要求11所述太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，对硅片进行预处理，所述预处理包括：
在硅片正面和背面形成绒面；
在硅片正面进行高方阻扩散，形成PN结；
对硅片正面进行选择性激光掺杂；
去除扩散过程形成的副产物和周边PN结，并对硅片背面进行抛光；
在硅片背面沉积钝化膜和保护膜；
在硅片正面沉积钝化膜和减反膜；
对硅片背面的钝化膜和保护膜进行激光开槽。
13.如权利要求11所述太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，进一步的，相邻的所述太阳能电池片的正负极相连过程中，有倒角(14)的电池片的背面主栅(21)为电池片的负极，含有正面主栅一(11)电池片的电极为电池片的正极，电池片中倒角(14)一侧的背面主栅(21)与正面主栅一(11)互相叠合。
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