CN110137284A - 硅片、电池片、电池半片、电池串、以及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硅片及由该硅片制作的电池片、电池半片、电池串、以及光伏组件。根据本发明的硅片，在所述硅片的至少一条侧边上形成有凸起。根据本发明实施例的硅片，有效地提高了单晶硅棒的利用率；根据本发明实施例的电池片以及电池半片，因为凸起的存在，在叠瓦连接的电池串中能够有效降低因叠置导致的遮挡面积，有助于提高光伏组件的光电转化效率。

Description

硅片、电池片、电池半片、电池串、以及光伏组件
技术领域
本发明属于光伏电池及组件领域，具体涉及一种硅片及由该硅片制作的电池片、电池半片、电池串、以及光伏组件。
背景技术
目前，单晶硅太阳能级硅片主要采用CZ法生长<100>晶向的圆棒，经过开方、线切割，得到形状为在四个角处具有圆弧形倒角的准正方形硅片，然后将该准正方形硅片用于电池片的生产。行业内普遍生产的为6英寸(直径约 151mm)和8英寸(直径约为196mm)的圆棒，经过上述加工过程形成125mm 过上述加工过和156mm过上述加工过准正方形硅片，125mm的上述加工过准正方形硅片的圆弧形倒角的直径为150mm，156mm的上述加工过准正方形硅片的圆弧形倒角的直径为195mm。这种截面形状的太阳能级单晶硅片存在的缺点为，硅棒的利用率不高，6英寸的利用率为83.6％，8英寸的利用率为77％，损失的部分虽然可循环投炉使用，但回用越多生产成本越大。至少可以说，这种截面形状的太阳能级单晶硅片的首次利用率不高。
此外，在叠瓦方式的光伏组件中，通过将相邻电池片相互叠加的组件制作方法来消除电池片之间的间距区域以提高受光区域的利用率，但是，该方法虽然改善了受光区域浪费的问题，由于相互叠加的电池片存在一定遮挡，也一定程度上影响了整个光伏组件的光电转换率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种硅片，该硅片能够更有效地提高硅棒的利用率，同时，在将其用于形成叠瓦组件中的电池串时，能够减小两块电池片因叠置导致的遮挡面积，有利于提高光电转换率。
本发明还提供一种根据上述硅片形成的电池片。
本发明还提供一种电池半片，在将其用于形成叠瓦组件中的电池串时，能够减小两块电池片因叠置导致的遮挡面积，有利于提高光电转换率。
本发明还提供一种由上述电池半片形成的电池串。
本发明另外还提供一种使用上述电池串形成的光伏组件。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的硅片，在所述硅片的至少一条侧边上形成有凸起。
进一步地，在所述硅片的至少一个侧边上均匀地间隔开形成有多个所述凸起。
更进一步地，所述硅片的相对的两个侧边的每条侧边上分别形成有多个所述凸起。
进一步地，一条侧边上的所述凸起的数量为2～20个。
进一步地，所述凸起形成为矩形、梯形、或圆弧形。
进一步地，所述凸起的宽度为0.3-16mm，所述凸起的高度为0.1-10mm。
其中，所述硅片既可以为直角硅片、也可以是带有倒角的硅片。
根据本发明第二方面实施例的电池片，包括如上述任一项所述的硅片，所述硅片的正面和背面分别设有多个主栅(至少两个，还可以为三个、四个、五个、六个)，其中至少一个主栅(例如一个主栅、两个主栅、三个主栅、四个主栅)延伸至相应的凸起；可以地，每个主栅分别与所述硅片侧边的凸起一一对应地延伸至所述凸起。
进一步地，所述电池片的正面和背面还分别设有焊盘和焊带，其中，所述正面的中间位置设有所述焊盘且所述背面的有凸起一边设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起。
进一步地，所述电池片的正面和背面还分别设有焊盘和焊带，其中，所述正面的有凸起一边设有所述焊盘且所述背面的中间位置设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起。
根据本发明第三方面实施例的电池半片，所述电池半片的一侧边形成有至少一个凸起。
优选地，所述电池半片的长宽比为约1.7～2.3；更优选地，所述电池半片的长宽比为约1.8～2.2；更优选地，所述电池半片的长宽比为约1.9～2.1；更优选地，所述电池半片的长宽比为约2.0。
进一步地，该电池半片由根据本发明第二方面实施例的电池片经线性切割形成，其中，切割线垂直于所述主栅。
进一步地，所述电池半片通过将直角边或带有倒角边的硅片所形成的电池片沿其中部经由非线性切割形成。也就是说，根据本发明第三方面实施例的电池半片，即可以通过根据本发明第二方面实施例的电池片经线性切割形成，也可以对常规的电池片(直角边或带有倒角边的硅片所形成的电池片)沿其中部经由非线性切割形成。
进一步地，所述电池半片的正面和背面还分别设有焊盘和焊带，其中，所述正面的无凸起一边设有所述焊盘且所述背面的有凸起一边设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起。
进一步地，所述电池片半片的正面和背面还分别设有焊盘和焊带，其中，所述正面的有凸起一边设有所述焊盘且所述背面的无凸起一边设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起。
根据本发明第四方面实施例的电池串，所述电池串包括若干上述任一项所述的电池半片相互叠片设置形成。也就是说，其中一侧电池半片的所述凸起叠置在相邻的电池半片上。
进一步地，所述电池串中相邻的所述电池半片的相互叠合部分的宽度为0.1-12mm。最优选地，所述电池串中相邻的所述电池半片的相互叠合部分的宽度等于所述凸起的高度，这样，可以最大可能地减小电池片遮挡面积的同时，减小电池片之间的间隙，有利于提高光电转化效率。
进一步地，所述电池串中相邻的所述电池半片通过所述焊带、或导电材料、或所述焊带以及导电材料连接。
进一步地，所述焊带为圆形焊带、三角形焊带、扁平焊带、或表面织构化焊带。
进一步地，所述焊带的部分区域经减薄处理。
根据本发明第五方面实施例的光伏组件，包括上述任一项所述的电池串。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
根据本发明实施例的硅片，有效地提高了单晶硅棒的利用率；
根据本发明实施例的电池片以及电池半片，因为凸起的存在，在叠瓦连接的电池串中能够有效降低因叠置导致的遮挡面积，有助于提高光伏组件的光电转化效率；
此外，根据本发明实施例的电池半片，通过调节凸起的宽度和高度，能够完全通过凸起来实现叠瓦连接，也就是说，可以通过切方时的边角料部分形成的凸起来实现叠瓦连接，而保留常规尺寸的电池片部分完全没有遮挡，有利于提高光伏组件的光电转化效率。
附图说明
图1为根据本发明实施例的硅片1的示意图；
图2为根据本发明一些实施例的电池片2的示意图，其中:(a)表示电池片2的正面，(b)表示电池片2的背面；
图3为根据图2所示的电池片2得到的电池半片201的分解示意图，其中： (a)表示电池半片201的正面，(b)表示电池半片201的背面；
图4为根据图3所示的电池半片201得到的电池串100的示意图；
图5为图4所示电池串的一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a) 中方框部分的放大图；
图6为图4所示电池串的另一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a) 中方框部分的放大图；
图7为图4所示电池串的又一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a) 中方框部分的放大图；
图8为根据本发明另一些实施例的电池片3的示意图，其中:(a)表示电池片3的正面，(b)表示电池片3的背面；
图9为根据图8所示的电池片3得到的电池半片301的分解示意图，其中： (a)表示电池半片301的正面，(b)表示电池半片301的背面；
图10为根据图9所示的电池半片301得到的电池串100a的示意图；
图11为图10所示电池串的一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a) 中方框部分的放大图；
图12为图10所示电池串的另一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为 (a)中方框部分的放大图；
图13为图10所示电池串的又一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为 (a)中方框部分的放大图；
图14为现有的硅片8的示意图；
图15为根据图14所示硅片8制备得到的一种电池片9的示意图，其中: (a)表示电池片9的正面，(b)表示电池片9的背面；
图16为根据图15所示的电池片9经非线性切割后得到的电池半片 901,902的示意图，其中:(a)表示电池半片901,902的正面，(b)表示电池半片901,902的背面；
图17为根据图16所示的电池半片901得到的电池串100b的示意图；
图18为根据图14所示硅片8制备得到的另一种电池片10的示意图，其中:(a)表示电池片10的正面，(b)表示电池片10的背面；
图19为根据图18所示的电池片10经非线性切割后得到的电池半片 1001,1002的示意图，其中:(a)表示电池半片1001,1002的正面，(b)表示电池半片1001,1002的背面；
图20为根据图19所示的电池半片1001得到的电池串100c的示意图；
图21为根据图14所示硅片8制备得到的又一种电池片11的示意图，其中:(a)表示电池片11的正面，(b)表示电池片11的背面；
图22为根据图21所示的电池片11经非线性切割后得到的电池半片 1101,1102的示意图，其中:(a)表示电池半片1101,1102的正面，(b)表示电池半片1101,1102的背面；
图23为根据图22得到的电池半片1101得到的电池串100d的示意图；
图24为根据图14所示硅片8制备得到的又一种电池片12的示意图，其中:(a)表示电池片12的正面，(b)表示电池片12的背面；
图25为根据图24所示的电池片12经非线性切割后得到的电池半片1201， 1202的示意图，其中:(a)表示电池半片1201,1202的正面，(b)表示电池半片1201,1202的背面；
图26为根据图25的电池半片1201得到的电池串100e的示意图；
图27为现有的另一种硅片13的示意图；
图28为根据图27所示硅片13制备得到的一种电池片14的示意图，其中: (a)表示电池片14的正面，(b)表示电池片14的背面；
图29为根据图28所示的电池片14经非线性切割后得到的电池半片 1401,1402的示意图，其中:(a)表示电池半片1401,1402的正面，(b)表示电池半片1401,1402的背面；
图30为根据图29所示的电池半片1401得到的电池串100f的示意图；
图31为根据图27所示硅片13制备得到的另一种电池片15的示意图，其中:(a)表示电池片15的正面，(b)表示电池片15的背面；
图32为根据图31所示的电池片15经非线性切割后得到的电池半片 1501,1502的示意图，其中:(a)表示电池半片1501,1502的正面，(b)表示电池半片1501,1502的背面；
图33为根据图31所示的电池半片1501得到的电池串100g的示意图；
图34为根据本发明实施例的光伏组件200的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的硅片1。
根据本发明的硅片1，如图1所示，在硅片1的至少一条侧边上形成有凸起1a。该凸起1a可以为多个，可以为两个以上，例如：三个、四个、五个、六个、七个，多个凸起1a可以均匀地间隔开形成在该侧边上。优选地，在硅片1的相对的两个侧边的每条侧边上形成有多个凸起1a。
每条侧边上，该凸起1a的数量可以为2～20个，例如：三个、四个、五个、六个、七个。另外，该凸起1a出了图1中示出的矩形之外，还可以形成为梯形、圆弧形、或其他多边形。
进一步优选地，凸起1a的宽度为0.3-16mm，凸起1a的高度为0.1-10mm。此处宽度是指在平行于凸起所处侧边的方向上的最大尺寸；高度是指在垂直于所在凸起所处侧边的方向上的最大尺寸。
另外，该硅片1可以是利用在对晶圆进行切方时对于应被切除部分，通过非线性切割来形成。也就是说，不是直接通过线性切割来进行切方，而是通过非线性切割，在侧边留下凸起1a部分。此处的线性切割通常是指通过单次、直线型切割即完成一个侧边的切割。
由此，根据本发明实施例的硅片1，利用切方时的预料部分，形成该凸起 1a，一方面有效地提高了单晶硅片的利用率，另一方面，在将该硅片1用于制备叠瓦电池串时，能够有效降低遮挡面积，有利于提高光电转化效率。
图1所示硅片1可以用来形成电池片，例如，如图2所示，在硅片1的正面和背面分别设置主栅14，主栅14分别与硅片1侧边的凸起1a一一对应地延伸至凸起1a的顶端。
图2示出了根据本发明实施例的一种电池片2。该电池片2的正面和背面还分别设有焊盘7和焊带4(图2中未图示，其对应设置在主栅14上)，其中，正面的中间位置设有焊盘7且背面的有凸起一边设有焊盘7，正面和背面的主栅14上设有所述焊带且所述焊带延伸至凸起1a处。
图3示出了通过电池片2进行线性切割得到的2片电池半片201。图4示出了由图3的电池半片201制备得到的电池串100。通过图4可知，在利用该有凸起1a的电池半片201形成叠瓦结构的电池串100时，通过调节凸起1a 的宽度和高度，可以仅仅利用凸起1a进行搭接，这样能够保证尽可能减小电池片之间的间隙的同时，极大地降低遮挡面积，从而在保证受光面积的同时，有效地提高光电转化效率。
图5为图4所示电池串的一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a) 中方框部分的放大图；图6为图4所示电池串的另一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a)中方框部分的放大图；图7为图4所示电池串的又一种连接方式的局部侧视图，其中，(b)为(a)中方框部分的放大图。也就是说，相邻的电池半片201之间可以通过焊带4(参考图5)、焊带4及导电材料6 进行连接(此时，焊带4未完全覆盖重叠区域，而未经焊带4覆盖的区域通过导电材料6将焊盘7之间进行电学连接)。另外，如图7所示，还可以对于焊带4进行局部减薄处理得到减薄区域4a，以期降低因焊带4导致的碎片率。
此外，图8示出了根据本发明实施例的另一种电池片3。电池片3的正面和背面还分别设有焊盘7和焊带4，其中，正面的有凸起1a一边设有焊盘7 且所述背面的中间位置设有焊盘7，正面和背面的主栅14上设有所述焊带4 且所述焊带4延伸至所述凸起1a处。换言之，该电池片3中，除了焊盘7的设置位置与图2所示电池片2中的焊盘7的不同之外，其余都相同。相应地，利用该电池片3居中进行线性切割后得到的电池半片301如图9所示，可以参考图10来制备得到电池串100a，同样地，在电池串100a中相邻电池半片301 的连接方式，除了因焊盘7结构导致的不同之外(也就是说，在电池串100 中，电池半片201的具有凸起1a的一边的正面叠置在上方；而在电池串100a 中，电池半片301的具有凸起1a的一边的正面叠置在下方)，其余均与上述电池串100相同。
同样地，电池半片301之间的连接方式，如图11至13所示，可以通过焊带4、或导电材料6、或焊带4和导电材料6、部分减薄处理的焊带4进行连接，在此不再赘述。
此外，电池串100中相邻的电池半片201的相互叠合部分的可以宽度为 0.1-12mm，优选地，如图所示，电池半片201之间的搭接宽度为凸起1a的高度，由此可以最大可能地减小电池片遮挡面积的同时，减小电池片之间的间隙，有利于提高光电转化效率。
根据本发明的一侧边上带有凸起1a的电池半片不仅可以通过上述带有凸起1a的电池片经线性切割形成，其还可以通过对于常规的电池片经非线性切割形成。
图14示出了现有的带倒角的硅片8，图15示出了由其制备的一种电池片 9的示意图，图16示出了将图15所示电池片9进行非线性切割后得到的电池半片901,902的示意图。其中，电池半片901的一侧形成有凸起1a，电池半片902的一侧形成有凹槽。利用电池半片902形成电池串时，即可以进行叠瓦连接(可以将焊带穿过该凹槽部分连接相邻的两片电池半片，以降低碎片率)，也可以进行常规的平铺连接(可以将焊带穿过该凹槽部分，以实现减小电池半片之间的间隙)。关于利用带有凹槽的电池半片的细节，在此省略其详细说明。
图17给出了根据图16所示的电池半片901得到的电池串100b的示意图。实际上，其与图4所示的电池串100，除了由于加工方式不同导致的硅片的倒角位置不同之外，其余结构完全相同，在此省略其详细说明。
另外，图18示出了根据图14所示硅片8制备得到的另一种电池片10的示意图，图19为根据图18所示的电池片10经非线性切割后得到的电池半片1001,1002的示意图。其中，电池半片1001的一侧形成有凸起1a，电池半片 1002的一侧形成有凹槽。同样地，对于如何利用电池半片1002形成电池串，在此省略其详细说明。
图20为根据图19所示的电池半片1001得到的电池串100c的示意图，实际上，其与图10所示的电池串100a，除了由于加工方式不同导致的硅片的倒角位置不同之外，其余结构完全相同，在此省略其详细说明。
图21为根据图14所示硅片8制备得到的又一种电池片11的示意图，图 22为根据图21所示的电池片11经非线性切割后得到的电池半片1101,1102 的示意图。图23为根据图22得到的电池半片1101得到的电池串100d的示意图。实际上，其与图15-图17所示的电池片9、电池半片901、以及电池串100b 分别一一对应，除了凸起1a的形状形成为圆弧形之外，其余结构完全相同，在此省略其详细说明。
图24为根据图14所示硅片8制备得到的又一种电池片12的示意图，图 25为根据图24所示的电池片12经非线性切割后得到的电池半片1201，1202 的示意图，图26为根据图25的电池半片1201得到的电池串100e的示意图。同样地，其与图18-图20所示的电池片10、电池半片1001、以及电池串100c 分别一一对应，除了凸起1a的形状形成为圆弧形之外，其余结构完全相同，在此省略其详细说明。
除此之外，本发明的一边带有凸起的电池半片，还可以通过如图27所示的直角的硅片13(即不带有倒角)来形成。
如图28至图33分别示出了两种电池片(14、15)、电池半片(1401、1501) 以及电池串(100f、100g)的示意图。其具体结构与图15至图17、图18至图20的电池片(9、10)、电池半片(901、1001)、以及电池串(100b、100c) 一一对应，只是除了没有倒角结构之外，其余结构均相同，在此不再赘述。
图34为根据本发明实施例的光伏组件200的示意图。根据本发明的光伏组件200，依次叠合有光伏玻璃18、夹胶膜层16、电池串100、夹胶膜层16、以及光伏背板17。其中，每个电池串100可以包括12个电池片、由6条电池串沿组件纵向方向并列排列支撑组件200。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于太阳能电池片的硅片，其特征在于，在所述硅片的至少一条侧边上形成有凸起；优选地，在所述硅片的至少一个侧边上均匀地间隔开形成有多个所述凸起；更优选地，所述硅片的相对的两个侧边的每条侧边上分别形成有多个所述凸起。
2.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，一条侧边上的所述凸起的数量为2～20个，优选地，所述凸起形成为矩形、梯形、或圆弧形。
3.根据权利要求1所述的硅片，其特征在于，所述凸起的宽度为0.3-16mm，所述凸起的高度为0.1-10mm。
4.一种电池片，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的硅片，所述硅片的正面和背面分别设有多个主栅，其中至少一个主栅延伸至所述凸起；优选地，每个主栅分别与所述硅片侧边的凸起一一对应地延伸至所述凸起。
5.根据权利要求4所述的电池片，其特征在于，所述电池片的正面和背面还分别设有焊盘和焊带，
所述正面的中间位置设有所述焊盘且所述背面的有凸起一边设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起；
或者，所述正面的有凸起一边设有所述焊盘且所述背面的中间位置设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起。
6.一种电池半片，其特征在于，所述电池半片的一侧边形成有至少一个凸起；优选地，所述电池半片的长宽比为约1.7～2.3；更优选地，所述电池半片的长宽比为约1.8～2.2；进一步优选地，所述电池半片的长宽比为约1.9～2.1；最优选地，所述电池半片的长宽比为约2.0。
7.根据权利要求6所述的电池半片，其特征在于，
由权利要求4或5所述的电池片经线性切割形成，其中，切割线垂直于所述主栅；
或者，所述电池半片通过将直角边或带有倒角边的硅片所形成的电池片沿其中部经由非线性切割形成，
其中，所述电池半片的正面和背面还分别设有焊盘和焊带，所述正面的无凸起一边设有所述焊盘且所述背面的有凸起一边设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起；或者，所述正面的有凸起一边设有所述焊盘且所述背面的无凸起一边设有所述焊盘，所述正面和背面的主栅上设有所述焊带且所述焊带延伸至所述凸起。
8.一种电池串，其特征在于，所述电池串包括若干如权利要求6或7所述的电池半片相互叠片设置形成，优选地，所述电池串中相邻的所述电池半片的相互叠合部分的宽度为0.1-12mm。
9.根据权利要求8所述的电池串，其特征在于，所述电池串中相邻的所述电池半片通过所述焊带、或导电材料、或所述焊带以及导电材料连接；其中，优选地，所述焊带为圆形焊带、三角形焊带、扁平焊带、或表面织构化焊带；更优选地，所述焊带的部分区域经减薄处理。
10.一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求8或9所述的电池串。
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