CN111244217A - 一维ibc太阳电池互联方法及结构 - Google Patents
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Abstract
一维IBC太阳电池互联方法，包括以下步骤：（1）取IBC太阳电池片，该IBC太阳电池片的下表面设有若干个P型区域和若干N型区域，其中P型区域和N型区域依次交替排列；在每一个P型区和每一个N型区均等距地涂覆导电浆料，导电浆料涂覆在每一个P型区和每一个N型区，分别形成若干个接触电极；（3）在IBC太阳电池的下表面覆盖复合导电膜，其中复合导电膜包括复合胶膜和铜带，铜带粘附在复合导电膜上，铜带的数量为一片IBC太阳电池的下表面所有P型区域和N型区域的数量总和；通过铜带同时实现光生载流子的收集与电池片间的电流传导，提升了电池组件的可靠性和稳定性，避免了现有方法的细栅电极和汇流带的方式，简化电池组件的制作方法，降低成本。
Description
技术领域
本发明属于电池，具体涉及一维IBC太阳电池互联结构及组件。
背景技术
目前太阳能电池，其发射极接触电极和基极接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属发射极接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所反射遮挡，造成一部分光学损失，如：普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在7%左右。因此，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高电池的能量转化效率。目前为提高光电转化效率，出现了背接触太阳能电池，它是一种将发射极和基极接触电极均放置在电池背面（非受光面）的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。
IBC背接触结构的太阳能电池是可量生产的晶硅太阳能电池中转化效率最高的一种电池。在其制作方法中，其金属化方法大都采用电镀方法来实现，虽然该方法在降低背接触电池的串联电阻、提高电池的开路电压有出色的表现，但是该方法复杂，排放的废弃物严重污染环境；另外，背接触电池封装成组件的过程中，由于发射极和基极电极根数较多、线宽较窄，相邻电池之间的对准焊接非常困难，同时，焊接电阻和焊带电阻会造成功率的损失。
发明内容
基于上述原因，本发明的目的提供一种方法结构简单，接触可靠的一维IBC太阳电池互联方法及互联结构。
一维IBC太阳电池互联方法，包括以下步骤：
（1）取IBC太阳电池片，该IBC太阳电池片的下表面设有若干个P型区域和若干N型区域，其中P型区域和N型区域依次交替排列；
（2）在每一个P型区域和每一个N型区域均等距地涂覆导电浆料，导电浆料涂覆在每一个P型区域和每一个N型区域，分别形成若干个接触电极；
（3）在IBC太阳电池的下表面覆盖复合导电膜，其中复合导电膜包括复合胶膜和铜带，铜带粘附在复合导电膜上，铜带的数量为一片IBC太阳电池的下表面所有P型区域和N型区域的数量总和；
（4）当IBC太阳电池片互联时，将复合导电膜覆盖到互联的电池下表面；每相邻两片IBC太阳电池片，其中一片IBC太阳电池片的一个P型区域对应另一片IBC太阳电池片的一个N型区域，复合导电膜上的同一根铜带分别与该电池片下表面P型区域内的全部接触电极以及与其对应的另一片电池N型区域内的全部接触电极电连接；
（5）将复合导电膜固化至电池片表面。
其中，复合导电膜的另一侧为起绝缘和粘接作用的胶膜，所述复合导电膜覆盖在所有互联的IBC太阳电池片下表面，其中，铜带粘贴在触电电极表面，且相邻两片IBC太阳电池片中的相对应的区域由N型区域到P型区域或者P型区域到N型区域由同一根铜带相连。
优选地，步骤（5）复合导电膜固化至电池片表面之后，再经过层压工艺将复合导电膜固定至电池片表面。
将复合导电膜固化在IBC太阳电池的下表面，起到固定作用，为了防止IBC太阳电池片和复合导电膜发生相对位置的偏移。
优选地，所述接触电极为导电浆料，所述导电浆料可以是焊锡或导电胶或导电银浆或合金浆料中的至少一种。
优选地，合金浆料的材质为锡或铝或银或锡铅合金或锡铋合金或锡铋银合金或锡铅银合金或锡铋铅合金中的至少一种。
优选地，所述导电胶为粘结剂包裹的导电粒子。
优选地，导电粒子为粒径介于0.01μm和5μm之间的金或银或铜或铝或锌或铁或镍或石墨中的至少一种。
优选地，所述粘结剂为环氧树脂或丙烯酸酯树脂或聚氯酯或酚醛树脂或聚氨酯或热塑性树脂或聚酰亚胺中的至少一种。
优选地，所述复合导电膜通过热固化或光固化的方式固化在电池表面。
优选地，复合导电膜覆盖至IBC太阳电池下表面后，用固化胶将复合导电膜固定在电池下表面。
优选地，所述固化胶涂覆在IBC太阳电池的下表面，且远离IBC太阳电池下表面的接触电极。
优选地，复合胶膜为POE膜或EVA膜或PVDF膜或PET膜中的一种或几种的组合。
优选地，所述两铜带之间的间距介于100-5000μm之间，导电铜带宽度介于10-2000μm之间，导电铜带的宽度小于等于接触电极的宽；导电铜带厚度介于10-200μm之间。
优选地，所述接触电极的形状为长条状或圆状或正方形。
一种IBC太阳电池的互联结构，包括至少两片IBC太阳电池，两相邻IBC太阳电池片之间相互串联，每一片IBC太阳电池均分别设有若干个P型区域和若干个N型区域，每一片IBC太阳电池片下表面的N型区域和P型区域均分别交错设置，每一个N型区域和P型区域内均分别等距地设有若干个接触电极；还包括复合导电膜，其中复合导电膜包括复合胶膜和铜带，铜带粘附在复合导电膜上；两相邻IBC太阳电池的其中一片的一个P型区域内的全部接触电极和与之对应的一片IBC太阳电池片的N型区域内的接触电极之间通过同一根铜带相连，铜带的数量为一片电池上所有N型区域和P型区域的总和。
优选地，相邻两片电池上的N型区域与P型区域的交错设置，且顺序相反。
本发明所述一维IBC太阳电池互联方法，通过铜带同时实现光生载流子的收集与电池片间的电流传导，复合胶膜经过层压工艺将铜带粘贴在电池下表面，使其与接触电极实现紧密的连接，全面提升了全背接触电池组件的可靠性和稳定性，同时避免了现有方法的细栅电极和汇流带的方式，简化电池组件的制作方法，降低了工艺难度，降低银的用量60%以上，减少了制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下附图。
图1为现有技术中IBC太阳电池的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的IBC太阳电池的接触电极和固化点结构示意图；
图3为本发明提供的铜带未冲断时的复合导电膜结构示意图；
图4为本发明实施例提供的IBC太阳电池片之间串联结构示意图；
图5为本发明提供的铜带冲断后的复合导电膜覆盖在电池片背面形成的电池串联结构示意图。
附图标记：
1-IBC太阳电池片； 2-N型区域；3-P型区域；4-接触电极；5-复合导电膜；6-铜带；7-复合胶膜；8-固化胶。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
实施例1
取IBC太阳电池片1，该IBC太阳电池片1的下表面设有若干个P型区域3和若干N型区域2，其中P型区域3和N型区域2依次交替排列；
（2）在每一个P型区域3和每一个N型区域2均等距地涂覆导电浆料，在每一个P型区域3和每一个N型区域2均分别形成若干个接触电极4；
（3）在IBC太阳电池片1的下表面覆盖复合导电膜5，其中复合导电膜5包括复合胶膜7和铜带6，铜带6粘附在复合导电膜5上，铜带6的数量为一片IBC太阳电池1的下表面所有P型区域3和N型区域2的数量总和；复合导电膜5和铜带6可同时实现光生载流子的收集和电池片间电流传到的作用。
（4）当IBC太阳电池片1互联时，将复合导电膜5覆盖到互联的IBC太阳电池片1下表面；每相邻IBC太阳电池片1，其中一片的一个P型区域3对应另一片的一个N型区域2相对，复合导电膜5上的同一根铜带6分别与该IBC太阳电池片1下表面P型区域3内的全部接触电极4以及与其对应的另一片IBC太阳电池片1的N型区域2内的全部接触电极4电连接，这些铜带6与P型区域3和N型区域3上的接触电极4形成欧姆接触。
（5）将复合导电膜5固化至电池片表面后即完成电池的互联结构。所述复合导电膜5通过热固化或光固化的方式固化在IBC太阳电池表面。
为了进一步提升电流汇集的稳定性提高传输效率，本发明将复合导电膜5固化至IBC太阳电池片1表面之后，再经过层压工艺将复合导电膜5紧密地粘结至电池片表面，以实现铜带6和接触电极4的紧密接触。
本发明所述接触电极4为导电浆料，导电浆料可以是焊锡或导电胶或导电银浆或合金浆料中的至少一种。接触电极4的形状为长条状或圆状或正方形，所述合金浆料的材质为锡或铝或银或锡铅合金或锡铋合金或锡铋银合金或锡铅银合金或锡铋铅合金中的至少一种。所述导电胶为粘结剂包裹的导电粒子。导电粒子为粒径介于0.01μm和5μm之间的金或银或铜或铝或锌或铁或镍或石墨中的至少一种。所述粘结剂为环氧树脂或丙烯酸酯树脂或聚氯酯或酚醛树脂或聚氨酯或热塑性树脂或聚酰亚胺中的任一种或几种的组合，粘接剂可进行热固化或光固化。复合导电膜5为POE膜或EVA膜或PVDF膜或PET膜中的一种或几种的组合。所述铜带间距为100-5000μm之间，导电铜带宽度为10-2000μm之间，导电铜带的宽度小于等于接触电极的宽；导电铜带厚度10-200μm。：所述接触电极4的形状为长条状或圆状或正方形，其大小为10-5000μm，且小于所述P型区域3和N型区域2掺杂区域的宽度。
为了防止IBC太阳电池片1和复合导电膜5发生相对位置的偏移，复合导电膜覆5盖至IBC太阳电池片1表面后，用固化胶8将复合导电膜5固定在IBC太阳电池片1下表面。固化胶8为绝缘材质，固化胶8固定复合导电膜5的位置和形状均不做限定，可以涂覆在IBC太阳电池的下表面，但必须远离接触电极4。固化胶8通过光照或加热的方式将复合导电膜5固化在IBC太阳电池片表面。
本发明提出一种一维IBC太阳电池互联结构，其包括至少两片IBC太阳电池片1，两相邻IBC太阳电池片1之间相互串联，每一片IBC太阳电池片1均分别设有若干个P型区域3和若干个N型区域2，每一片IBC太阳电池片1下表面的N型区域2和P型区域3均分别交错设置，每一个N型区域2和P型区域3内均分别等距地设有若干个接触电极4；还包括复合胶膜7，复合胶膜7上设置有铜带6，铜带6与复合胶膜7形成复合导电膜5；两相邻IBC太阳电池片1的其中一片的一个P型区域3内的全部接触电极4和与之对应的一片IBC太阳电池片1的N型区域2内的接触电极4之间通过同一根铜带6相连，铜带6的数量为一片电池上所有N型区域2和P型区域3的总和，其中相邻两片IBC太阳电池片1上的N型区域2与P型区域3交错设置，且顺序相反。
现结合附图对本发明IBC太阳电池的互联方法做如下说明，本发明所述IBC太阳电池组件可以是多个相串连的整片的背接触IBC太阳电池整片，也可以是一片分割而成的N分之一片相互串联而成的组件。如图1所示， IBC太阳电池片1下表面设有交错排列的P型区3和N型区2，如图2所示，P型区域3上等距地设有若干个P型区域接触电极4，N型区域2上等距地设有若干个N型区接触电极4，可以通过在所述P型区域3和N型区域2内覆盖锡膏或导电胶形成接触电极4，接触电极4的形状为长方形或圆形或正方形状。
如图3所示，复合导电膜5上的铜带6在复合导电膜5同一表面平行排列，复合导电膜5主要是起绝缘和粘接作用的胶膜。
本发明相邻两片电池上的N型区域2与P型区域3的交错顺序相反，即相邻IBC太阳电池片1成中心对称图形，即将其中一片IBC太阳电池片1旋转180o即可得到相邻的IBC太阳电池片1。两相邻IBC太阳电池片1相串联时，采用复合导电膜5上的同一根铜带6连接两相邻IBC太阳电池片1在同一条直线方向上的极性相反的接触电极4。
如图4所示如三片IBC太阳电池片1相连时，第一IBC太阳电池片1下表面为P11型区、N11型区、P12型区、N12型区……的顺序设置；第二IBC太阳电池片1的下表面则为N21型区、P21型区、N22型区、P22型区……的顺序设置，第三IBC太阳电池片1的下表面则为P31型区、N31型区、P32型区、N32型区……的顺序设置；
将三片IBC太阳电池串联放置，其中，P11型区域、N21型区域、P31型区域相对应，N11型区域、P21型区域、N31型区域相对应，P12型区域、N22型区域、P32型区域相对应，N12型区域、P22型区域、N32型区域相对应，依此类推。
制作复合导电膜5：取复合胶膜7，在复合胶膜7的同一侧黏贴若干个铜带6，其中铜带6需将第一个IBC太阳电池片1下表面的P11型区域和第二片IBC太阳电池片1下表面的N21型区域内的全部接触电极4相连；将第二个IBC太阳电池下1表面的P21型区域和第三片IBC太阳电池下表面的N31型区域内的全部接触电极4相连; 将第一片IBC太阳电池片1下表面的P12型区域和第二片IBC太阳电池片下表面的N22型区域内的全部接触电极4相连；将第二片IBC太阳电池片1下表面的P22型区域和第三片IBC太阳电池片1下表面的N32型区域内的全部接触电极4相连；以此类推，如图5所示，全部铜带6的连接方向由P型区域3指向N型区域2。
另外，第一个IBC太阳电池片1和第三个IBC太阳电池片1单独未被连接到的区域，如 N11型区域、N12型区域、P31型区域、P32型区域，全部单独覆盖铜带6。
在整个IBC太阳电池的四个角落涂覆固化胶8，然后覆盖复合导电膜5，固化胶8将复合导电膜5固化层压至三片IBC太阳电池片1下表面上，形成完整的一维IBC太阳电池。
Claims (15)
1.一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取IBC太阳电池片，该IBC太阳电池片的下表面设有若干个P型区域和若干N型区域，其中P型区域和N型区域依次交替排列；
（2）在每一个P型区域和每一个N型区域均等距地涂覆导电浆料，导电浆料涂覆在每一个P型区域和每一个N型区域，分别形成若干个接触电极；
（3）在IBC太阳电池的下表面覆盖复合导电膜，其中复合导电膜包括复合胶膜和铜带，铜带粘附在复合导电膜上，铜带的数量为一片IBC太阳电池的下表面所有P型区域和N型区域的数量总和；
（4）当IBC太阳电池片互联时，将复合导电膜覆盖到互联的电池下表面；每相邻两片电池，其中一片太阳电池片的一个P型区域对应另一片电池的一个N型区域，复合导电膜上的同一根铜带分别与该电池片下表面P型区域内的全部接触电极以及与其对应的另一片电池N型区域内的全部接触电极电连接；
（5）将复合导电膜固化至电池片表面。
2.根据权利要求1所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，步骤（5）复合导电膜固化至IBC太阳电池片表面之后，再经过层压工艺将复合导电膜固定至IBC太阳电池片表面。
3.根据权利要求1所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，所述接触电极为导电浆料，所述导电浆料可以是焊锡或导电胶或导电银浆或合金浆料中的至少一种。
4.根据权利要求3所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，合金浆料的材质为锡或铝或银或锡铅合金或锡铋合金或锡铋银合金或锡铅银合金或锡铋铅合金中的至少一种。
5.根据权利要求3所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，所述导电胶为粘结剂包裹的导电粒子。
6.根据权利要求5所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，导电粒子为粒径介于0.01μm和5μm之间的金或银或铜或铝或锌或铁或镍或石墨中的至少一种。
7.据权利要求5所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，所述粘结剂为环氧树脂或丙烯酸酯树脂或聚氯酯或酚醛树脂或聚氨酯或热塑性树脂或聚酰亚胺中的至少一种。
8.根据权利要求3或4所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，所述复合导电膜通过热固化或光固化的方式固化在电池表面。
9.据权利要求7所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于，复合导电膜覆盖至电池下表面后，用固化胶将复合导电膜固定在IBC太阳电池下表面。
10.根据权利要求8所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于：所述固化胶涂覆在IBC太阳电池的下表面，且远离IBC太阳电池下表面的接触电极。
11.根据权利要求9所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于：复合胶膜为POE膜或EVA膜或PVDF膜或PET膜中的一种或几种的组合。
12.根据权利要求10所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于：所述两铜带之间的间距介于100-5000μm之间，导电铜带宽度介于10-2000μm之间，导电铜带的宽度小于等于接触电极的宽；导电铜带厚度介于10-200μm之间。
13.根据权利要求1所述一维IBC太阳电池互联方法，其特征在于：所述接触电极的形状为长条状或圆状或正方形。
14.一维IBC太阳电池互联结构，其特征在于：一种IBC太阳电池的互联结构，其特征在于包括至少两片IBC太阳电池，两相邻IBC太阳电池片之间相互串联，每一片IBC太阳电池均分别设有若干个P型区域和若干个N型区域，每一片电池片下表面的N型区域和P型区域均分别交错设置，每一个N型区域和P型区域内均分别等距地设有若干个接触电极；还包括复合导电膜，其中复合导电膜包括复合胶膜和铜带，铜带粘附在复合导电膜上；两相邻IBC太阳电池的其中一片的一个P型区域内的全部接触电极和与之对应的一片IBC太阳电池片的N型区域内的接触电极之间通过同一根铜带相连，铜带的数量为一片电池上所有N型区域和P型区域的总和。
15.根据权利要求13所述一种IBC太阳电池的互联结构，其特征在于相邻两片IBC太阳电池上的N型区域与P型区域的交错设置，且顺序相反。
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