CN111916508A - 太阳能电池片、叠瓦组件和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池片、叠瓦组件和制造方法。太阳能电池片包括基体片、设置在基体片上的主栅线和副栅线，副栅线包括多个第一副栅线和多个第二副栅线。每一个第一副栅线在基体片的表面上沿横向方向从基体片的两个纵向边缘中的一个纵向边缘延伸到另一个纵向边缘；每一个第二副栅线在基体片的表面上沿纵向方向从基体片的两个横向边缘中的一个横向边缘延伸到另一个横向边缘。多个第一副栅线和多个第二副栅线交叉设置从而形成网格结构。本发明所提供的太阳能电池片的副栅线在基体片的表面呈网格状排布，能够允许太阳能电池片以最优路径收集电流，避免电流在副栅线内运动路径过长，从而能够减小电流损失。
Description
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及一种太阳能电池片、叠瓦组件和制造方法。
背景技术
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。
在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。光伏组件作为光伏发电的核心部件，提高其转换效率发展高效组件是必然趋势。目前市场上涌现各种各样的高效组件，如叠瓦、半片、多主栅、双面组件等。随着光伏组件的应用场所和应用地区越来越广泛，对其可靠性要求越来越高，尤其是在一些恶劣或极端天气多发地区需要采用高效、高可靠性的光伏组件。
在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，叠瓦组件利用小电流低损耗的电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)从而使得组件功率损耗大大降低。其次通过充分利用电池组件中片间距区域来进行发电，单位面积内能量密度高。
进一步地，叠瓦组件利用小电流低损耗电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比例关系)使得组件功率损耗大大降低，叠瓦组件通过充分利用电池组件中片间距铺设更多数目的电池进行发电，单位面积能量密度更高。另外，使用导电胶粘剂替代了常规组件用光伏焊带，光伏焊带在整片电池中表现出较高的串联电阻，而导电胶粘剂形成电路的电阻要远小于使用焊带的方式。同时在使用导电胶的模型下可以实现超柔片间结构互联，从而能够有效能够降低制程及使用环节破片。相较常规的光伏组件，叠瓦组件转换效率更高，切割后的电池与电池互联位置破片风险更小。
而现有的太阳能电池片、叠瓦组件等的设置都还具有一些不足之处。例如，现有的太阳能电池片上传统的栅线设计方式导致电池栅线传输电阻损耗大，导致叠瓦电池效率低。
因而需要提供一种太阳能电池片、叠瓦组件和制造方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种太阳能电池片、叠瓦组件及制造方法。本发明所提供的太阳能电池片的副栅线在基体片的表面呈网格状排布，能够允许太阳能电池片以最优路径收集电流，避免电流在副栅线内运动路径过长，从而能够减小电流损失。
并且，本发明的太阳能电池片的各个栅线可以具有渐变或突变的宽度，以使得在收集电流的关键位置处使栅线具有较小的电阻，以便于将电流引至这些具有较小电阻的位置处、促进电流流动和电流收集。
根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池片，太阳能电池片包括：
基体片，基体片具有两个纵向边缘和两个横向边缘；
多个副栅线，所述多个副栅线设置在所述基体片的表面上，所述多个副栅线包括：
多个第一副栅线，每一个第一副栅线沿横向方向从基体片的两个纵向边缘中的一个纵向边缘连续地延伸到另一个纵向边缘；
多个第二副栅线，每一个第二副栅线沿纵向方向从基体片的两个横向边缘中的一个横向边缘连续地延伸到另一个横向边缘，其中，多个第一副栅线和多个第二副栅线在基体片的同一表
面上交叉设置从而形成网格结构；
两个主栅线，两个主栅线分别设置在基体片的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸，并且，设置在基体片的顶表面上的主栅线和多个副栅线中的部分副栅线接触。
在一种实施方式中，多个第一副栅线包括多个普通第一副栅线和多个加宽第一副栅线，加宽第一副栅线的宽度为普通第一副栅线的宽度的1.2倍-10倍，多个加宽第一副栅线间隔设置，并且任意相邻的两个加宽第一副栅线之间隔着1-50个普通第一副栅线；并且/或者
多个第二副栅线包括多个普通第二副栅线和多个加宽第二副栅线，加宽第二副栅线的宽度为普通第二副栅线的宽度的1.2倍-10倍，多个加宽第二副栅线间隔设置，并且任意相邻的两个加宽第二副栅线之间隔着1-50个普通第二副栅线。
在一种实施方式中，多个副栅线中的至少部分副栅线在其各自的延伸方向上具有渐变的宽度；并且/或者两个主栅线中的至少一个主栅线在其延伸方向上具有渐变的宽度。
在一种实施方式中，两个主栅线中的至少一个主栅线为多段式栅线，多段式栅线在其延伸方向上具有依次相连的多个部段，各个部段之间具有不同的宽度；并且/或者，多个副栅线中的至少部分副栅线为多段式栅线，多段式栅线在其延伸方向上具有依次相连的多个部段，各个部段之间具有不同的宽度。
在一种实施方式中，第一副栅线和第二副栅线的相交区域中的部分相交区域设置有点状导电结构，点状导电结构的纵向尺寸大于第二副栅线的宽度，点状导电结构的横向尺寸大于第一副栅线的宽度。
在一种实施方式中，所述基体片具有PN结、隧穿结、异质结中的至少一种半导体结，其中太阳能电池片被构造为满足如下至少一者：
第一副栅线为烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触的连续的或者间断的栅线结构；
第二副栅线为烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触的连续的或者间断的栅线结构；
设置在基体片的顶表面的主栅线为烧穿PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触的连续的或者间断的栅线结构。
在一种实施方式中，所述基体片具有PN结、隧穿结、异质结中的至少一种半导体结，其中太阳能电池片被构造为满足如下至少一者：
第一副栅线为不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层的连续的或者间断的栅线结构；
第二副栅线为不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层的连续的或者间断的栅线结构；
设置在基体片的顶表面的主栅线为不烧穿PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层的连续的或者间断的栅线结构。
在一种实施方式中，每一个第一副栅线沿横向方向从基体片的两个纵向边缘中的一个纵向边缘连续地延伸到另一个纵向边缘；每一个第二副栅线沿纵向方向从基体片的两个横向边缘中的一个横向边缘连续地延伸到另一个横向边缘。
在一种实施方式中，基体片的纵向边缘和横向边缘的交界位置处具有倒角，主栅线连接在对应的两个倒角之间。
在一种实施方式中，太阳能电池片为双面异质结太阳能电池片，基体片的顶表面和底表面上均设置有第一副栅线和第二副栅线。
根据本发明的第二方面，提供了一种叠瓦组件，叠瓦组件包括至少一个电池串，每一个电池串由根据上述方案中任意一项所述的太阳能电池片以叠瓦方式排列而成。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造根据上述方案中任意一项所述的太阳能电池片的方法，其特征在于，方法包括制造电池片大片的步骤和将电池片大片裂片成多个太阳能电池片的步骤，制造电池片大片的步骤包括如下步骤：
设置基体片大片，基体片大片包括连接在一起的多个基体片单元，在电池片大片裂片之后各个基体片单元形成太阳能电池片的基体片，每个基体片单元具有两个纵向边缘和两个横向边缘；
在基体片大片上印刷多个副栅线，以使得每一个基体片单元上的副栅线包括：
多个第一副栅线，每一个第一副栅线在基体片单元的顶表面上沿横向方向从基体片单元的两个纵向边缘中的一个纵向边缘
连续地延伸到另一个纵向边缘；
多个第二副栅线，每一个第二副栅线在基体片单元的顶表面上沿纵向方向从基体片单元的两个横向边缘中的一个横向边缘连续地延伸到另一个横向边缘，
其中，多个第一副栅线和多个第二副栅线交叉设置从而形成
网格结构；
在基体片大片上印刷多个主栅线，以使得每一个基体片单元上的主栅线包括两个主栅线，两个主栅线分别设置在基体片单元的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸，并且，设置在基体片单元的顶表面上的主栅线和多个副栅线中的部分副栅线接触。
在一种实施方式中，所述方法包括设置PN结的步骤，设置PN结时使PN结的位置绕开基体片单元之间的交界线。
在一种实施方式中，制造电池片大片的步骤还包括在印刷栅线之后的烧结步骤。
在一种实施方式中，方法还包括在裂片前的如下步骤：确认电池片大片的正反面是否为预设的面，若结果为否则控制机构控制机械手将电池片大片翻面。
根据本发明的第四方面，提供了一种制造叠瓦组件的方法，方法包括：
根据上述方案中任意一项所述的方法制造太阳能电池片；
将多个太阳能电池片以叠瓦方式排列成电池串；
将至少一个电池串固定形成为叠瓦组件。
附图说明
为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
图1示出了根据本发明第一实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图；
图2示出了根据本发明的第二实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图；
图3示出了根据本发明的第三实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图；
图4示出了根据本发明的第四实施方式的太阳能电池片的顶表面示意图；
图5示出了根据本发明的一个优选实施方式的叠瓦组件的顶表面示意图，该叠瓦组件所包括的太阳能电池片可以为图4中的太阳能电池片；
图6示出了沿图5中的A-A面截取的截面图；
图7示出了根据本发明的一个优选实施方式的叠瓦组件的顶表面示意图，该叠瓦组件所包括的太阳能电池片可以为图1-图3中的太阳能电池片；
图8为根据本发明的一个优选实施方式的叠瓦组件的制造方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
在本发明提供了一种太阳能电池片、叠瓦组件和制造方法，图1-图3示出了本发明所提供的优选实施方式中的太阳能电池片，图4和图5示出了本发明所提供的优选实施方式中的叠瓦组件，该叠瓦组件可以包括图1-图3中所示的太阳能电池片，图6示出了本发明的优选实施方式中的叠瓦组件的制造方法的流程示意图。下面将结合附图对本发明的一些优选实施方式进行说明。
首先参考图1，对第一实施方式的太阳能电池片1进行描述。
图1示出了太阳能电池片1的顶表面示意图，太阳能电池片1包括基体片11、设置在基体片11的顶表面上的多个副栅线13和分别设置在基体片11的顶表面的顶表面主栅线121、设置在基体片11底表面的底表面主栅线122。太阳能电池片1例如可以为双面异质结太阳能电池片，在这种情况下基体片11的底表面上也设置有副栅线，并且基体片11的底表面上设置的副栅线可以与顶表面上设置的副栅线的结构相同或相似。也就是说，基体片11的底表面上也可以设置第一副栅线和第二副栅线，第一副栅线和第二副栅线在基体片11的底表面上形成为网格结构。
基体片11具有两个纵向边缘——第一纵向边缘111、第二纵向边缘112，以及两个横向边缘(第一横向边缘113)——第一横向边缘113、第二横向边缘114。副栅线13包括多个第一副栅线131和多个第二副栅线132，其中每一个第一副栅线131在基体片11的顶表面上沿横向方向从第一纵向边缘111连续地延伸到第二纵向边缘112；每一个第二副栅线132在基体片11的顶表面上沿纵向方向从第一横向边缘113连续延伸到第二横向边缘114。
两个主栅线分别设置在基体片11的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸，并且顶表面主栅线121和多个副栅线13中的部分副栅线13接触。由于图1示出的是太阳能电池片1的顶表面示意图，底表面主栅线122在图中是不可见的，因而底表面主栅线122的靠近第一纵向边缘111的轮廓线用虚线示出。
从图1中可以看到，多个第一副栅线131和多个第二副栅线132交叉设置从而形成网格结构。这样的设置能够允许太阳能电池片1以最优路径收集电流，避免电流在副栅线13内运动路径过长，从而能够减小电流损失。例如，若某一第一副栅线131受损而断开了，那么该第一副栅线131内所收集的电流能够通过和该第一副栅线131接触的第二副栅线132流出，直至汇集到主栅线处。
参考图1，基体片11为一大致矩形，但在第一纵向边缘111的两个端部处设置有倒角115，顶表面主栅线121连接在两个倒角115之间。需要说明的是，本文所提到的“从基体片的两个纵向边缘中的一个纵向边缘连续地延伸到另一个纵向边缘”中的“纵向边缘”也可以包括倒角处的边缘；本文所提到的“从基体片的两个横向边缘中的一个横向边缘连续地延伸到另一个横向边缘”中的“横向边缘”也可以包括倒角处的边缘；
继续参考图1，可以看到各个主栅线的宽度明显大于各个副栅线的宽度。并且，在本实施方式中，每个副栅线13在其延伸方向上的各个位置处具有相等的宽度，各个副栅线13彼此间的宽度也相等。每一个主栅线在其延伸方向上的各个位置处也具有相等的宽度，且顶表面主栅线121的宽度和底表面主栅线122的宽度相等。本文所提到的各个栅线的宽度指的是该栅线在垂直于该栅线的延伸方向且平行于基体片11顶表面的方向上的尺寸，例如，第一副栅线131的宽度为其各自在纵向方向上的尺寸；第二副栅线132、顶表面主栅线121和底表面主栅线122的宽度为其各自在横向方向上的尺寸。
图2示出了根据本发明的第二实施方式的太阳能电池片2。图2中所示的太阳能电池片2与图1中所示的太阳能电池片1的结构类似，为了简化，对于本实施方式的和图1中所示的太阳能电池片1的一些相同或相似的结构，便不再详细描述。
在图2中所示的实施方式中，各个第一副栅线231在基体片21的顶表面上从第一纵向边缘211连续延伸到第二纵向边缘212，各个第二副栅线232、顶表面主栅线221以及底表面主栅线222在基体片21的相应表面上从第一横向边缘213连续延伸到第二横向边缘214。
第一副栅线231又包括普通第一副栅线2312和加宽第一副栅线2311，加宽第一副栅线2311的宽度为普通第一副栅线2312的宽度的1.2倍-10倍，多个加宽第一副栅线2311间隔设置，并且任意相邻的两个加宽第一副栅线2311之间隔着至少一个普通第一副栅线2312。虽然在图2中相邻的加宽第一副栅线2311中仅隔着一个普通第一副栅线2312，但优选地任意相邻的两个加宽第一副栅线2311之间隔着1-50个普通第一副栅线2312。
同样地，多个第二副栅线232包括多个普通第二副栅线2322和多个加宽第二副栅线2321，加宽第二副栅线2321的宽度为普通第二副栅线2322的宽度的1.2倍-10倍，多个加宽第二副栅线2321间隔设置。虽然在图2中相邻的加宽第二副栅线2321中仅隔着一个普通第二副栅线2322，但优选地任意相邻的两个加宽第二副栅线2321之间隔着1-50个普通第二副栅线2322。
加宽的副栅线23的电阻较低，因而更利于电流的输送，所以在太阳能电池片2内被收集的电流会更容易通过加宽的副栅线23流动。所以，加宽的副栅线23的设置使得在收集电流的关键位置处使栅线具有较小的电阻，以便于将电流引至这些具有较小电阻的位置处、促进电流流动和电流收集。
优选地，第一副栅线231和第二副栅线232的相交区域中的部分相交区域设置有点状导电结构24，点状导电结构24的纵向尺寸大于第二副栅线232的宽度，点状导电结构24的横向尺寸大于第一副栅线231的宽度。点状导电结构24处的电阻小于在此处相交的第一副栅线231和第二副栅线232，因而此处便于电流的流动，便于将电流从第一副栅线231引导至第二副栅线232，或从第二副栅线232引导至第一副栅线231。虽然在图2中所示的点状导电结构24为大致矩形，但在其他未示出的实施方式中点状导电结构可以形成为圆点形或其他形状。
并且，作为替代，第一副栅线也可以为断续设置的栅线结构，第二副栅线也可以为断续设置的栅线结构。
图3示出了根据本发明的第三实施方式的太阳能电池片3。不同于第二实施方式的太阳能电池片2，本实施方式的太阳能电池片3上的栅线自身可能具有渐变或突变的宽度。
例如，两个主栅线中的至少一个主栅线在其延伸方向上具有渐变的宽度。在本实施方式中，参考图3，沿基体片31的第一纵向边缘311延伸的顶表面主栅线321在自第二横向边缘314至中间位置、第一横向边缘313至中间位置的方向上其宽度逐渐加宽；沿基体片31的第二纵向边缘312延伸的底表面主栅线322在自第二横向边缘314至中间位置、第一横向边缘313至中间位置的方向上宽度也逐渐加宽。由于多个太阳能电池片3后续可能会以叠瓦方式被叠片成叠瓦组件，而叠瓦组件内相邻的太阳能电池片3的顶表面主栅线321和底表面主栅线322是相互接触的。
并且，在本实施方式中，多个副栅线中的至少部分副栅线为多段式栅线，多段式栅线在其延伸方向上具有依次相连的多个部段，各个部段之间具有不同的宽度。
多段式副栅线中的普通部段的宽度可以等于非多段式副栅线的宽度。
更优选地，继续参考图3，第一副栅线加宽部段3312和第二副栅线加宽部段3322可以集中设置在基体片31的中心位置处，并且第一副栅线加宽部段3312和第二副栅线加宽部段3322彼此可以相互接触。
可以看到，在本实施方式中，可以存在这样的一个或多个栅线：该栅线自身具有渐变的宽度或自身具有不同宽度的多个部段。并且本实施方式还将具有较大宽度的加宽部段设置为彼此相连并位于基体片的中心位置处。这样的设置同样能够实现在收集电流的关键位置处使栅线具有较小的电阻，以便于将电流引至这些具有较小电阻的位置处、促进电流流动和电流收集。
在其他未示出的实施方式中，多个副栅线中的至少部分副栅线在其各自的延伸方向上具有渐变的宽度，并且/或者两个主栅线中的至少一个主栅线为多段式栅线，多段式栅线在其延伸方向上具有依次相连的多个部段，各个部段之间具有不同的宽度。但是，同样需要注意，由于多个太阳能电池片后续可能会以叠瓦方式被叠片成叠瓦组件，而叠瓦组件内相邻的太阳能电池片的顶表面主栅线和底表面主栅线是相互接触的。
图4示出了根据本发明的第四实施方式的太阳能电池片4。图4中所示的太阳能电池片4与图1中所示的太阳能电池片1的结构类似。
图4示出了太阳能电池片4的顶表面示意图，太阳能电池片4包括基体片41、设置在基体片41的顶表面上的多个副栅线43和分别设置在基体片41的顶表面的顶表面主栅线421、设置在基体片41底表面的底表面主栅线422。基体片41的底表面上也可以设置副栅线，并且基体片41的底表面上设置的副栅线可以与本实施方式中所提到的副栅线的结构相同或相似。
基体片41具有两个纵向边缘——第一纵向边缘411、第二纵向边缘412，以及两个横向边缘(第一横向边缘413)——第一横向边缘413、第二横向边缘414。副栅线43包括多个第一副栅线431和多个第二副栅线432，其中每一个第一副栅线431在基体片41的顶表面上沿横向方向从第一纵向边缘411连续地延伸到第二纵向边缘412；每一个第二副栅线432在基体片41的顶表面上沿纵向方向从第一横向边缘413连续延伸到第二横向边缘414。
两个主栅线分别设置在基体片41的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸，并且顶表面主栅线421和多个副栅线43中的部分副栅线43接触。由于图4示出的是太阳能电池片4的顶表面示意图，底表面主栅线422在图中是不可见的，因而底表面主栅线422的靠近第一纵向边缘411的轮廓线用虚线示出。
从图4中可以看到，多个第一副栅线431和多个第二副栅线432交叉设置从而形成网格结构。这样的设置能够允许太阳能电池片4以最优路径收集电流，避免电流在副栅线43内运动路径过长，从而能够减小电流损失。例如，若某一第一副栅线431受损而断开了，那么该第一副栅线431内所收集的电流能够通过和该第一副栅线431接触的第二副栅线432流出，直至汇集到主栅线处。
参考图4，基体片41为较为标准的矩形，其在各个纵向边缘和横向边缘的交界位置处不设置倒角。
图5示出了根据本发明的一个优选实施方式的叠瓦组件100。叠瓦组件100可以包括至少一个电池串，电池串可以由多个图4中所示的太阳能电池片4以叠瓦方式排列而成。
图6中示出了一对相邻的太阳能电池片4的连接方式。为了方便描述，将这一对相邻的太阳能电池片4称为第一太阳能电池片401和第二太阳能电池片402。可以看到，第一太阳能电池片401的底表面主栅线421和第二太阳能电池片402的顶表面主栅线422接触从而实现这两个太阳能电池片4之间的导电连接。正如前文所说，叠瓦组件内相邻的太阳能电池片的顶表面主栅线和底表面主栅线是相互接触的。
图7示出了根据本发明的另一个优选实施方式的叠瓦组件200。叠瓦组件200可以包括至少一个电池串，电池串可以由多个图1中所示的太阳能电池片1以叠瓦方式排列而成，或者，电池串可以由多个图2或图3中所示的太阳能电池片以叠瓦方式排列而成，各个电池片具有倒角。图7中所示的叠瓦组件200的其他结构与图5中所示的叠瓦组件100类似，在此不再赘述。
本发明还提供了一种制造例如图1-图4中的太阳能电池片的方法以及制造例如图5、图7中所示的叠瓦组件的方法，制造叠瓦组件的方法可以包括制造太阳能电池片的方法，在本实施方式中制造太阳能电池片的方法具体地可以为制造异质结太阳能电池片的方法。图8示出了制造叠瓦组件的方法的大致流程。
参考图8，制造叠瓦组件的方法主要包括如下步骤：设置基体片大片；在基体片大片上印刷副栅线和主栅线，副栅线在基体片大片的表面形成为网格；中间处理步骤；将电池片大片裂片形成多个太阳能电池片；后续处理步骤。
其中各项步骤可以具有多种优选设置。例如，设置基体片大片的步骤可以包括：设置基体片大片，使得基体片大片包括连接在一起的多个基体片单元，在电池片大片裂片之后各个基体片单元形成太阳能电池片的基体片，每个基体片单元具有两个纵向边缘和两个横向边缘，设置基体片大片的步骤可以进一步包括如下步骤：设置单晶硅片；制绒、清洗制绒时残留的液体；通入三氯氧磷，在单晶硅片的表面形成PN结；刻蚀、去磷硅玻璃；高温氧化从而在单晶硅片的顶表面和底表面形成二氧化硅层；在二氧化硅层的表面形成氧化铝膜；在氧化铝膜的表面形成氮化硅膜，从而生成基体片大片；在基体片大片的底表面激光开槽。
优选地，设置PN结时使PN结的位置绕开基体片单元之间的交界线。制造电池片大片的步骤还包括在印刷栅线之后的烧结步骤。方法还包括在裂片前的如下步骤：确认电池片大片的正反面是否为预设的面，若结果为否则控制机构控制机械手将电池片大片翻面。
设置副栅线的步骤包括：在基体片大片上印刷多个副栅线，以使得每一个基体片单元上的副栅线包括多个第一副栅线和多个第二副栅线。每一个第一副栅线在基体片单元的顶表面上沿横向方向从基体片单元的两个纵向边缘中的一个纵向边缘连续地延伸到另一个纵向边缘；每一个第二副栅线在基体片单元的顶表面上沿纵向方向从基体片单元的两个横向边缘中的一个横向边缘连续地延伸到另一个横向边缘。多个第一副栅线和多个第二副栅线交叉设置从而形成网格结构。
设置主栅线的步骤包括：在基体片大片上印刷多个主栅线，以使得每一个基体片单元上的主栅线包括两个主栅线，两个主栅线分别设置在基体片单元的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸，并且，设置在基体片单元的顶表面上的主栅线和多个副栅线中的部分副栅线接触。
中间处理步骤例如可以包括烧结、通过光衰炉或者电注入炉，减少电池光致衰减、测试分档等步骤。
将太阳能电池片裂片之后的后续处理步骤可以包括：将各个太阳能电池片以叠瓦方式排列成电池串、组串后并经过串自动排版汇流、胶膜和背板敷设、中检、层压、修边、装框、中间位接线盒、固化、清洗、测试等环节完成叠瓦组件封装。
上述的各个步骤还可以被进一步扩展。例如，在一个完整的制造过程中，可以包括如下步骤：
采用单晶硅片经过表面制绒获得良好的绒面结构，从而实现增大比表面积可以接受更多光子(能量)，同时减少入射光的反射；
清洗制绒时残留的液体，减少酸性和碱性物质对电池制结的影响；
通过三氯氧磷和硅片进行反应，得到磷原子。经过一定时间，磷原子进入硅片的表面层，并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散，形成了N型半导体和P型半导体的交界面；
由于扩散制结在硅片边缘形成了短路通道，PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷原子的区域流到PN结的背面，而造成短路。经过等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除，避免边缘造成短路；
由于扩散制结工序会使硅片表面形成一层磷硅玻璃，通过去磷硅玻璃工序减少对叠瓦电池效率的影响；
刻蚀去磷硅玻璃后的硅片，然后通过一定温度下，通过氧气高温炉对电池片前后表面生产一层二氧化硅层；
然后通过ALD或者PECVD方式层积一层三氧化二铝钝化膜层；
在三氧化二铝薄膜层膜层层积一层氮化硅薄膜，前表面氮化硅是起到减少反射及钝化作用，后氮化硅薄膜起保护三氧化二铝；
镀膜后的硅片背面激光开槽；
经过丝网印刷完成背面和正面印刷，要求印刷图形切割后小片正背面电极在正背面交错位置，然后进行烧结工艺
通过光衰炉或者电注入炉，减少电池池光致衰减
最后电池测试分档。
对于烧结好的整片叠瓦电池片增加在线激光切割划片工序，烧结好的叠瓦电池片进入划片检测位进行外观检查并对OK片进行视觉定位(外观检测不良会自动分流至NG位)，根据在线生产节拍可以自由设置多轨划片机或预设缓存堆栈区，以实现在线连续进料作业。按照切割划片最优效果设定激光器相关参数，以实现较快的切割速度、较窄的切割热影响区和切割线宽、更优的均匀性以及预定的切割深度等。完成自动切割后通过在线激光划片机自动掰片机构完成切割位置处裂片实现叠瓦小电池片自然分离(激光切割面为远离PN结侧，避免PN结受损出现漏电流。需要划片上料前确认电池片正反面方向，若方向相反需增加单独的180°换向装置)；
然后对小片进行互联组串；
组串后并经过串自动排版汇流、胶膜和背板敷设、中检、层压、修边、装框、中间位接线盒、固化、清洗、测试等环节完成叠瓦光伏组件封装。
由于制造基体片大片的步骤可以具有设置PN结、隧穿结或异质结的步骤，那么印刷栅线也可以具有和PN结、隧穿结或异质结相关的优选设置。例如，第一副栅线烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触；并且/或者，第二副栅线烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触；并且/或者，设置在基体片的顶表面的主栅线烧穿PN结、隧穿结或异质结基体片的PN结。再例如，第一副栅线不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层；并且/或者，第二副栅线不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层；并且/或者，设置在基体片的顶表面的主栅线不烧穿PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层。
根据本发明所提供的方案，太阳能电池片的副栅线在基体片的表面呈网格状排布，能够允许太阳能电池片以最优路径收集电流，避免电流在副栅线内运动路径过长，从而能够减小电流损失。
并且，本发明的太阳能电池片的各个栅线可以具有渐变或突变的宽度，以使得在收集电流的关键位置处使栅线具有较小的电阻，以便于将电流引至这些具有较小电阻的位置处、促进电流流动和电流收集。
本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。
Claims (16)
1.一种太阳能电池片，其特征在于，太阳能电池片包括：
基体片，基体片具有两个纵向边缘和两个横向边缘；
多个副栅线，多个副栅线设置在基体片的表面上，多个副栅线包括：
多个第一副栅线，每一个第一副栅线沿横向方向从基体片的两个纵向边缘中的一个纵向边缘延伸到另一个纵向边缘；
多个第二副栅线，每一个第二副栅线沿纵向方向从基体片的两个横向边缘中的一个横向边缘延伸到另一个横向边缘，
其中，多个第一副栅线和多个第二副栅线在基体片的同一表面上交叉设置从而形成网格结构；
两个主栅线，两个主栅线分别设置在基体片的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，多个第一副栅线包括多个普通第一副栅线和多个加宽第一副栅线，加宽第一副栅线的宽度为普通第一副栅线的宽度的1.2倍-10倍，多个加宽第一副栅线间隔设置，并且任意相邻的两个加宽第一副栅线之间隔着1-50个普通第一副栅线；并且/或者
多个第二副栅线包括多个普通第二副栅线和多个加宽第二副栅线，加宽第二副栅线的宽度为普通第二副栅线的宽度的1.2倍-10倍，多个加宽第二副栅线间隔设置，并且任意相邻的两个加宽第二副栅线之间隔着1-50个普通第二副栅线。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，多个副栅线中的至少部分副栅线在其各自的延伸方向上具有渐变的宽度；并且/或者两个主栅线中的至少一个主栅线在其延伸方向上具有渐变的宽度。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，两个主栅线中的至少一个主栅线为多段式栅线，多段式栅线在其延伸方向上具有依次相连的多个部段，各个部段之间具有不同的宽度；并且/或者，多个副栅线中的至少部分副栅线为多段式栅线，多段式栅线在其延伸方向上具有依次相连的多个部段，各个部段之间具有不同的宽度。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，第一副栅线和第二副栅线的相交区域中的部分相交区域设置有点状导电结构，点状导电结构的纵向尺寸大于第二副栅线的宽度，点状导电结构的横向尺寸大于第一副栅线的宽度。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，基体片具有PN结、隧穿结、异质结中的至少一种半导体结，其中太阳能电池片被构造为满足如下至少一者：
第一副栅线为烧穿PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触的连续的或者间断的栅线结构；
第二副栅线为烧穿PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触的连续的或者间断的栅线结构；
设置在基体片的顶表面的主栅线为烧穿PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层并与PN结、隧穿结或异质结形成导电接触的连续的或者间断的栅线结构。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，基体片具有PN结、隧穿结、异质结中的至少一种半导体结，其中太阳能电池片被构造为满足如下至少一者：
第一副栅线为不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层的连续的或者间断的栅线结构；
第二副栅线为不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层的连续的或者间断的栅线结构；
设置在基体片的顶表面的主栅线为不烧穿基体片的PN结、隧穿结或异质结表面的钝化结构层的连续的或者间断的栅线结构。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，每一个第一副栅线沿横向方向从基体片的两个纵向边缘中的一个纵向边缘连续地延伸到另一个纵向边缘；每一个第二副栅线沿纵向方向从基体片的两个横向边缘中的一个横向边缘连续地延伸到另一个横向边缘。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，基体片的纵向边缘和横向边缘的交界位置处具有倒角，主栅线连接在对应的两个倒角之间。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于，太阳能电池片为双面异质结太阳能电池片，基体片的顶表面和底表面上均设置有第一副栅线和第二副栅线。
11.一种叠瓦组件，其特征在于，叠瓦组件包括至少一个电池串，每一个电池串由根据权利要求1-10中任意一项所述的太阳能电池片以叠瓦方式排列而成。
12.一种制造根据权利要求1-10中任意一项所述的太阳能电池片的方法，其特征在于，方法包括制造电池片大片的步骤和将电池片大片裂片成多个太阳能电池片的步骤，制造电池片大片的步骤包括如下步骤：
设置基体片大片，基体片大片包括连接在一起的多个基体片单元，在电池片大片裂片之后各个基体片单元形成太阳能电池片的基体片，每个基体片单元具有两个纵向边缘和两个横向边缘；
在基体片大片上印刷多个副栅线，以使得每一个基体片单元上的副栅线包括：
多个第一副栅线，每一个第一副栅线在基体片单元的表面上沿横向方向从基体片单元的两个纵向边缘中的一个纵向边缘延伸到另一个纵向边缘；
多个第二副栅线，每一个第二副栅线在基体片单元的表面上沿纵向方向从基体片单元的两个横向边缘中的一个横向边缘延伸到另一个横向边缘，
其中，多个第一副栅线和多个第二副栅线交叉设置从而形成网格结构；
在基体片大片上印刷多个主栅线，以使得每一个基体片单元上的主栅线包括两个主栅线，两个主栅线分别设置在基体片单元的顶表面和底表面上并分别沿两个纵向边缘延伸。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括设置PN结的步骤，并且设置PN结时使PN结的位置绕开基体片单元之间的交界线。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，制造电池片大片的步骤还包括在印刷栅线之后的烧结步骤。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，方法还包括在裂片前的如下步骤：确认电池片大片的正反面是否为预设的面，若结果为否则控制机构控制机械手将电池片大片翻面。
16.一种制造叠瓦组件的方法，其特征在于，方法包括：
根据权利要求12-15中任意一项所述的方法制造太阳能电池片；
将多个太阳能电池片以叠瓦方式排列成电池串；
将至少一个电池串固定形成为叠瓦组件。
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|---|---|---|---|---|
| CN116072746A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-05 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 光伏组件、电池片及电极结构 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Application publication date: 20201110 Assignee: TONGWEI SOLAR ENERGY (HEFEI) Co.,Ltd. Assignor: CHENGDU YEFAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023990000264 Denomination of invention: Solar cell sheet, laminated tile assembly and manufacturing method License type: Common License Record date: 20230221 |
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Effective date of registration: 20231130 Address after: 230000 No.888 Changning Avenue, hi tech Zone, Hefei City, Anhui Province Applicant after: TONGWEI SOLAR ENERGY (HEFEI) Co.,Ltd. Address before: No. 505, building 6, Zone D, Tianfu Software Park, No. 599, shijicheng South Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan 610041 Applicant before: CHENGDU YEFAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right |