CN112397607A - 一种硅基柔性电池及其模组的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅基柔性电池及其模组的制作方法，所述硅基柔性电池在制绒清洗前用激光预切割形成网格状凹槽，之后经过制绒清洗等工序制作成电池；制作模组时，将电池分裂成小方块电池后进行扩片，使得每个小方块电池之间形成一定的间隙，之后在电池背面贴上导电金属箔进行固定，正面采用焊带进行串联焊接。本发明在制绒清洗前用激光预切割硅片形成凹槽，与成品电池再激光切割对比，激光凹槽缺陷可以被制绒清洗等工序修复，制作模组时，电池裂成多个小方块电池，且每个小方块电池之间保持一定的间隙，模组弯曲时小方块电池之间有足够的弯曲拉伸空间，使得硅基电池模组可以实现柔性卷曲。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅基柔性电池及其模组的制作方法。
背景技术
目前硅基太阳能电池一般都采用玻璃封装成模组，无法实现柔性弯曲的功能，部分厂商也尝试采用柔性前板、柔性背板材料直接封装硅基太阳能电池，但是弯曲程度有限，且很容易引起硅片破片，只能实现半柔性的功能。
柔性模组与玻璃刚性模组对比，柔性模组具有重量轻、安装成本低、应用范围更广等优点。目前的柔性太阳能电池主要有非晶硅柔性太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜柔性太阳能电池，非晶硅柔性太阳能电池效率明显偏低，目前最高效率不超过10％，商业应用非常有限，以美国United solar为代表的非晶硅柔性电池厂家在几年前就已经宣布破产。铜铟镓硒(CIGS)薄膜柔性太阳能电池生产成本非常高昂，是目前硅基太阳能电池的两倍以上成本，目前也无法得到很好的推广。
然而硅基太阳能电池经过多年的发展，成本下降显著，目前部分光伏企业采用玻璃封装的刚性模组已经宣布可以实现平价上网，但是硅片本身易碎，特别是当硅片尺寸比较大时，弯曲后很容易破碎，所以一直无法封装成真正意义上可弯曲的柔性模组。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种硅基柔性电池及其模组的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种硅基柔性电池的制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
提供硅片；
在硅片的其中一面用激光预切割形成网格状凹槽；
经过制绒清洗，去除硅片表面激光凹槽、机械损伤等缺陷，形成金字塔绒面；
采用常规钝化及掺杂技术，在硅片表面形成钝化层及掺杂层；
在硅片表面形成金属电极。
进一步的，所述硅片为N型单晶硅片、P型单晶硅片、N型多晶硅片或P型多晶硅片中的一种。
进一步的，所述激光预切割形成的网格状凹槽网格长度、宽度为1-15mm，凹槽深度为20-100um。
进一步的，所述常规钝化及掺杂技术为硅基异质结、PERC、PERL、PERT或TOPCOM中至少一种钝化掺杂技术。
进一步的，所述金属电极采用丝网印刷金属浆料或电镀方式形成。
一种所述硅基柔性电池模组的制作方法，所述方法包括如下步骤：
提供硅基柔性电池；
在电池正背面贴上转移用的静电膜，采用裂片机将电池沿着激光凹槽裂成小方块电池；
拉伸静电膜，使得小方块电池之间产生一定的间隙；
去除电池背面静电膜，用带导电胶金属箔贴在电池背面，将电池背面电极连接在一起；
去除电池正面静电膜，用低温圆形焊带将电池正面电极连接在一起；
将柔性背板、第一热熔胶、串联焊接后的电池、第二热熔胶、柔性前板依次堆叠，经过高温层压形成柔性模组。
进一步的，所述静电膜表面带胶，所诉正面静电膜的粘接力大于背面静电膜的粘接力。
进一步的，所述小方块电池之间的间隙为0.05-0.5mm。
进一步的，所述金属箔为镀锡铜箔、铜箔、铝箔中的一种。
进一步的，所述低温圆形焊带的直径为0.1-0.3mm，所述焊带表面镀SnBi、SnBiAg、SnIn、SnPb、SnBiPb等合金中至少一种，厚度为5-20um，合金熔点小于150℃。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明在制绒清洗前用激光预切割硅片形成凹槽，与成品电池再激光切割对比，激光凹槽缺陷可以被制绒清洗等工序修复；制作模组时，电池裂成多个小方块电池，且每个小方块电池之间保持一定的间隙，模组弯曲时小方块电池之间有足够的弯曲拉伸空间，使得硅基电池模组可以实现柔性卷曲。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例激光预切割形成网格状凹槽图案；
图2为本发明实施例形成栅线后的硅基异质结侧面结构示意图；
图3为本发明实施例形成栅线后的硅基异质结正面结构示意图；
图4为本发明实施例裂成小方块并拉伸使得小方块电池之间产生一定间隙后的结构示意图；
图5为本发明实施例背面用带导电胶金属箔贴在电池背面，将电池背面电极连接在一起的背面结构示意图；
图6为本发明实施例用低温圆形焊带将电池正面电极连接在一起的正面示意图；
图7为本发明实施例用低温圆形焊带将电池正面电极连接在一起侧面结构示意图；
图8为本发明实施例用层压成模组后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
实施例
如图1所示，一种硅基柔性电池的制作方法，提供N型单晶硅片10，在硅片10的其中一面用激光预切割形成网格状凹槽11，所诉网格状凹槽11长度L为2mm，宽度W为2mm，深度为60um；如图2所示，采用硅基异质结工艺流程，将硅片10经过制绒清洗，去除硅片10表面激光凹槽11、机械损伤等缺陷，形成金字塔绒面；通过PECVD化学气相沉积技术，在硅片10的双面沉积本征非晶硅钝化层12，正面形成N型掺杂非晶硅层14N、背面形成P型掺杂非晶硅层15P或正面形成P型掺杂非晶硅层14P、背面形成N型掺杂非晶硅层15N；通过PVD物理气相沉积技术，在硅片10的正背面沉积透明导电膜ITO层16；如图2、图3所示，在硅片10的正面丝网印刷银浆形成正面栅线电极17，背面丝网印刷银浆形成背面栅线电极18；N面为正面的异质结电池为10N，P面为正面的异质结电池为10P。
一种所述硅基柔性电池模组的制作方法，提供以上异质结电池10N/10P，在电池10N/10P正背面贴上转移用的静电膜，采用裂片机将电池沿着激光凹槽11裂成小方块电池；拉伸静电膜，如图4所示，使得小方块电池之间产生一定的间隙13，所诉间隙13宽度为0.1mm；分别去除一片电池10N及一片电池10P的背面静电膜，如图5所示，用带导电胶铜箔20贴在相邻电池10N及10P背面，将电池10N/10P背面电极连接在一起；去除相邻电池10N/10P正面静电膜，如图6、图7所示，用低温圆形焊带30将电池10N/10P正面电极连接在一起，所诉圆形焊带直径为0.2mm，所诉焊带表面镀有20um厚度的SnBiAg合金层，所诉SnBiAg合金层的熔点为130℃；如图8所示，将柔性背板40、第一热熔胶50、背面贴导电铜箔20正面焊接低温圆形焊带30的电池10N/10P、第二热熔胶60、柔性前板70依次堆叠，经过155℃高温层压后形成柔性模组。
本发明在制绒清洗前用激光预切割硅片形成凹槽，与成品电池再激光切割对比，激光凹槽缺陷可以被制绒清洗等工序修复。制作模组时，电池裂成多个小方块电池，且每个小方块电池之间保持一定的间隙，模组弯曲时小方块电池之间有足够的弯曲拉伸空间，使得硅基电池模组可以实现柔性卷曲。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅基柔性电池的制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
提供硅片；
在硅片的其中一面用激光预切割形成网格状凹槽；
经过制绒清洗，去除硅片表面激光凹槽、机械损伤等缺陷，形成金字塔绒面；
采用常规钝化及掺杂技术，在硅片表面形成钝化层及掺杂层；
在硅片表面形成金属电极。
2.根据权利要求1所述一种硅基柔性电池的制作方法，其特征在于：所述硅片为N型单晶硅片、P型单晶硅片、N型多晶硅片或P型多晶硅片中的一种。
3.根据权利要求1所述一种硅基柔性电池的制作方法，其特征在于：所述激光预切割形成的网格状凹槽网格长度、宽度为1-15mm，凹槽深度为20-100um。
4.根据权利要求1所述一种硅基柔性电池的制作方法，其特征在于：所述常规钝化及掺杂技术为硅基异质结、PERC、PERL、PERT或TOPCOM中至少一种钝化掺杂技术。
5.根据权利要求1所述一种硅基柔性电池的制作方法，其特征在于：所述金属电极采用丝网印刷金属浆料或电镀方式形成。
6.一种权利要求1所述硅基柔性电池模组的制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
提供硅基柔性电池；
在电池正背面贴上转移用的静电膜，采用裂片机将电池沿着激光凹槽裂成小方块电池；
拉伸静电膜，使得小方块电池之间产生一定的间隙；
去除电池背面静电膜，用带导电胶金属箔贴在电池背面，将电池背面电极连接在一起；
去除电池正面静电膜，用低温圆形焊带将电池正面电极连接在一起；
将柔性背板、第一热熔胶、串联焊接后的电池、第二热熔胶、柔性前板依次堆叠，经过高温层压形成柔性模组。
7.根据权利要求6所述一种硅基柔性电池模组的制作方法，其特征在于：所述静电膜表面带胶，所诉正面静电膜的粘接力大于背面静电膜的粘接力。
8.根据权利要求6所述一种硅基柔性电池模组的制作方法，其特征在于：所述小方块电池之间的间隙为0.05-0.5mm。
9.根据权利要求6所述一种硅基柔性电池模组的制作方法，其特征在于：所述金属箔为镀锡铜箔、铜箔、铝箔中的一种。
10.根据权利要求6所述一种硅基柔性电池模组的制作方法，其特征在于：所述低温圆形焊带的直径为0.1-0.3mm，所述焊带表面镀SnBi、SnBiAg、SnIn、SnPb、SnBiPb等合金中至少一种，厚度为5-20um，合金熔点小于150℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210223 |