CN113113498A - 一种perc双面电池片和光伏组件 - Google Patents

一种perc双面电池片和光伏组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种PERC双面电池片，包括背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极；背电极包括呈垂直相交的背极主栅线和背极副栅线；背面钝化层包括开槽区域和空白区域，背极主栅线覆盖空白区域，且空白区域的最小宽度大于背极主栅线的最大宽度；空白区域包括用于设置背极主栅线的第一空白区域和用于设置背电极桥接背极主栅线的第二空白区域。本申请中背极主栅线覆盖在第一空白区域，背电极桥接背极主栅线设置在第二空白区域，空白区域整体面积大，提升双面电池片的承受能力，降低发生隐裂以及碎片的概率，且空白区域的最小宽度大于背极主栅线的最大宽度，可以进一步降低隐裂率和碎片率。本申请还提供一种光伏组件。

Description

一种PERC双面电池片和光伏组件
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种PERC双面电池片和光伏组件。
背景技术
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和背面)电池片的背面是局部接触，利用激光在硅片的背面局部激光开槽，以去除硅片背面局部的钝化膜，以便铝浆与硅片表面形成良好的欧姆接触，导出光生载流子。
激光开槽的深度与面积以及开槽的图形的设计都对硅片表面造成不同程度的损伤，继而会影响电池片的抗机械载荷的能力。目前，PERC电池片背面激光开槽后的示意图如图1所示，钝化层与背极主栅线对应的局部区域被激光开出槽孔，只有对应背电极的区域17是没有开槽的空白区域，在平行背极主栅线方向上的两个对应背电极的区域17之间也是被激光开槽的，如图1中B区域，激光开槽会产生一定的损伤，进而导致在光伏组件制作过程中，背极主栅焊接时，电池片容易发生隐裂，随着硅片的尺寸越来越大，厚度越来越薄，电池片发生隐裂的概率以及碎片的概率上升。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种PERC双面电池片和光伏组件，以降低PERC双面电池片的隐裂率和碎片率，提升光伏组件的抗机械荷载性能。
为解决上述技术问题，本申请提供一种PERC双面电池片，包括：背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极；
所述背电极包括呈垂直相交的背极主栅线和背极副栅线；
所述背面钝化层包括开槽区域和空白区域，所述背极主栅线覆盖所述空白区域，且所述空白区域的最小宽度大于所述背极主栅线的最大宽度；所述空白区域包括用于设置所述背极主栅线的第一空白区域，和用于设置所述背电极桥接所述背极主栅线的第二空白区域，所述第一空白区域和所述第二空白区域连通。
可选的，PERC双面电池片中，所述开槽区域包括多条平行分布的槽线，每条所述槽线包括多个槽段，所述背极副栅线覆盖所述槽线。
可选的，PERC双面电池片中，所述槽段由单个激光光斑形成，所述单个激光光斑的形状为圆形、正方形或不规则图形。
可选的，PERC双面电池片中，所述槽段为线段，所述线段由两个以上的激光光斑组成，相邻的所述激光光斑之间相切或者相离。
可选的，PERC双面电池片中，所述激光光斑的直径为30μm，激光开槽能量的输出比例是50％。
可选的，PERC双面电池片中，所述背面钝化层还包括用于划片的预留划片区域。
可选的，PERC双面电池片中，所述背面钝化层为氧化铝层、氮氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层任意组合形成的复合层。
可选的，PERC双面电池片中，所述正面钝化层为氮氧化硅层、氮化硅层中的任一种或氮氧化硅层和氮化硅层的复合层。
本申请还提供一种光伏组件，所述光伏组件包括由下至上依次层叠的第一基板、第一胶膜层、电池层、第二胶膜层、第二基板，所述电池层包括多片上述任一种所述的PERC双面电池片。
本申请所提供的一种PERC双面电池片，包括：背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极；所述背电极包括呈垂直相交的背极主栅线和背极副栅线；所述背面钝化层包括开槽区域和空白区域，所述背极主栅线覆盖所述空白区域，且所述空白区域的最小宽度大于所述背极主栅线的最大宽度；所述空白区域包括用于设置所述背极主栅线的第一空白区域，和用于设置所述背电极桥接所述背极主栅线的第二空白区域，所述第一空白区域和所述第二空白区域连通。
可见，本申请中的PERC双面电池片包括背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极，背面钝化层包括开槽区域和空白区域，背极主栅线设置在第一空白区域，背电极桥接背极主栅线设置在第二空白区域，空白区域是背面钝化层没有被激光开槽的区域，也即空白区域不会被激光损伤，且背电极桥接背极主栅线的区域也是没有被激光损伤的区域，空白区域面积大，提升双面电池片焊接背极主栅线时的承受能力，降低发生隐裂的概率以及碎片的概率，并且空白区域的最小宽度大于背极主栅线的最大宽度，可以保证与背极主栅线对应的区域完全没有被激光损伤，可以进一步降低背极主栅线焊接时发生隐裂的概率以及碎片的概率。
此外，本申请还提供一种光伏组件。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中PERC双面电池片背面钝化层的俯视示意图；
图2为本申请实施例所提供的PERC双面电池片的结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的PERC双面电池片背面钝化层的俯视示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种槽段的局部放大示意图；
图5为本申请实施例所提供的光伏组件结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，目前PERC电池片背面钝化层与主栅线对应的局部区域被激光开出槽孔，激光开槽会产生一定的损伤，进而导致在光伏组件制作过程中，主栅焊接时，电池片容易发生隐裂，随着硅片的尺寸越来越大，厚度越来越薄，电池片发生隐裂的概率以及碎片的概率上升。
有鉴于此，本申请提供了一种PERC双面电池片，请参考图2和图3，图2为本申请实施例所提供的PERC双面电池片的结构示意图，图3为本申请实施例所提供的PERC双面电池片背面钝化层的俯视示意图，PERC双面电池片包括：背电极11、背面钝化层8、硅片1、发射极层6、正面钝化层7和正电极10；
所述背电极11包括呈垂直相交的背极主栅线和背极副栅线；
所述背面钝化层8包括开槽区域和空白区域，所述背极主栅线覆盖所述空白区域，且所述空白区域的最小宽度大于所述背极主栅线的最大宽度；
所述空白区域包括用于设置所述背极主栅线的第一空白区域3，和用于设置所述背电极桥接所述背极主栅线的第二空白区域4，所述第一空白区域3和所述第二空白区域4连通。第二空白区域4的宽度大于背电极桥接背极主栅线的实际宽度。
空白区域可以显著降低激光开槽引入的热应力，降低对硅片1的损伤，所以可以有效降低背极主栅线焊接时发生隐裂以及碎片的概率；进一步的，空白区域的最小宽度大于背极主栅线的最大宽度的目的是，保证与背极主栅线对应的区域完全不被激光损伤，进一步降低隐裂率和碎片率。
所述开槽区域包括多条平行分布的槽线，每条所述槽线包括多个槽段2，所述背极副栅线覆盖所述槽线。
本申请中对槽线的数量不做具体限定，槽线的数量一般在100～200根，具体数值视情况而定。同理，本申请中对每条槽线中的槽段2的数量也不做具体限定，可自行设置。相邻两根槽线的间距相等，同一槽线内的槽段间距相等。槽线是由激光形成的，激光开槽能量的输出比例是25％～75％；槽线的面积占整个硅片1背面面积的比例为0.3％～2％。
作为一种可实施的方式，所述槽段2由单个激光光斑形成，所述单个激光光斑的形状为圆形、正方形或不规则图形。也即，槽段的形状与单个激光光斑的形成相同。
作为另一种可实施的方式，所述槽段2为线段，所述线段由两个以上的激光光斑组成，相邻的所述激光光斑之间相切或者相离。组成线段的激光光斑的形状包括但不限于圆形、正方形或者不规则图形。当槽段2由多个圆形形成时，图3中圆圈A部分槽段2的局部放大示意图如图4所示。光斑的直径在15-50μm，激光开槽能量的输出比例在25％-75％，具体的，所述激光光斑的直径可以为30μm，激光开槽能量的输出比例可以是50％。需要强调的是，相邻的激光光斑之间不能重叠。
一般的，PERC双面电池片的背极主栅线的数量在5至15根，具体数量视情况而定。
本申请中对硅片1的种类不做具体限定，可自行设置。例如，硅片1可以为N型硅片或者P型硅片。对应的，当硅片1为N型硅片时，发射极层6为P型发射极层6；当硅片1为P型硅片时，发射极层6为N型发射极层6。
本申请中对正面钝化层7也不做具体限定，视情况而定。例如，正面钝化层7可以为氮氧化硅层、氮化硅层中的任一种或氮氧化硅层和氮化硅层的复合层。
本申请中的PERC双面电池片包括背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极，背面钝化层包括开槽区域和空白区域，背极主栅线设置在第一空白区域，背电极桥接背极主栅线设置在第二空白区域，空白区域是背面钝化层没有被激光开槽的区域，也即空白区域不会被激光损伤，且背电极桥接背极主栅线的区域也是没有被激光损伤的区域，空白区域面积大，提升双面电池片焊接背极主栅线时的承受能力，降低发生隐裂的概率以及碎片的概率，并且空白区域的最小宽度大于背极主栅线的最大宽度，可以保证与背极主栅线对应的区域完全没有被激光损伤，可以进一步降低背极主栅线焊接时发生隐裂的概率以及碎片的概率。
为了获得小片的PERC双面电池片，在本申请的一个实施例中，所述背面钝化层还包括用于划片的预留划片区域5。
预留划片区域5即没有被激光开槽的区域，本申请中对预留划片区域5的数量不做具体限定，根据需要获得的PERC双面电池片小片数量而定，例如，所述预留划片区域5的数量为1至3个。例如，当预留划片区域的数量为1时，一个PERC双面电池片经过激光划片后，得到两片PERC双面电池片小片。预留划片区域5的宽度范围是0.8mm～4mm。
预留划片区域5的宽度变宽，可以显著消除激光划片引入的热应力而导致的电池片碎片或隐裂状况，降低光伏组件返修率，改善光伏组件的抗机械载荷性能，提高光伏组件生产效率，降低生产成本。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述背面钝化层8为氧化铝层、氮氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层任意组合形成的复合层。也即，背面钝化层8可以为氧化铝层、氮氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层中的任意两种或者任意三种叠加形成的复合层，或者氧化铝层、氮氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层全部叠加在一起形成的复合层。当背面钝化层8为复合层时，相较于采用单层的背面钝化层，复合层结构的背面钝化层的钝化效果更优，可以提升PERC双面电池片的效率。其中，单层的背面钝化层为氧化铝层。
下面以一具体情况对PERC双面电池片进行介绍。PERC双面电池片槽线的数量为140根，槽线的面积占硅片背面面积的0.9％，槽段的形状为线段，线段是由多个圆形激光光斑形成的，激光光斑的直径为30μm，相邻激光光斑之间是相切的，激光开槽能量的输出比例是50％。第一空白区域的宽度为1.8mm，背极主栅线的实际宽度为1.5mm，背极主栅线的个数是9；第二空白区域4的宽度为3mm，背电极桥接背极主栅线的实际宽度为2.4mm；预留划片区域的个数是1，预留划片区域的宽度是2mm。
本申请还提供一种光伏组件，请参见图5，图5为本申请实施例所提供的一种光伏组件的结构示意图，光伏组件包括：
由下至上依次层叠的第一基板12、第一胶膜层13、电池层14、第二胶膜层15、第二基板9，所述电池层14包括多片上述任一实施例所述的PERC双面电池片。
本申请中对第一胶膜层13和第二胶膜层15的种类不做具体限定，可自行设置。例如，所述第一胶膜层13、所述第二胶膜层15为EVA(Ethylene Viny Acetate，乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜层；或者第一胶膜层13、第二胶膜层15为抗隐裂胶膜层。
第一基板12可以为有机玻璃基板或者为钢化玻璃基板。
优选地，所述第二基板9为超白压花玻璃基板，超白压花玻璃基板的透光率高，反射率低，从而增加太阳光线利用率，增强光伏组件的效率。
本申请光伏组件中的PERC双面电池片括背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极，背面钝化层包括开槽区域和空白区域，背极主栅线设置在第一空白区域，背电极桥接背极主栅线设置在第二空白区域，空白区域是背面钝化层没有被激光开槽的区域，也即空白区域不会被激光损伤，且背电极桥接背极主栅线的区域也是没有被激光损伤的区域，空白区域面积大，提升双面电池片焊接背极主栅线时的承受能力，降低发生隐裂的概率以及碎片的概率，并且空白区域的最小宽度大于背极主栅线的最大宽度，可以保证与背极主栅线对应的区域完全没有被激光损伤，可以进一步降低背极主栅线焊接时发生隐裂的概率以及碎片的概率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的一种PERC双面电池片和光伏组件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种PERC双面电池片，其特征在于，包括：背电极、背面钝化层、硅片、发射极层、正面钝化层和正电极；
所述背电极包括呈垂直相交的背极主栅线和背极副栅线；
所述背面钝化层包括开槽区域和空白区域，所述背极主栅线覆盖所述空白区域，且所述空白区域的最小宽度大于所述背极主栅线的最大宽度；
所述空白区域包括用于设置所述背极主栅线的第一空白区域，和用于设置所述背电极桥接所述背极主栅线的第二空白区域，所述第一空白区域和所述第二空白区域连通。
2.如权利要求1所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述开槽区域包括多条平行分布的槽线，每条所述槽线包括多个槽段，所述背极副栅线覆盖所述槽线。
3.如权利要求2所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述槽段由单个激光光斑形成，所述单个激光光斑的形状为圆形、正方形或不规则图形。
4.如权利要求2所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述槽段为线段，所述线段由两个以上的激光光斑组成，相邻的所述激光光斑之间相切或者相离。
5.如权利要求2所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述激光光斑的直径为30μm，激光开槽能量的输出比例是50％。
6.如权利要求1所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述背面钝化层还包括用于划片的预留划片区域。
7.如权利要求1至6任一项所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述背面钝化层为氧化铝层、氮氧化硅层、氮化硅层、氧化硅层任意组合形成的复合层。
8.如权利要求7所述的PERC双面电池片，其特征在于，所述正面钝化层为氮氧化硅层、氮化硅层中的任一种或氮氧化硅层和氮化硅层的复合层。
9.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括由下至上依次层叠的第一基板、第一胶膜层、电池层、第二胶膜层、第二基板，所述电池层包括多片如权利要求1至8任一项所述的PERC双面电池片。
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