CN113140647A - 异质结太阳能电池片、光伏组件及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种异质结太阳能电池片、光伏组件及制造方法。异质结太阳能电池片包括基体片和独立于基体片成形并用于传输载流子的多个金属丝。多个金属丝嵌入基体片上的副栅线，以通过构成副栅线的导电浆料的固化作用被固定在基体片的表面上。根据本发明，金属丝独立于基体片成形，因而金属丝能够被充分做细，或者可以对金属丝赋予一些其他的更为复杂的结构，使得金属丝既能够更高效地传输载流子，又具有更轻的重量和更少的材质消耗；并且，本发明能够省略额外的粘结剂，这样的设置能够简化工艺步骤、提高生产效率、节约原料；并且副栅线与TCO膜层具有粗糙的嵌合界面，使得金属丝被强力附着在基体片的表面上。

Description

异质结太阳能电池片、光伏组件及制造方法
技术领域
本发明涉及能源领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池片、光伏组件及制造方法。
背景技术
气候是人类生存环境的重要因素之一，也是人类生产生活的重要资源。随着人类生存活动规模的扩大，人类活动对气候变化也产生了越来越大的影响。随着化石能源的消耗殆尽，产生了气候影响，尤其是温室气体排放给全球人类可持续健康发展带来了严重影响。
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。
半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，近年全球加大绿色能源的开发和利用。在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，光伏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，光伏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。
市场上的太阳能电池通过设置PN结从而对太阳入射光进行光电转换实现发电，早期BSF电池由于背表面的金属铝膜层中的复合存在，导致电池转换效率只能达到19％左右。通过电池背表面设置介质膜钝化，采用局域金属接触，大大降低背表面复合速度，同时提升了背表面的光反射，形成PERC结构电池。在此技术的基础上，科研人员进一步思考如何提高钝化效果，研发出异质结电池。为了解决激光切割热敏问题，研制出了半片异质结电池。通过胶粘互联叠片方式形成高品占比、高转换效率的异质结光伏组件。
但是当前的异质结电池自身以及其生产工艺中存在一些缺陷。例如，异质结电池热敏效果明显，通过激光切割后效率损失严重，约0.4～0.5％；异质结电池用焊接工艺连接，高温破坏了异质结电池非晶硅层结构，严重影响钝化效果；异质结电池低温浆料单耗200～400mg/片，成本高昂；进一步缩减银浆耗量后，增加了串焊机铺设金属焊接精度，导致工艺难度增大；异质结电池片厚度150～180um，无明显成本优势薄硅片应用对于焊接工艺表现不友好，过程碎片率高，良品率低，户外应用隐裂率增大；异质结电池组件屏占比高，转换效率受限；除采用叠瓦工艺外，目前片间连接隐裂问题无法规避，生产良率低；异质结电池成品后做片内汇流加强处理，需增加加工工序，工艺变复杂。
其中，异质结太阳能电池组件中通常需要设置焊带等金属条状结构，植入焊带的工艺环节存在如下缺陷：焊带植入需通过胶水粘接形成，增加施胶工艺装备；工艺步骤多，工艺复杂且设备成本高；粘接胶水一般采用加热固化或紫外光照射固化，对串焊机使用环境有要求，进一步增加成本；胶水固化需要一定的时间，增加了加工节拍，单位时间内产出受限，同样影响成本；粘接胶水属于化学品，使用过程自身也受环境温湿度影响，增加了胶水性能有效性管理难度；形成胶水连接的产品，若胶水自身出现质量缺陷，进一步将导致组件产品质量问题，具有一定质量风险存在；电池串中物理片间距存在降低封装屏占比，影响组件转换效率的提升。
因而需要提供一种异质结太阳能电池片、光伏组件及制造方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种异质结太阳能电池片、光伏组件及其制造方法。根据本发明，用于传输载流子的金属丝不采用印刷的方式而是独立于基体片成形，因而金属丝能够被充分做细，或者可以对金属丝赋予一些其他的更为复杂的结构，使得金属丝既能够更高效地传输载流子，又具有更轻的重量和更少的材质消耗；并且，金属丝通过形成副栅线的导电浆料被固定在基体片上，省略了额外的粘结剂，这样的设置能够简化工艺步骤、提高生产效率、节约原料，并且栅线结构与TCO膜层具有粗糙的嵌合界面，使得金属丝被强力附着在基体片的表面上。
根据本发明的一个方面，提供了一种异质结太阳能电池片，异质结太阳能电池片包括：
基体片，基体片的表面上设置有副栅线；
独立于基体片成形并用于传输载流子的多个金属丝，多个金属丝通过构成副栅线的导电浆料的固化作用被固定在基体片的表面上并嵌入副栅线。
在一种实施方式中，副栅线为多个，多个副栅线和多个金属丝交叉设置。
在一种实施方式中，异质结太阳能电池片还包括在基体片的表面上并沿基体片的边缘延伸的叠瓦互联部，并且，多个副栅线的延伸方向平行于叠瓦互联部的延伸方向，多个金属丝和叠瓦互联部相连。
在一种实施方式中，叠瓦互联部为连续的完整主栅线或间断排布的多个导电连接点。
在一种实施方式中，
金属丝包括铜基材和包覆铜基材的涂层；或者
金属丝为各个部位材质相同的一体式构件。
在一种实施方式中，基体片包括硅片和设置在硅片上的非晶硅沉积层和TCO膜层，副栅线和金属丝设置在TCO膜层上。
在一种实施方式中，金属丝完全位于基体片的表面内。
在一种实施方式中，异质结太阳能电池片为未裂片过的电池片整片、由电池片整片裂片得到的半片或电池片整片N等分得到的N等分片，N为3-12的整数。
在一种实施方式中，金属丝的截面包括圆形、半圆形、梯形、三角形、椭圆形中的至少一种。
在一种实施方式中，基体片被构造成大致矩形，基体片的长度为160mm-230mm，基体片的宽度为40mm-115mm，基体片的厚度为100μm-170μm。
在一种实施方式中，每一个金属丝的截面的直径为200μm-300μm，相邻的金属丝的间距为3mm-12mm。
在一种实施方式中，副栅线的厚度为20μm-40μm，宽度为30μm-60μm。
根据本发明的另一个方面，提供了一种光伏组件，光伏组件包括电池串，每一个电池串包括多个根据上述方案中任意一项所述的异质结太阳能电池片，所述多个异质结太阳能电池片串联。
在一种实施方式中，每一个异质结太阳能电池片上设置有叠瓦互联部，电池串中的相邻的太阳能电池片以叠瓦方式相连。
在一种实施方式中，光伏组件包括连接在电池串的端部处的汇流带，汇流带包括汇流带主体和在汇流带主体上沿汇流带延伸方向排布的多个导电连接部，多个导电连接部被构造为和位于电池串的端部处的异质结太阳能电池片的叠瓦互联部导电接触。
在一种实施方式中，异质结太阳能电池片的表面上设置有叠瓦互联部，并且，每一个电池串的首端设置有连接片，连接片不同于该电池串内的异质结太阳能电池片，
并且，光伏组件包括设置在每一个电池串的首端和末端的汇流带，位于电池串首端的汇流带和连接片导电连接，位于电池串末端的汇流带和位于该电池串末端的异质结太阳能电池片的叠瓦互联部导电连接。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造异质结太阳能电池片的所述方法，其特征在于，所述方法包括：
设置基体片；
独立于基体片设置金属丝；
在基体片上印刷导电浆料以形成副栅线；
在基体片上放置金属丝，并通过构成副栅线的导电浆料的固化作用将金属丝固定在基体片上。
在一种实施方式中，在所述方法中，在基体片上印刷导电浆料之后、并在浆料固化之前在基体片上放置金属丝。
在一种实施方式中，在所述方法中，在将金属丝定位在基体片上的预定位置之后，再在基体片上印刷导电浆料。
在一种实施方式中，所述方法包括在基体片上沿其边缘设置叠瓦互联部，使得副栅线的延伸方向和叠瓦互联部的延伸方向平行，并使得金属丝同时接触副栅线和叠瓦互联部。
在一种实施方式中，设置叠瓦互联部的步骤包括：
在基体片上连续地印刷导电浆料以形成完整主栅线；或者
在基体片上断续印刷导电浆料以形成间断排布的多个导电连接点。
在一种实施方式中，设置基体片的步骤包括设置基体片大片的步骤，其中设置基体片大片的步骤包括：设置硅片、对硅片制绒、在硅片上设置非晶硅沉积层和TCO膜层。
在一种实施方式中，独立于基体片设置金属丝的步骤包括设置金属丝坯料的步骤和将金属丝坯料裁切为预定长度的金属丝的步骤，其中，设置金属丝坯料包括：
设置铜基材并在铜基材上涂覆涂层；或者
使用单一材质制造金属丝坯料。
在一种实施方式中，
设置基体片的步骤包括：将基体片设置为大致矩形；
在基体片上印刷导电浆料的步骤包括：沿基体片的长度方向印刷导电浆料；
裁切金属丝坯料的步骤包括：将金属丝坯料裁切为尺寸与基体片的宽度方向相一致的金属丝。
在一种实施方式中，所述方法全程在低温条件下进行。
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示出了本发明的第一实施方式的异质结太阳能电池片的底表面示意图，该异质结太阳能电池片上还未植入金属丝；
图2为图1中的异质结太阳能电池片的顶表面示意图；
图3为图1中的异质结太阳能电池片植入金属丝之后的顶表面示意图；
图4为图3中的A部分放大图；
图5A和图5B对应于图4中的沿B-B面截取的截面图，示出了在一种方法中金属丝植入基体片的表面的过程；
图6A和图6B对应于图4中的沿B-B面截取的截面图，示出了在另一种方法中金属丝植入基体片表面的过程；
图7A和图7B为另外两种实施方式中的金属丝的截面图；
图8示出了两个根据本发明的异质结太阳能电池片互连之后的顶表面示意图；
图9为图8中的C部分的局部放大图；
图10为图9中的沿D-D面截取的截面图；
图11为图8中的两个异质结太阳能电池片和汇流带的示意图；
图12为根据实验获得的对应于不同金属丝的、功率损耗随金属丝之间的距离变化的趋势图。
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。
本发明提供了一种异质结太阳能电池片、光伏组件以及其制造方法。图1-图12示出了根据本发明的一些优选实施方式。
参考图1和图2，在一种优选实施方式中，异质结太阳能电池片100包括基体片1和栅线结构2，基体片1包括硅片、设置在硅片的顶表面和底表面上的非晶硅沉积层和设置在非晶硅沉积层上的TCO膜层。栅线结构2设置在TCO膜层上。图1和图2中所示的栅线结构2包括了副栅线22和叠瓦互联部21，叠瓦互联部21被构造为用于在两个异质结太阳能电池片100以叠瓦方式排列时这两个异质结太阳能电池片的叠瓦互联部21彼此导电接触。在一些实施方式中，叠瓦互联部21可以为连续设置的主栅线结构；在如图2所示的实施方式中，叠瓦互联部21可以为间断设置的多个导电连接点，相邻的导电连接点之间存在间隔23。
参考图3，异质结太阳能电池片100还包括独立于基体片1成形并用于传输载流子的多个金属丝3。多个金属丝3嵌入副栅线22，以通过构成副栅线22的导电浆料的固化作用被固定在基体片1的表面上。在图1-图3中所示的栅线结构2既包括了副栅线22又包括了叠瓦互联部21，多个金属丝3可以同时嵌入构成叠瓦互联部21的导电浆料和构成副栅线22的导电浆料而固定在基体片1上的。
在一个未示出的实施方式中，栅线结构2可以仅包括副栅线22而不包括叠瓦互联部21，在这样的实施方式中，多个金属丝3嵌入构成副栅线22的导电浆料而固定在基体片1上。
继续参考图3，在本实施方式中，异质结太阳能电池片100为矩形片，副栅线22和叠瓦互联部21均沿矩形片的长度方向延伸，其中叠瓦互联部21包括沿矩形片的一个边缘间断设置的多个导电连接点。多个金属丝3沿矩形片的宽度方向延伸，多个金属丝3和多个副栅线22交叉设置，并且多个金属丝3和叠瓦互联部21相连。多个金属丝3将副栅线22和叠瓦互联部21导电连接起来，从而能够将载流子从副栅线22传递至叠瓦互联部21。
在一些未示出的实施方式中，可以仅在异质结太阳能电池片100的顶表面上设置如图3所示栅线结构2和金属丝3，而在底表面上设置背电场。
由于本发明是通过构成栅线结构2的导电浆料将金属丝3固定在基体片1上的，因而本发明的异质结太阳能电池片100可以不设置粘结剂。或者，在构成栅线的导电浆料将金属丝3固化的基础上，也可以额外设置粘结剂。需要说明的是，本文所提到的“粘结剂”指的是主要作用是用于粘合的部件，例如传统意义上的导电胶和非导电胶。由导电浆料构成的栅线不应当被认为是“粘结剂”。
图5B和图6B分别给出了以两种方式将金属丝3嵌入构成栅线的导电浆料的形态示意图。
首先参考图5A和图5B，加工异质结太阳能电池片100时，可以先在基体片1上印刷出栅线结构2，例如印刷出副栅线22，在副栅线22低温固化之前植入金属丝3，使得金属丝3嵌入构成副栅线22的导电浆料内；之后将异质结太阳能电池片100放入隧道式烘箱中加热固化，最终低温导电浆料与TCO膜层及金属丝3形成一体式固化连接结构，并能够达到一定的体积电阻率要求、拉力要求及硬度要求等。
图6A和图6B示出了图5A-图5B所示实施方式的一种替代实施方式。参考图6A和图6B，在加工异质结太阳能电池片100时，可以先将金属丝3定位在基体片1上的预定位置处，此时可以采用少量粘结剂实现金属丝3在基体片1上的定位，或者不使用粘结剂，而采用机械手按压保持的方式将金属丝3定位在基体片1的预定位置处；之后，再在基体片1上印刷出栅线结构2，例如印刷出副栅线22，副栅线22会沿基体片1的长度方向覆盖金属丝3；之后将异质结太阳能电池片100放入隧道式烘箱中加热固化，使得副栅线22稳定地覆盖金属丝3，金属丝3嵌入在副栅线22内，低温导电浆料与TCO膜层及金属丝3形成一体式固化连接结构，并能够达到一定的体积电阻率要求、拉力要求及硬度要求等。此外，金属丝3嵌入在副栅线22内的深度并不限于图5A-图5B所示的情形，在部分情况下，金属丝3在厚度方向穿透副栅线22与TCO膜层直接接触，形成金属丝3嵌入副栅线22和TCO膜层的结构(未图示)。
烘干固化后的金属丝3与构成副栅线22的低温导电浆料、以及TCO膜层之间在各自的界面处形成一体式固化连接结构，即金属丝3在垂直基体片1的表面的方向上至少部分嵌入由低温导电浆料形成的副栅线22，副栅线22与TCO膜层具有粗糙的嵌合界面，成品硅异质结电池表面附着固化的金属丝3。
图5A-图6B所示的金属丝3的截面为圆形，且金属丝3为均匀的单一材质制成。在其他未示出的实施方式中，金属丝3可以具有其他的截面形状和其他的组分。例如，图7A所示的金属丝31，截面为圆形，其由铜基材311和包覆铜基材311的无铅涂层312构成；图7B所示的金属丝32，截面为梯形，也由铜基材321和包覆铜基材321的无铅涂层构成322。在其他未示出的实施方式中，金属丝3的截面还可以为矩形、三角形等结构。金属丝3是独立于基体片1成形的，其成形并不是通过印刷实现的，因而其成形方式为其能够具有多种截面形状提供可能。
优选地，异质结太阳能电池片100可以为未裂片过的电池片整片，以减少裂片而造成的能量损耗；同样优选地，异质结太阳能电池片100也可以是由电池片整片裂片得到的半片或电池片整片N等分得到的N等分片，N为3-12的整数。
如上文所述，在本实施方式中基体片1为大致矩形片。进一步优选地，所述基体片1的长度为156mm-230mm，所述基体片1的宽度为40mm-115mm，所述基体片1的厚度为100μm-170μm，基体片1的四个角可以为全直角或倒角(包括大倒角和小倒角)。副栅线22的厚度为20μm-40μm，宽度为30μm-60μm。每一个金属丝3的截面的直径为200μm-300μm，相邻的金属丝3的间距为3mm-12mm。
上述各个部件的尺寸选择，都是通过多次实验反复验证而得到的具有较高的功率和较低的功率损耗的优选尺寸。例如，图12示出了一项相关的实验结果。图12中的横坐标为相邻的金属丝3之间的距离，单位为mm；纵坐标为功率损耗的程度；图中从上到下的几条曲线对应的金属丝的尺寸依次为150μm、200μm、250μm、300μm、320μm、350μm。从图12中可以得知在将金属丝的截面设置为200μm-300μm，同时将相邻的金属丝的间距设置为3mm-12mm时，金属丝传输载流子的功率损失较小，功率损失都在15％以下。
本实施方式还提供了一种光伏组件，该光伏组件包括根据本发明的异质结太阳能电池片100排列而成的电池串。这种光伏组件优选地为叠瓦组件，异质结太阳能电池片100上设置有叠瓦互联部21，电池串中的相邻的异质结太阳能电池片100以叠瓦方式相连。
图8-图11示出了光伏组件的部分结构。图8中仅示出了光伏组件中的两个以叠瓦方式互连的异质结太阳能电池片100的顶表面示意图，为了方便描述，将这两个异质结太阳能电池片100分别称为第一电池片101和第二电池片102。第一电池片101和第二电池片102在交叠区域103处互连。参考图9和图10，在交叠区域103处，第一电池片101的底表面的叠瓦互联部21和第二电池片102的顶表面的叠瓦互联部21导电接触。在第一电池片101和第二电池片102正确定位互连时，其各自的金属丝3也是彼此对准的，如图8中所示，第一电池片101的金属丝3和第二电池片102的金属丝3沿同一直线延伸。第一电池片101的顶表面的叠瓦互联部21被暴露在外，等待和另一异质结太阳能电池片100互连，或等待与如图11所示的汇流带200互连。
参考图11，通常在每一个电池串的两端均会设置汇流带200。图11中所示的汇流带200适用于叠瓦互联部21间断设置的异质结太阳能电池片100。汇流带200包括汇流带主体201和在所述汇流带主体201上沿所述汇流带200延伸方向排布的多个导电连接部202，所述多个导电连接部202被构造为和位于所述电池串的所述端部处的异质结太阳能电池片100(在图11中为第一电池片101)的所述叠瓦互联部21导电接触。
或者，每一个电池串还可以包括位于其一个端部处的连接片。例如，可以将图11中的第一电池片101称为其所在的电池串的末端，那么其所在的电池串的首端(未示出)可以为一个连接片，连接片的结构可以不同于本实施方式中所提到的异质结太阳能电池片。位于该电池串首端的汇流带可以和该连接片导电连接。也就是说，电池串可以包括多个异质结太阳能电池片和一个连接片，连接片位于该电池串的一个端部(例如称为首端)，连接片可以和位于首端的汇流带导电相连；位于另一个端部(例如称为末端)的异质结太阳能电池片和位于末端的汇流带导电连接。
在图1-图11所示的实施方式中，异质结太阳能电池片100的金属丝3的尺寸是等于或略小于基体片1的宽度的，金属丝3完全位于基体片1内。本发明还提供了一种制造异质结太阳能电池片100的方法。下面结合图1-图7B所示的结构示图对该方法进行描述。制造异质结太阳能电池片100的方法大致包括设置基体片1的步骤、设置金属丝3的步骤、在基体片1上放置金属丝3的步骤和设置栅线结构2的步骤。这四个步骤的先后顺序并不一定，例如，设置基体片1的步骤可以在设置金属丝3的步骤之前、之后或同时完成；再例如，如在前后文所描述的，在基体片1上放置金属丝3的步骤可能在设置栅线结构2的步骤之前，或者在基体片1上放置金属丝3的步骤可能在设置栅线结构2的步骤之后。
设置基体片1包括设置基体片大片的步骤，设置基体片大片的步骤包括设置硅片、对硅片表面清洗制绒、在硅片上沉积非晶硅膜层和在非晶硅膜层上设置TCO膜的步骤。设置基体片1的步骤可以进一步包括将基体片1二等分裂片或N等分裂片成单元片的步骤，或者设置基体片1的步骤可以不包括裂片的步骤，一个完整的电池片大片就可以作为一个异质结太阳能电池片100，即异质结太阳能电池片100优选为大尺寸电池片，例如其边长为156mm-230mm。大片电池片能够显著提升光伏组件的功率。优选地，设置基体片1的步骤还可以包括先进行的裂片步骤以及后进行的在裂片后的单元片上制绒、沉积的步骤。裂片步骤获得更优地匹配组件封装版型所需的标准电池的分割片，从而无需再进一步对经过处理的电池进行激光切割，有效解决异质结电池的激光切割热敏效率损失问题。
设置金属丝3的步骤独立于基体片1实现。独立于所述基体片1设置金属丝3的步骤包括设置金属丝坯料的步骤和将所述金属丝坯料裁切为预定长度的金属丝3的步骤，其中，设置金属丝坯料的步骤包括：设置铜基材并在所述铜基材上涂覆无铅涂层。或者，设置金属丝坯料的步骤包括：使用单一材质制造所述金属丝坯料。其中，裁切所述金属丝坯料的步骤优选包括：将所述金属丝坯料裁切为尺寸与所述基体片1的宽度方向相一致的金属丝3。对应的用于形成栅线结构2的低温导电浆料层中含有利于金属丝3与低温导电浆料层界面融合的功能成分。需要再一次强调的是制造成型的金属丝3独立于基体片1，而不是直接在基体片1上设置而成的。
印刷栅线结构2的步骤包括印刷副栅线22的步骤，进一步还可以包括印刷叠瓦互联部21的步骤。具体地该步骤包括在所述基体片1上沿其边缘印刷导电浆料以形成叠瓦互联部21，使得所述副栅线22的延伸方向和所述叠瓦互联部21的延伸方向平行，并使得所述金属丝3同时接触所述副栅线22和所述叠瓦互联部21。印刷导电浆料以形成叠瓦互联部21的步骤还可以包括：在所述基体片1上连续地印刷导电浆料以形成完整主栅线；或者在所述基体片1上断续印刷导电浆料以形成间断排布的多个导电连接点。该步骤可以不包括印刷传统的主栅线的步骤，优选无主栅的设置能够降低银耗。栅线结构2采用印刷工艺或激光转印工艺等方式形成在基体片1的TCO膜层上。
在基体片1的表面上放置金属丝3的步骤可以在印刷栅线的步骤之前或之后发生。
在一种实施方式中，参考图5A和图5B，可以先在基体片1上印刷出栅线结构2，例如印刷出副栅线22，在副栅线22固化之前通过机械手精准抓取金属丝3、通过机械推杆完成放丝动作，使得金属丝3嵌入构成副栅线22的导电浆料内；之后将异质结太阳能电池片100放入隧道式烘箱中加热固化，最终低温导电浆料与TCO膜层及金属丝3形成一体式固化连接结构，并能够达到一定的体积电阻率要求、拉力要求及硬度要求等。
在一种实施方式中，参考图6A和图6B，可以先将金属丝3定位在基体片1上的预定位置处，此时可以采用少量粘结剂实现金属丝3在基体片1上的定位，或者不使用粘结剂，而采用机械手按压保持等机械定位的方式将金属丝3定位在基体片1的预定位置处；之后，再在基体片1上印刷出副栅线22，例如印刷出副栅线22，副栅线22会沿基体片1的长度方向覆盖金属丝3；之后将异质结太阳能电池片100放入隧道式烘箱中加热固化，使得副栅线22稳定地覆盖金属丝3，金属丝3嵌入在副栅线22内，低温导电浆料与TCO膜层及金属丝3形成一体式固化连接结构，并能够达到一定的体积电阻率要求、拉力要求及硬度要求等。
由于金属丝3通过构成栅线的导电浆料被固定在基体片1上，本实施方式的方法可以不包括设置所述栅线结构2以外的其他粘结剂的步骤。或者，本实施方式的方法也可以包括设置粘结剂的步骤，例如在先将金属丝3定位在基体片1表面上再施加栅线结构2的实施方式中，可以在定位金属丝3时施加少量粘结剂以避免金属丝3移位。
构成栅线结构2的导电浆料为低温导电浆料，为了避免在预定时间之前凝固，设置异质结太阳能电池片100的步骤全程在低温下进行。这里所说的低温可以理解为是250℃以下的温度，优选地为180℃-210℃。
本发明还进一步提供了一种设置光伏组件的方法，该方法包括：按照如上所述的方法制造多个异质结太阳能电池片100；将多个太阳能电池片串联成电池串，使得相邻的异质结太阳能电池片100在机械和电气上互连，优选地每一个电池串中包括少于100个的单元片；在排版后实现电池串正负极汇流引出处理，具体做法优先在指定极性上用汇流带200形成汇流，汇流带200和端部的异质结太阳能电池片100的叠瓦互联部21形成导电连接。
上述的制造异质结太阳能电池片的方法和制造光伏组件的方法必然地包括一些其他步骤。例如，成品异质结太阳能电池片须经过IV和EL测试完成分选；设计制造金属丝时着重考虑其径向尺寸的大小设计，使其满足电流输运电损要求并做到低成本和高效率；制造光伏组件时依照组件封装电气版型要求，对互联重复单元以及汇流带进行外观和隐裂检查，合格互联重复单元流入下一环节进行排版；排版层叠完成后进行检查并通过层压形成发电单元；对层压单元进行接线盒与装框；成品组件测试与包装，封装材料包括EVA、POE、PVB等，封装结构优选双玻带全边框结构，包括单玻结构。
本发明所提供的上述方法，能够有效解决异质结电池封装高密度组件所遇到的工艺步骤多、工艺变复杂、低屏占比较低的转换效率。本发明可以最终去除粘接胶水的使用，简化了设备硬件投入，降低了使用工艺要求。本发明在满足产品安全可靠和降低银耗的前提下，结合异质结低温加工工艺完成并实现高性价比异质结电池组件的封装应用，进一步提升了光伏组件的可靠性和寿命。
在本发明中，金属丝植入技术在烘干条件下与TCO形成一体式固化连接结构结构，简化工艺步骤，提高生产效率；一体式固化连接结构结构，相比于在组件封装环节加工的分体式胶粘连接结构，附着力高，拉力大；避免分体式胶粘胶水使用，消除因胶水质量波动造成的组件质量风险，更加安全，更加可靠；消除物理“片间距”，无物理片间距实现高封装屏占比，组件转换效率更高；利用交叠互联工艺，实现片间柔性连接，更加适合薄硅片应用，综合成本更低；金属丝外部植入HJT电池片表面，实现汇流加强，降低汇流线损；采用铜制程电镀工艺下，随着技术进步和材料发展金属丝对应的截面大小有可能在电镀工艺下形成。
综上，根据本发明提供的方案，用于传输载流子的金属丝不采用印刷的方式而是独立于基体片成形，因而金属丝能够被充分做细，或者可以对金属丝赋予一些其他的更为复杂的结构，使得金属丝既能够更高效地传输载流子，又具有更轻的重量和更少的材质消耗；并且，金属丝通过形成副栅线的导电浆料被固定在基体片上，省略了额外的粘结剂，这样的设置能够简化工艺步骤、提高生产效率、节约原料，并且形成副栅线的导电浆料附着力更高、拉力更大。
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 (25)

1.一种异质结太阳能电池片，其特征在于，异质结太阳能电池片包括：
基体片，基体片的表面上设置有副栅线；
独立于基体片成形并用于传输载流子的多个金属丝，多个金属丝通过构成副栅线的导电浆料的固化作用被固定在基体片的表面上并嵌入副栅线。
2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，副栅线为多个，多个副栅线和多个金属丝交叉设置。
3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，异质结太阳能电池片还包括在基体片的表面上沿基体片的边缘延伸的叠瓦互联部，并且，多个副栅线的延伸方向平行于叠瓦互联部的延伸方向，多个金属丝和叠瓦互联部相连。
4.根据权利要求3所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，叠瓦互联部为连续的完整主栅线或间断排布的多个导电连接点。
5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，
每一个金属丝包括铜基材和包覆铜基材的涂层；或者
每一个金属丝为各个部位材质相同的一体式构件。
6.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，基体片包括硅片和设置在硅片上的非晶硅沉积层和TCO膜层，副栅线和多个金属丝设置在TCO膜层上。
7.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，多个金属丝完全位于基体片的表面内。
8.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，异质结太阳能电池片为未裂片过的电池片整片、由电池片整片裂片得到的半片或电池片整片N等分得到的N等分片，N为3-12的整数。
9.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，每一个金属丝的截面包括圆形、半圆形、梯形、三角形、椭圆形中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，基体片被构造成大致矩形，基体片的长度为160mm-230mm，基体片的宽度为40mm-115mm，基体片的厚度为100μm-170μm。
11.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，每一个金属丝的截面的直径为200μm-300μm，相邻的金属丝的间距为3mm-12mm。
12.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池片，其特征在于，副栅线的厚度为20μm-40μm，宽度为30μm-60μm。
13.一种光伏组件，其特征在于，光伏组件包括电池串，每一个电池串包括多个根据权利要求1-12中任意一项所述的异质结太阳能电池片，所述多个异质结太阳能电池片相互串联。
14.根据权利要求13所述的光伏组件，其特征在于，每一个异质结太阳能电池片上设置有叠瓦互联部，电池串中的相邻的异质结太阳能电池片以叠瓦方式相连。
15.根据权利要求14所述的光伏组件，其特征在于，光伏组件包括连接在电池串的端部处的汇流带，汇流带包括汇流带主体和在汇流带主体上沿汇流带延伸方向排布的多个导电连接部，多个导电连接部被构造为和位于电池串的端部处的异质结太阳能电池片的叠瓦互联部导电接触。
16.根据权利要求14所述的光伏组件，其特征在于，每一个电池串的首端设置有连接片，连接片不同于该电池串内的异质结太阳能电池片，并且，光伏组件包括设置在每一个电池串的首端和末端的汇流带，位于电池串首端的汇流带和连接片导电连接，位于电池串末端的汇流带和位于该电池串末端的异质结太阳能电池片的叠瓦互联部导电连接。
17.一种制造异质结太阳能电池片的所述方法，其特征在于，所述方法包括：
设置基体片；
独立于基体片设置金属丝；
在基体片上印刷导电浆料以形成副栅线；
在基体片上放置金属丝，并通过构成副栅线的导电浆料的固化作用将金属丝固定在基体片上。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述方法中，在基体片上印刷导电浆料之后、并在浆料固化之前在基体片上放置金属丝。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述方法中，在将金属丝定位在基体片上的预定位置之后，再在基体片上印刷导电浆料。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括在基体片上沿其边缘设置叠瓦互联部，使得副栅线的延伸方向和叠瓦互联部的延伸方向平行，并使得金属丝同时接触副栅线和叠瓦互联部。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，设置叠瓦互联部的步骤包括：
在基体片上连续地印刷导电浆料以形成完整主栅线；或者
在基体片上断续印刷导电浆料以形成间断排布的多个导电连接点。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，设置基体片的步骤包括设置基体片大片的步骤，其中设置基体片大片的步骤包括：设置硅片、对硅片制绒、在硅片上设置非晶硅沉积层和TCO膜层。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，独立于基体片设置金属丝的步骤包括设置金属丝坯料的步骤和将金属丝坯料裁切为预定长度的金属丝的步骤，其中，设置金属丝坯料包括：
设置铜基材并在铜基材上涂覆涂层；或者
使用单一材质制造金属丝坯料。
24.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，
设置基体片的步骤包括：将基体片设置为大致矩形；
在基体片上印刷导电浆料的步骤包括：沿基体片的长度方向印刷导电浆料；
裁切金属丝坯料的步骤包括：将金属丝坯料裁切为尺寸与基体片的宽度方向相一致的金属丝。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法全程在低温条件下进行。
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