CN113745373A - 一种背接触太阳能电池、组件及制备方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背接触太阳能电池、组件及制备方法和系统。该电池组件的制备方法为在电池的背表面制备主栅电极，以将电池分成若干个子电池，每个子电池均制备有交替排布的基电极和发射电极，每个子电池中，各发射电极的电流均汇聚于同一根主栅电极，而各基电极的电流均汇聚于另一根主栅电极，即得背接触太阳能电池；从背接触太阳能电池的对应主栅电极的正面位置开始切割，切至主栅电极表面为止，以制得多个用所述主栅电极串联的切割后的子电池，即得所述背接触太阳能电池组件。该制备方法通过背电极的结构设计，能实现背接触太阳能电池组件中相邻子电池之间的无线互连，进而能简化其子电池的互连工序，并能降低成本。

Description

一种背接触太阳能电池、组件及制备方法和系统
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种背接触太阳能电池、组件及制备方法和系统。
背景技术
太阳能电池，是一种将光能转换为电能的半导体器件，是太阳能光伏发电的核心器件。近年来，光伏发电技术作为利用太阳能资源的主流技术，是绿色能源发展领域的重要技术，已经走向市场化和商业化。随着技术的更新迭代，光伏组件产品的发展趋势是组件输出功率的持续提升。
背接触太阳能电池作为一种高效的太阳能电池备受关注，其受光面没有任何电极，可以减少电极图形造成的遮光损失，有效提升电池片的受光面积，从而提高电池片的转换效率；而背接触太阳能电池的发射极电极和基极电极均设置在电池片的背光面。
现有技术，如申请号CN201821499655.8公开了一种背接触异质结太阳能电池组件的结构，其主电池片沿中间的主栅电极均分为两片子电池片后，其中一片子电池片需旋转180°，然后，两电池片之间还需通过焊带焊接或导电胶带粘结来形成电接触，以将相邻两子电池片串联，进而制得电池组件。然而，这种电池组件需旋转其中一片子电池片才能实现子电池的互连，因此，相邻子电池片的互连工序较繁琐，而且，还需消耗焊带(或导电胶)来实现相邻子电池片之间的电接触，也即子电池片之间需采用焊带来实现有线互连，进一步增加了子电池片的互连工序，且焊带(或导电胶)的投入，也增加了电池组件的成本。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种背接触太阳能电池组件的制备方法，该制备方法能使背接触太阳能电池组件中的子电池之间实现无线互连，进而能简化其子电池的互连工序，提高制备效率，并能降低成本。
本发明的目的之二在于提供一种背接触太阳能电池组件。
本发明的目的之三在于提供一种太阳能电池系统。
基于此，本发明公开了一种背接触太阳能电池组件的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，在电池的背表面制备主栅电极，以将电池分成若干个子电池，每个所述子电池均制备有交替排布的基电极和发射电极，且每个子电池中，各发射电极的电流均汇聚于同一根主栅电极，而各基电极的电流均汇聚于另一根主栅电极，即得背接触太阳能电池；
步骤S2，从所述背接触太阳能电池的对应主栅电极的正面位置开始切割，切至所述主栅电极表面为止，以制得多个用所述主栅电极串联的切割后的子电池，即得所述背接触太阳能电池组件。
优选地，步骤S1中，采用丝网印刷方式制备所述发射电极、基电极及主栅电极(该背接触太阳能电池的背电极包括发射电极、基电极及主栅电极)；
步骤S2中，采用激光对所述背接触太阳能电池进行切割。
本发明还公开了一种背接触太阳能电池，其采用上述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法中的步骤S1制得，所述背接触太阳能电池的背表面包括交替排布的p+发射极区和n+基极区；每个所述p+发射极区上覆有分段排列的发射电极，每个所述n+基极区上覆有分段排列的基电极，相邻两段发射电极之间、相邻两段基电极之间及背接触太阳能电池的两侧均设有竖直布置的主栅电极，以使所述主栅电极将背接触太阳能电池分成多个子电池；每个子电池中，各发射电极均沿同侧方向延伸并汇于一主栅电极，且各基电极均沿与发射电极反侧的方向延伸并汇于另一主栅电极，以使相邻两子电池之间能通过所述主栅电极实现串联。
优选地，所述p+发射极区和n+基极区均呈长条状相互交替地排布于所述背接触太阳能电池的背表面；
所述p+发射极区的宽度为200-1000um；所述n+基极区的宽度为200-1000um。
优选地，所述发射电极的宽度为100-500um；所述基电极的宽度为100-500um。
优选地，相邻两段所述发射电极之间及相邻两段所述基电极之间的间隔长度均为200-500um。
优选地，所述主栅电极的宽度为200-300um、厚度为20-40um。
进一步优选地，所述主栅电极的厚度为25-35um。
本发明还公开了一种背接触太阳能电池组件，其采用上述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法制得。
本发明还公开了一种太阳能电池系统，包括至少一个串联的太阳能电池组件，所述太阳能电池组件是上述的一种背接触太阳能电池组件。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
本发明中，主栅电极将背接触太阳能电池分成若干个子电池，而且，每个子电池中，各发射电极的电流均汇聚于同一根主栅电极，而各基电极的电流均汇聚于另一根主栅电极；如此，每个背接触太阳能电池中相邻两子电池之间的主栅电极能同时汇聚有发射电极和基电极的电流，因此，在子电池切割过程中，仅需确保主栅电极不被切断，即能在背接触太阳能电池组件的制备过程中，使背接触太阳能电池中切割后的相邻两子电池之间直接采用主栅电极串联，即得该背接触太阳能电池组件；由于该主栅电极的串联过程既无需旋转子电池，也无需消耗焊带(或导电胶)，所以，该制备方法能实现背接触太阳能电池组件中子电池之间的无线互连，简化子电池的互连工序，从而大大提高该背接触太阳能电池组件的制备效率，并能减少子电池互连的耗材，进而大大降低背接触太阳能电池组件的成本。此外，由于相邻两子电池之间直接用未切断的主栅电极实现串联，所以，在用多个该背接触太阳能电池组件串联形成的太阳能电池系统中，单位面积下拼接的背接触太阳能电池的数量会增加，因此会有更高的组件功率潜力。
需要说明的是，上述对背接触太阳能电池的切割操作是为避免相邻的两子电池之间形成短路。
附图说明
图1为本实施例的一种背接触太阳能电池中各子电池切割后的立体结构示意图。
图2为本实施例的一种背接触太阳能电池中背电极的结构示意图。
图3为本实施例的一种背接触太阳能电池中背电极的局部放大图。
附图标号说明：1背接触太阳能电池；11子电池；12p+发射极区(或n+基极区)；13n+基极区(或p+发射极区)；14发射电极(或基电极)；15基电极(或发射电极)；16主栅电极。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例的一种背接触太阳能电池组件的制备方法，参照图1-3，包括以下步骤：
步骤S1，在电池的背表面制备主栅电极16，以将电池分成若干个子电池11，每个子电池11均制备有交替排布的基电极15和发射电极14，且每个子电池11中，各发射电极14的电流均汇聚于同一根主栅电极16，而各基电极15的电流均汇聚于另一根主栅电极16，即得背接触太阳能电池1；具体结构参照图2-3。
其中，步骤S1优选为采用丝网印刷方式制备发射电极14、基电极15及主栅电极16(即该背接触太阳能电池1的背电极即包括发射电极14、基电极15及主栅电极16)；其中，背接触太阳能电池1的正表面和背表面优选为均设有钝化层，以用于电池表面的钝化，且背接触太阳能电池1背表面的钝化层设有激光开膜形成的圆形或方形的孔，以便在丝网印刷过程中，使背电极的发射电极14(或基电极15)穿过孔与p+发射极区12(或n+基极区13)电连接传输电流。
步骤S2，从背接触太阳能电池1的对应主栅电极16的正面位置开始切割，切至主栅电极16表面为止，以制得多个用主栅电极16串联的切割后的子电池11，即得本实施例的背接触太阳能电池组件；切割后，背接触太阳能电池1中相邻的两个子电池11被切开，而该相邻的两个子电池11之间的主栅电极16不被切开，以方便后续背接触太阳能电池组件的制备。
其中，步骤S2优选为采用激光对背接触太阳能电池1进行切割，以制得多个用主栅电极16串联的切割后的子电池11，以确保主栅电极16不被切开。
综上，由于上述背接触太阳能电池1中相邻两子电池11之间的主栅电极16同时汇聚了发射电极14和基电极15的电流，而且，经步骤S2后，背接触太阳能电池1中相邻的两个子电池11被切开，以确保子电池11的正常使用，但该相邻的两个子电池11之间的主栅电极16不被切开，因此，在背接触太阳能电池组件的制备过程中，即能使背接触太阳能电池1中切割后的相邻两子电池11之间直接采用主栅电极16实现串联，该串联过程既无需旋转子电池11，也无需消耗焊带(或导电胶)，所以，该制备方法能实现背接触太阳能电池组件中子电池11之间的无线互连，简化子电池11的互连工序，大大提高背接触太阳能电池组件的制备效率，并能减少子电池11互连的耗材，大大降低背接触太阳能电池组件的成本。此外，由于相邻两子电池11之间直接用未切断的主栅电极16实现串联，所以，在用多个该背接触太阳能电池组件串联形成的太阳能电池系统中，单位面积下拼接的背接触太阳能电池1的数量会增加，因此会有更高的组件功率潜力。
本实施例还公开了一种背接触太阳能电池，其采用上述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法中的步骤S1制得，参照图2-3，该背接触太阳能电池1的背表面包括p+发射极区12、n+基极区13和背电极。其中，背接触太阳能电池1的电阻率为1-7Ω.cm、优选为3-5Ω.cm，背接触太阳能电池1的厚度为50-300um、优选为100-260um。p+发射极区12和n+基极区13均呈长条状，且呈长条状的p+发射极区12和n+基极区13相互交替地排布于该背接触太阳能电池1的背表面。
该背接触太阳能电池1中，每个p+发射极区12上覆设有分段排列的发射电极14(如图2-3中横向分段排列的发射电极14)，每个n+基极区13上覆设有分段排列的基电极15(如图2-3中横向分段排列的基电极15)，相邻两段发射电极14之间、相邻两段基电极15之间及背接触太阳能电池1的两侧均设有竖直布置的主栅电极16(如图2-3中纵向设置的主栅电极16)，这样，主栅电极16将背接触太阳能电池1分成多个子电池11；而每个子电池11中，各发射电极14均沿同侧方向(如图2-3的左侧)延伸并汇于一主栅电极16，这样，每个子电池11中，各发射电极14的电流均能汇聚于同一根主栅电极16，且各基电极15均沿与发射电极14反侧的方向(如图2-3的右侧)延伸并汇于另一主栅电极16，这样，各基电极15的电流均能汇聚于另一根主栅电极16。如此，即得该背接触太阳能电池1的背电极，该背电极包括上述的发射电极14、基电极15和主栅电极16。
该背接触太阳能电池1通过背电极结构的设计：即通过发射电极14和基电极15的分段排列以及主栅电极16的设置，以使主栅电极16将背接触太阳能电池1分成若干个子电池11，而且，每个子电池11中，各发射电极14的电流均能汇聚于同一根主栅电极16，而各基电极15的电流均能汇聚于另一根主栅电极16；能使每个背接触太阳能电池1中相邻两子电池11之间的主栅电极16同时汇聚到发射电极14和基电极15的电流，以便后续背接触太阳能电池组件的制备。
其中，p+发射极区12的宽度为200-1000um、优选为400-800um，n+基极区13的宽度为200-1000um、优选为200-400um，更优选为p+发射极区12的宽度、n+基极区13的宽度和gap区的宽度比值为6：3：1，以确保背电极的设置及电池性能，并防止漏电；发射电极14的宽度为100-500um、优选为200-400um，基电极15的宽度为100-500um、优选为200-400um，以确保背电极的电流通导和使用性能。
其中，相邻两段发射电极14之间的间隔长度为200-500um、优选为150-350um，相邻两段基电极15之间的间隔长度为200-500um、优选为150-350um，以确保主栅电极16的设置及子电池11的切割。
进一步，主栅电极16的宽度为200-300um、优选为150-300um；主栅电极16的厚度为20-40um、优选为25-35um、更优选为30-35um，以在激光切割子电池11时，确保主栅电极16不易被切断，进而方便后续背接触太阳能电池组件制备过程中，相邻两个子电池11之间直接采用主栅电极16进行串联，以实现背接触太阳能电池组件中子电池11之间的无线互连，简化该背接触太阳能电池组件的制备工序，提高其制备效率，并能减少子电池11互连的耗材，降低成本。
本实施例还公开了一种背接触太阳能电池组件，其采用上述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法制得。
本实施例还公开了一种太阳能电池系统，包括至少一个串联的太阳能电池组件，太阳能电池组件是上述的一种背接触太阳能电池组件。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种背接触太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在电池的背表面制备主栅电极，以将电池分成若干个子电池，每个所述子电池均制备有交替排布的基电极和发射电极，且每个子电池中，各发射电极的电流均汇聚于同一根主栅电极，而各基电极的电流均汇聚于另一根主栅电极，即得背接触太阳能电池；
步骤S2，从所述背接触太阳能电池的对应主栅电极的正面位置开始切割，切至所述主栅电极表面为止，以制得多个用所述主栅电极串联的切割后的子电池，即得所述背接触太阳能电池组件。
2.根据权利要求1所述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，
步骤S1中，采用丝网印刷方式制备所述发射电极、基电极及主栅电极；
步骤S2中，采用激光对所述背接触太阳能电池进行切割。
3.一种背接触太阳能电池，其特征在于，其采用权利要求1-2任一项所述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法中的步骤S1制得，其背表面包括交替排布的p+发射极区和n+基极区；每个所述p+发射极区上覆有分段排列的发射电极，每个所述n+基极区上覆有分段排列的基电极，相邻两段发射电极之间、相邻两段基电极之间及背接触太阳能电池的两侧均设有竖直布置的主栅电极，以使所述主栅电极将背接触太阳能电池分成多个子电池；每个子电池中，各发射电极均沿同侧方向延伸并汇于一主栅电极，且各基电极均沿与发射电极反侧的方向延伸并汇于另一主栅电极，以使相邻两子电池之间能通过所述主栅电极实现串联。
4.根据权利要求3所述的一种背接触太阳能电池，其特征在于，所述p+发射极区和n+基极区均呈长条状相互交替地排布于所述背接触太阳能电池的背表面；
所述p+发射极区的宽度为200-1000um；所述n+基极区的宽度为200-1000um。
5.根据权利要求3或4所述的一种背接触太阳能电池，其特征在于，所述发射电极的宽度为100-500um；所述基电极的宽度为100-500um。
6.根据权利要求3所述的一种背接触太阳能电池，其特征在于，相邻两段所述发射电极之间及相邻两段所述基电极之间的间隔长度均为200-500um。
7.根据权利要求3或6所述的一种背接触太阳能电池，其特征在于，所述主栅电极的宽度为200-300um、厚度为20-40um。
8.根据权利要求7所述的一种背接触太阳能电池，其特征在于，所述主栅电极的厚度为25-35um。
9.一种背接触太阳能电池组件，其特征在于，所述背接触太阳能电池组件采用权利要求1-2任一项所述的一种背接触太阳能电池组件的制备方法制得。
10.一种太阳能电池系统，包括至少一个串联的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件是权利要求9所述的一种背接触太阳能电池组件。
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