CN113871495A - 异质结电池片及其加工方法以及电池组件 - Google Patents

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胡剑鸣
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Abstract

本发明涉及一种异质结电池片及其加工方法以及电池组件，异质结电池片包括电池片基板，电池片基板具有正面和背面，电池片基板的正面和背面均设有TCO膜层，电池片基板的正面和背面的TCO膜层上均间隔设有数量相同的至少两列短主栅，TCO膜层上设有多个短主栅，位于电池片基板的正面一侧的短主栅为第一主栅，位于电池片基板的背面一侧的短主栅为第二主栅，电池片基板经切割后形成电池切片，每个电池切片上均设有一列第一主栅和一列第二主栅。本申请可通过TCO膜层收集载流子，从而将载流子汇集到短主栅。短主栅包括第一主栅和第二主栅，第一主栅和第二主栅分别靠近电池切片的两条长边设置，大大减少了银浆用量，从而可降低成本。

Description

异质结电池片及其加工方法以及电池组件
技术领域
本发明涉及小型家用电器技术领域，特别是涉及一种异质结电池片及其加工方法以及电池组件。
背景技术
在能源危机的时代，国家不断发布促进光伏发展的政策，大力促进光伏行业的发展。在过去光伏发展的10多年中，伴随着组件功率的快速攀升，各种高效电池、组件技术也得到了快速的应用。
目前，PERC电池的产业化最高效率约为24.6％，而异质结、TOPCON的产业化最高效率分别为26.1％和25.7％，再加上异质结电池双面率高、温度系数低、生产步骤少、生产良率高等优势，高效异质结电池组件毋庸置疑是光伏行业发展的重要方向。
目前，市面上的大多太阳能电池片，其正面和背面都含有主栅和细栅，主栅和细栅以类似网格线的方式布置，而主栅和细栅以银浆作为原料，导致银浆用量较高，从而增加了电池成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种异质结电池片及其加工方法以及电池组件，能够减少银浆用量，降低成本。
本发明提供一种异质结电池片，包括电池片基板，所述电池片基板具有正面和背面，所述电池片基板的正面和背面均设有TCO膜层，所述电池片基板的正面和背面的所述TCO膜层上均间隔设有数量相同的至少两列短主栅，位于所述电池片基板的正面一侧的所述短主栅为第一主栅，位于所述电池片基板的背面一侧的短主栅为第二主栅。
所述电池片基板经切割后形成至少两个电池切片，每个所述电池切片包括两个相对设置的长边以及两个相对设置的短边。
每个所述电池切片上均设有一列所述第一主栅和一列所述第二主栅，所述第一主栅靠近所述电池切片的其中一条长边设置，所述第二主栅靠近所述电池切片的另一条长边设置。
在其中一个实施例中，所述短主栅垂直于所述电池切片的长边。
在其中一个实施例中，所述短主栅沿所述短边方向的长度为0.3mm-1.5mm。
在其中一个实施例中，所述第二主栅的条数与所述第一主栅的条数相同，且一一对应，所述第二主栅在所述电池片基板的正面的投影与所述第一主栅在垂直于所述电池切片的长边的方向上位于同一直线上。
在其中一个实施例中，每列所述短主栅的条数为4条至25条。
在其中一个实施例中，所述电池片基板为正方形或四边具有倒角的正方形。
本发明还提供一种异质结电池片的加工方法，包括以下步骤：
提供电池片基板，所述电池片基板具有正面和背面，所述电池片基板的正面和背面均设有TCO膜层。
在所述电池片基板的正面和背面的所述TCO膜层上印刷形成间隔设置且数量相同的至少两列短主栅，位于所述电池片基板的正面一侧的所述短主栅为第一主栅，位于所述电池片基板的背面一侧的短主栅为第二主栅。
对所述电池片基板进行切割，将所述电池片基板切割成至少两个电池切片，每个所述电池切片包括两个相对设置的长边以及两个相对设置的短边。
每个所述电池切片上均设有一列所述第一主栅和一列所述第二主栅，所述第一主栅靠近所述电池切片的其中一条长边设置，所述第二主栅靠近所述电池切片的另一条长边设置。
本发明还提供一种电池组件，包括多个电池片和多个焊带，所述电池片为如上所述的异质结电池片经过切割后形成的电池切片，所述焊带的两端分别连接不同电池片的所述第一主栅和所述第二主栅以将多个所述电池片串联。
在其中一个实施例中，所述焊带与所述短主栅之间通过导电胶粘接。
在其中一个实施例中，所述焊带与所述短主栅之间直接焊接。
本发明提供的异质结电池片，由于电池片基板的正面和背面都设置有TCO膜层，TCO膜层具有很好的导电特性，因此可通过TCO膜层收集载流子，从而将载流子汇集到短主栅。短主栅包括第一主栅和第二主栅，电池片基板经切割后形成电池切片，每个电池切片均设有一列第一主栅和一列第二主栅，从而可通过第一主栅和第二主栅输送载流子，保证了电池片的正常电性能。第一主栅和第二主栅分别靠近电池切片的两条长边设置，大大减少了银浆的用量，从而可降低成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的异质结电池片的剖面结构示意图；
图2为本发明一实施例的异质结电池片的正面的结构示意图；
图3为图2所示异质结电池片的背面的结构示意图；
图4为本发明一实施例的电池切片的正面的结构示意图；
图5为图4所示电池切片的背面的结构示意图；
图6为本发明另一实施例的异质结电池片的正面的结构示意图；
图7为图6所示异质结电池片的背面的结构示意图；
图8为本发明一实施例的电池组件的结构示意图；
图9为图8所示电池组件的另一侧面的结构示意图；
图10为图8所示电池组件的局部剖面结构示意图。
附图标记：10、电池片基板；101、正面；102、背面；10’、电池切片；103、长边；104、短边；20、TCO膜层；11、n型单晶硅层；12、本征非晶硅层；13、p型非晶硅层；30、短主栅；31、第一主栅；32、第二主栅；40、焊带；50、电池片；60、导电胶；90、中心线；91、第一三等分线；92、第二三等分线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设于”另一个元件，它可以直接设在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图3，本发明提供一种异质结电池片，该异质结电池片包括电池片基板10，电池片基板10具有正面101和背面102，电池片基板10的正面101和背面102均设有TCO膜层20。电池片基板10的正面101和背面102的TCO膜层20上均间隔设有数量相同的至少两列短主栅30。短主栅30包括位于正面101一侧的多个第一主栅31和位于背面102一侧的多个第二主栅32。换言之，位于电池片基板10的正面101一侧的短主栅30为第一主栅31，位于电池片基板10背面102一侧的短主栅30为第二主栅32。
请参阅图4和图5，电池片基板10经切割后形成至少两个电池切片10’，每个电池切片10’包括两个相对设置的长边103以及两个相对设置的短边104。
每个电池切片10’上均设有一列第一主栅31和一列第二主栅32，第一主栅31靠近电池切片10’的其中一条长边103设置，第二主栅32靠近电池切片10’的另一条长边103设置。如此，便于通过焊带连接不同电池切片10’的第一主栅31和第二主栅32，从而方便载流子的汇流传输。
本申请提供的异质结电池片，由于电池片基板10的正面和背面都设置有TCO膜层20，TCO膜层20具有很好的导电特性，因此可通过TCO膜层20收集载流子，从而将载流子汇集到短主栅30，再由焊带40进行传输。
现有的电池片在正面和背面都设置有主栅和细栅，正面和背面的主栅在电池片上的投影重叠，细栅垂直连接主栅，形成类似网格状的结构，导致银浆用料较多。而本申请的异质结电池片，仅设置有短主栅30，取消了细栅，短主栅30包括第一主栅31和第二主栅32，而第二主栅32在电池片基板10的正面101的投影与第一主栅31不相连，第一主栅31和第二主栅32分别靠近电池切片10’的两条长边103设置，大大减少了银浆的用量，从而可降低成本。
电池片基板10是异质结电池片的基础元件，通过形成p-n结而实现单向导电。如图1所示，一实施例中，电池片基板10包括n型单晶硅层11、设置于n型单晶硅层11两侧的本征非晶硅层12，以及设置于本征非晶硅层12表面的p型非晶硅层13。TCO膜层20设置于p型非晶硅层13表面。
TCO膜层20为导电膜层，能够收集载流子并汇集到短主栅30。并且，TCO膜层20为透明材料，不影响光线对电池片基板10的照射。可见，通过TCO膜层20和短主栅30取代细栅，并减小主栅的长度，既保证了电池片50的正常电性能，又降低了银浆的用量。
本实施例中，短主栅30垂直于电池切片10’的长边103，也就是，第一主栅31和第二主栅32均垂直于电池切片10’的长边103。值得一提的是，“短主栅30垂直于电池切片10’的长边103”表示短主栅30和电池切片10’的长边103相垂直，但并不表示短主栅30连接至电池切片10’的长边103。短主栅30可以连接至电池切片10’的一条长边103，也可以与电池切片10’的两条长边103均不相连。如前所述，第一主栅31靠近电池切片10’的其中一条长边103设置，第二主栅32靠近电池切片10’的另一条长边103设置。在本实施例中，第一主栅31靠近电池切片10’的其中一条长边103设置，且朝向电池切片10’的另一条长边103延伸，也就是，第一主栅31平行于电池切片10’的短边104。同样地，第二主栅32靠近电池切片10’的另一条长边103设置，且朝向电池切片10’的设有第一主栅31的长边103延伸，也就是，第二主栅32平行于电池切片10’的短边104。
请参阅图4，进一步地，短主栅30沿短边104方向的长度L为0.3mm-1.5mm。该长度范围的短主栅30具有足够的长度与焊带40连接，从而保证了电池片50与焊带40连接的可靠性，从而既保证了对载流子的收集传输，又节省了银浆用量，大大节约了成本。具体地，短主栅30的长度L可以为0.3mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.1mm，1.2mm，1.3mm，1.4mm，1.5mm，等等，在此不一一列举。
如图2和图3所示，一实施例中，第二主栅32的条数与第一主栅31的条数相同，且一一对应。第二主栅32在电池片基板10的正面101的投影与第一主栅31在垂直于电池切片10’的长边103的方向上位于同一直线上。如此，可以方便第一主栅31和第二主栅32通过焊带40连接，从而可将多个电池切片10’串联在一起形成电池组件，焊带40的连接方便了载流子的传输。第二主栅32在电池片基板10的正面101的投影与第一主栅31在垂直于电池切片10’的长边103的方向上位于同一直线上，使得串联后的电池切片10’的短边104处于同一直线上。
每列短主栅30的条数为4条至25条，如此，可以保证对TCO膜层20上的载流子进行高效收集。如图2所示实施例中，每列短主栅30的条数为9条，当然，在其他实施例中，每列短主栅30的条数也可以为4条，5条，6条，7条，8条，10条，11条，12条，13条，14条，15条，16条，17条，18条，19条，20条，21条，22条，23条，24条，25条。
电池片基板10为正方形或四边有倒角的正方形。电池片基板10经过切割而形成长方形的电池切片10’，电池切片10’可通过焊带40串联。
电池片基板10具有相对设置两条第一边和相对设置的两条第二边，第一边对应于电池切片10’的长边103，第二边对应于电池切片10’的短边104。
请参阅图2和图3所示，该实施例的异质结电池片可经过切割形成两片电池切片10’(简称二切)。具体地，第一主栅31排列成两列，两列第一主栅31靠近电池片基板10的第二边的中心线90设置，且两列第一主栅31分别位于电池片基板10的第二边的中心线90的两侧。第二主栅32也排列成两列，两列第二主栅32分别靠近电池片基板10的两条第一边设置。如此，沿着电池片基板10的第二边的中心线90将电池片基板10切开，则该异质结电池片被切割成两片电池切片10’。请参阅图4和图5，对于每一个电池切片10’而言，每个电池切片10’上均设有一列第一主栅31和一列第二主栅32，其中，第一主栅31靠近电池切片10’的其中一条长边103设置，第二主栅32靠近电池切片10’的另一条长边103设置。通过焊带40连接相邻的两个电池切片10’的第一主栅31和第二主栅32即可将多个电池切片10’串联在一起从而形成电池组件。如此，能够收集较多的载流子从而产生较大的电量。
请参阅图6和图7所示，该实施例的异质结电池片可经过切割形成三片电池切片(简称三切)。具体地，电池片基板10的第二边的两条三等分线分别为第一三等分线91和第二三等分线92。第一主栅31排列成三列，其中两列第一主栅31靠近第一三等分线91设置，且该两列第一主栅31分别位于第一三等分线91的两侧；第三列第一主栅31靠近第二三等分线92设置，且位于第二三等分线92远离第一三等分线91的一侧。第二主栅32排列成三列，其中两列第二主栅32靠近电池片基板10的两第一边设置，第三列第二主栅32靠近第二三等分线92设置，且位于第二三等分线92靠近第一三等分线91的一侧。如此，沿着电池片基板10的第二边的两条三等分线将电池片基板10切开，则该异质结电池片被切割成三片电池切片。对于每一个电池切片而言，每个电池切片上均设有一列第一主栅31和一列第二主栅32，其中，第一主栅31靠近电池切片10’的其中一条长边103设置，第二主栅32靠近电池切片10’的另一条长边103设置。通过焊带40连接相邻的两个电池切片10’的第一主栅31和第二主栅32即可将多个电池切片10’串联在一起从而形成电池组件。如此，能够收集较多的载流子从而产生较大的电量。
上面列举了二切、三切异质结电池片的例子，同理，该异质结电池片还可进行四切，五切，六切，七切，八切，九切，十切，等等。只要切割后所得到的电池切片10’上都设置有一列第一主栅31和一列第二主栅32即可。对于四切、五切，六切，七切，八切，九切，十切的情况不再详细描述。
本发明还提供一种异质结电池片的加工方法，包括以下步骤：
提供电池片基板10，电池片基板10具有正面101和背面102，电池片基板10的正面101和背面102均设有TCO膜层20。
在电池片基板10的正面101和背面102的TCO膜层20上印刷形成间隔设置且数量相同的至少两列短主栅30。位于电池片基板10的正面101一侧的短主栅30为第一主栅31，位于电池片基板10的背面102一侧的短主栅30为第二主栅32。
对电池片基板10进行切割，将电池片基板10切割成至少两个电池切片10’，每个电池切片10’包括两个相对设置的长边103以及两个相对设置的短边104。
每个电池切片10’上均设有一列第一主栅31和一列第二主栅32，第一主栅31靠近电池切片10’的其中一条长边103设置，第二主栅32靠近电池切片10’的另一条长边103设置。
请参阅图8至图10所示，本发明还提供一种电池组件，该电池组件包括多个电池片50和多个焊带40，所述电池片50为以上任意一个实施例所述的异质结电池片经过切割后形成的电池切片10’。焊带40的两端分别连接不同电池片50的第一主栅31和第二主栅32以将多个电池片50串联。该电池组件通过焊带40实现了电池片50的串联，从而通过TCO膜层20收集载流子并汇集到第一主栅31和第二主栅32，并通过焊带40实现传输。
一实施例中，焊带40与短主栅30之间通过导电胶60粘接。也就是，焊带40与第一主栅31之间通过导电胶60粘接，焊带40与第二主栅32之间也通过导电胶60粘接。导电胶60具有一定的弹性，通过导电胶60粘接焊带40和短主栅30，可以减少焊带40连接对电池片50造成的应力，减少破片率，从而保证了焊带40和电池片50之间连接的牢固性，保证了电池组件的可靠性。当然，在另一实施例中，焊带40与短主栅30之间也可以直接焊接，本申请对此不进行具体阐述。
进一步地，本申请还提供一种电池组件的封装方法，包括以下步骤：S1、在焊带40的两端涂覆导电胶60，两端的导电胶60分别位于焊带40两侧，将焊带40两端涂覆导电胶60的部位分别接触一个电池片50的第一主栅31和另一个电池片50的第二主栅32。S2、对焊带40和电池片50的接触部位进行加热加压使导电胶60固化。该电池组件结构简单，封装方法也简单。通过导电胶60连接焊带40和电池片50，连接强度高，且不会造成集中应力，大大减小了破片率，保证了电池组件的可靠性和质量。
以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种异质结电池片，其特征在于，包括电池片基板(10)，所述电池片基板(10)具有正面(101)和背面(102)，所述电池片基板(10)的正面(101)和背面(102)均设有TCO膜层(20)，所述电池片基板(10)的正面(101)和背面(102)的所述TCO膜层(20)上均间隔设有数量相同的至少两列短主栅(30)，
位于所述电池片基板(10)的正面(101)一侧的所述短主栅(30)为第一主栅(31)，位于所述电池片基板(10)的背面(102)一侧的短主栅(30)为第二主栅(32)，所述电池片基板(10)经切割后形成至少两个电池切片(10’)，每个所述电池切片(10’)包括两个相对设置的长边(103)以及两个相对设置的短边(104)，
每个所述电池切片(10’)上均设有一列所述第一主栅(31)和一列所述第二主栅(32)，所述第一主栅(31)靠近所述电池切片(10’)的其中一条长边(103)设置，所述第二主栅(32)靠近所述电池切片(10’)的另一条长边(103)设置。
2.根据权利要求1所述的异质结电池片，其特征在于，所述短主栅(30)垂直于所述电池切片(10’)的长边(103)。
3.根据权利要求1所述的异质结电池片，其特征在于，所述短主栅(30)沿所述短边(104)方向的长度为0.3mm-1.5mm。
4.根据权利要求1所述的异质结电池片，其特征在于，所述第二主栅(32)的条数与所述第一主栅(31)的条数相同，且一一对应，所述第二主栅(32)在所述电池片基板(10)的正面(101)的投影与所述第一主栅(31)在垂直于所述电池切片(10’)的长边(103)的方向上位于同一直线上。
5.根据权利要求1所述的异质结电池片，其特征在于，每列所述短主栅(30)的条数为4条至25条。
6.根据权利要求1所述的异质结电池片，其特征在于，所述电池片基板(10)为正方形或四边有倒角的正方形。
7.一种异质结电池片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供电池片基板(10)，所述电池片基板(10)具有正面(101)和背面(102)，所述电池片基板(10)的正面(101)和背面(102)均设有TCO膜层(20)，
在所述电池片基板(10)的正面(101)和背面(102)的所述TCO膜层(20)上印刷形成间隔设置且数量相同的至少两列短主栅(30)，位于所述电池片基板(10)的正面(101)一侧的所述短主栅(30)为第一主栅(31)，位于所述电池片基板(10)的背面(102)一侧的短主栅(30)为第二主栅(32)，
对所述电池片基板(10)进行切割，将所述电池片基板(10)切割成至少两个电池切片(10’)，每个所述电池切片(10’)包括两个相对设置的长边(103)以及两个相对设置的短边(104)，
每个所述电池切片(10’)上均设有一列所述第一主栅(31)和一列所述第二主栅(32)，所述第一主栅(31)靠近所述电池切片(10’)的其中一条长边(103)设置，所述第二主栅(32)靠近所述电池切片(10’)的另一条长边(103)设置。
8.一种电池组件，其特征在于，包括多个电池片(50)和多个焊带(40)，所述电池片(50)为如权利要求1-6任意一项所述的异质结电池片经过切割后形成的电池切片(10’)，所述焊带(40)的两端分别连接不同电池片(50)的所述第一主栅(31)和所述第二主栅(32)以将多个所述电池片(50)串联。
9.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述焊带(40)与所述短主栅(30)之间通过导电胶(60)粘接。
10.根据权利要求8所述的电池组件，其特征在于，所述焊带(40)与所述短主栅(30)之间直接焊接。
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