CN113990957A - 一种集成式复合型局域导电芯板及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种集成式复合型局域导电芯板及其应用，集成式复合型局域导电芯板包含自上而下依次设置的第二背面导电箔、第二背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔、第一背面高透绝缘聚合物，其中，第二背面导电箔上设有圆环状区域；第二背面高透绝缘聚合物中设有圆孔，背面负极点位于圆孔正中；第一背面导电箔为格状导电线路，格状导电线路的格点与背面负极点通过背面负极点顶部的导电胶进行粘接导电；在第一背面导电箔的外侧面覆盖第一背面高透绝缘聚合物。本申请电池组件将MWT结构正面低遮光面积和低银耗的特点发挥到背面，大幅缓解了产业化HIT电池中高银耗量的问题，也可搭配超细栅技术，利于产业化HIT电池的降本增效。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件生产技术领域，具体涉及一种双面MWT-HIT电池组件及其应用。
背景技术
MWT电池具有背接触结构，由于正面没有主栅，可有效降低遮光面积，同时大幅降低银浆耗量。且相较于其他背接触结构如IBC，工艺简单成本低，具有较好的性价比。但目前受制于背面封装方式，难以实现低成本的双面化。HIT电池具有高转换效率、低温度系数、低衰减、弱光性好等优点，但目前低温银浆耗量及其单价较高，占据BOM成本最高比例，性价比相对较差。
发明内容
为了解决上述背景技术中的问题，本发明的目的是提供一种双面MWT-HIT电池组件产品制备方法，将MWT结构正面低遮光面积和低银耗的特点发挥到背面，大幅缓解了产业化HIT电池中高银耗量的问题，也可搭配超细栅技术，利于产业化HIT电池的降本增效。
本发明为一种集成式复合型局域导电芯板，所述集成式复合型局域导电芯板包含自上而下依次设置的第二背面导电箔、第二背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔、第一背面高透绝缘聚合物，其中，
所述第二背面导电箔上设有圆环状区域，所述圆环状区域完全覆盖背面正极电极环，并通过背面正电极环上的导电胶进行有效连接导电，所述圆环状区域避开背面的负极点重叠；
所述第二背面高透绝缘聚合物中设有圆孔，所述背面负极点位于圆孔正中，所述第二背面高透绝缘聚合物的圆孔直径小于第二背面导电箔中圆环内径，仅在第二背面高透绝缘聚合物的圆孔中漏出背面负极点区域；
所述第一背面导电箔为格状导电线路，所述格状导电线路的格点与背面负极点通过背面负极点顶部的导电胶进行粘接导电；
在所述第一背面导电箔的外侧面覆盖第一背面高透绝缘聚合物。
进一步的，在所述集成式复合型局域导电芯板、背面超白高透玻璃之间还设有改色膜层，所述改色膜层的形状为第二背面导电箔的等比例放大，覆盖时要求完全覆盖住第二背面导电箔和第一背面导电箔。
本申请还提供一种双面MWT-HIT电池组件，所述电池组件采用上述导电芯板制成，该电池组件自上而下依次包括正面超白高透玻璃、正面封装聚合物、正面电极、正面TCO层、正面N+型掺杂的非晶硅层、正面本征非晶硅钝化层、N型单晶硅衬底、背面本征非晶硅钝化层、背面P型掺杂非晶硅发射层、背面TCO层、背面正电极环、集成式复合型局域导电芯板、背面超白高透玻璃；
其中，所述正面TCO层上设有正面细栅，所述背面TCO层上设有背面细栅，所述正面细栅图形与背面细栅图形高度一致；
所述背面细栅在电极点处为套圈结构，形成包围背面正极电极点的背面正电极环，所述背面电极环与背面正极电极点设有印刷刻蚀浆料进行隔离绝缘；
所述N型单晶硅衬底上设有通孔，所述通孔内有浆料，浆料贯穿正面TCO层、正面N+型掺杂的非晶硅层、正面本征非晶硅钝化层、N型单晶硅衬底、背面本征非晶硅钝化层、背面P型掺杂非晶硅发射层、背面TCO层、背面电极环、集成式复合型局域导电芯板，所述通孔内为低温银浆作为堵孔浆料，所述通孔构成背面负极点。
本申请的有益效果包含：
本发明设计了一种集成式的复合型局域导电芯板，赋予MWT电池双面发电特性,将HIT电池的制备与MWT背接触组件封装工序想结合，开创了一条双面MWT-HIT电池组件产品新的工艺路线，与HIT电池组件产品相比，本发明提出的双面MWT-HIT电池组件产品结构以及工艺制备方法，具备如下有益效果：
1.使MWT电池也能发挥双面发电的特性，打破MWT电池组件户外应用的局限性，提高综合发电量，降低度电成本；
2. 与传统MWT组件封装相比，特殊设计的复合型局域导电芯板降低了导电箔的用量，可大幅降低成本；
3.MWT和HIT具有结构性优势，可适配100微米厚度硅片，进一步降低成本；
4.与HIT电池相比，大幅降低了正背面低温银浆用量，将焊带式连接改进为复合型局域导电芯板连接，简化焊接工艺的同时也提高了封装良率。
附图说明
图1：本发明提供的双面MWT-HIT电池组件成品结构示意图；
图2：本发明设计第二背面导电箔铺设在电池片背面时的对位关系示意图；
图3：第一背面高透绝缘聚合物层示意图；
图4：背面改色膜层示意图；
图5：第一背面导电箔层示意图；
图6：第二背面高透绝缘聚合物层示意图；
图7：第二背面导电箔层示意图；
图8：本发明设计的集成式复合型局域导电芯板的俯视图；
图中，1- N型单晶硅衬底、2-背面本征非晶硅钝化层、3-正面本征非晶硅钝化层、4-背面P型掺杂非晶硅发射层、5-正面N+型掺杂的非晶硅层、6-正面TCO层、7-背面TCO层、8-背面负极点、9-正面细栅、10-背面细栅、11-背面正电极环、12-第一背面高透绝缘聚合物、13-第二背面高透绝缘聚合物、14-第一背面导电箔、15-第二背面导电箔、16-背面超白高透玻璃、17-背面改色膜、18-导电胶、19-绝缘区域。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例为一种双面MWT-HIT电池组件，该电池组件依次包括正面超白高透玻璃、正面封装聚合物、正面电极、正面TCO层、正面N+型掺杂的非晶硅层、正面本征非晶硅钝化层、N型单晶硅衬底、背面本征非晶硅钝化层、背面P型掺杂非晶硅发射层、背面TCO层、背面电极环、第二背面导电箔、第二背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔、背面改色膜、第一背面高透绝缘聚合物、背面超白高透玻璃。其中电池背面细栅图形与正面图形高度一致，背面细栅图形仅在电极点处为套圈设计，形成包围背面正极电极点的背面电极环。背面电极环与背面正极电极点间由印刷刻蚀浆料来进行隔离绝缘。此电极环由与正面细栅图形高度一致的背面细栅线汇集电流，并作为后续通过印刷导电胶与复合型局域导电芯板形成接触的结合点。除局域导电箔占据的位置，其他区域对背面入射光无遮挡，充分利用背面入射光进行双面发电。电池端完成正面电极和空洞内浆料贯穿，正背面电极为丝网印刷低温银浆，同时使用低温银浆作为堵孔浆料，通过制绒前在硅片上激光打的孔洞，汇集引导到背面。背面正极电极环和背面负极电极点，通过在自身上印刷导电胶后与集成式复合型局域导电芯板内的各自触点形成良好导电接触，背面的正负极之间通过印刷刻蚀浆料来进行隔离绝缘。集成式复合型局域导电芯板中，除了导电箔分布以外区域经层压后为高透区域，从而吸收背面入射光。相比于单面MWT-HIT电池，该发明开创了另一条路，通过特殊设计的集成式复合型局域导电芯板在组件端一次封装实现，相比于常规双面电池的焊带连接方式，由于导电芯板具有较好的平整度和集成性，能够提高良率，降低工时。
如图1至图8所示，作为本申请的一个创新，本申请提供了一种集成式复合型局域导电芯板，该集成式复合型局域导电芯板包含自上而下依次设置的第二背面导电箔、第二背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔 、第一背面高透绝缘聚合物；为保证本发明中实施例描述更为清晰，做以下说明。
以图2为例，图2为MWT-HIT电池的背面视图，本发明中的集成式复合型局域导电芯板与MWT-HIT电池的背面进行对位接触并层压封装，在对位接触层压封装前需要在图2中所示的背面负极点和背面正极电极环上分别印刷导电胶；然后按如下顺序进行各层的覆盖：
1.第二背面导电箔覆盖，第二背面导电箔中的圆环状区域完全覆盖住背面正极电极环，并通过背面正极电极环上的导电胶进行有效连接导电。对印刷在背面正极电极环上的导电胶的要求是，进行层压封装后该位置的导电胶不会溢出第二背面导电箔中的圆环位置，对第二背面导电箔的另一个对位要求是，第二背面导电箔中的圆环不能和图2中所示的背面负极点有重叠。
2.进行如图6所示第二背面高透绝缘聚合物的覆盖，对位要求为，覆盖后图2中的背面负极点需在第二背面高透绝缘聚合物的圆孔正中，第二背面高透绝缘聚合物的圆孔直径大于背面负极点的直径。第二背面高透绝缘聚合物的圆孔直径小于第二背面导电箔中圆环内径，第二背面高透绝缘聚合物覆盖后能够完全遮盖住第二背面导电箔的区域，仅在第二背面高透绝缘聚合物的圆孔中漏出背面负极点区域。
3.进行第一背面导电箔的覆盖，如图5所示第一背面导电箔的格点与图2中所示背面负极点通过背面负极点上的导电胶进行粘接导电。
4.进行改色膜覆盖，改色膜的形状为第二背面导电箔的等比例放大，覆盖时要求完全覆盖住第二背面导电箔和第一背面导电箔。该层改色膜色系与电池片背面色系相同，仅起到美观作用。
5.最后进行第一背面高透绝缘聚合物覆盖。以上为集成式复合型局域导电芯板中各层分解后覆盖时与电池片背面结构的对位连接说明。
进一步的，为了节省工时提高定位精度，复合型局域导电芯板可提前压合后制成一体式的。
本发明提出的这种结构设计将MWT和HIT电池技术相结合，另外还使其具备双面发电特性，一方面能够发挥HIT电池的性能优势，另一方面MWT电池的背接触优势也得以发挥，且通过一种特殊设计的集成式复合型局域导电芯板进行封装，能够赋予MWT-HIT电池双面性，将MWT电池正面低银耗量的特点应用到背面更能发挥其成本优势。通过电池背面结构的创新性设计，和背面组件封装技术的创新设计，可使双面MWT-HIT电池具备HIT电池的高效性与双面性，同时也具备MWT电池的低银耗与背接触特性，大幅度降低双面MWT-HIT电池组件产品的成本，提升性价比。
实施例2
另一方面，本发明同时提供一种双面MWT-HIT电池组件的工艺制备方法，所述工艺制备方法包括如下工艺步骤：
S01对N型硅片进行激光打孔；
S02硅片清洗抛光：对N型单晶硅基底进行制绒和清洗，去除硅基底表面的机械损伤层和污染物，形成金字塔绒面；
S03双面沉积本征非晶硅层；
S04正面进行N型非晶硅沉积；
S05背面进行P型非晶硅沉积；
S06正面进行TCO沉积；
S07背面进行TCO沉积；
S08背面在孔的位置周围印刷刻蚀浆料进行背面TCO和P型非晶硅的局部刻蚀；
S09丝网印刷堵孔浆料：将堵孔浆料从背面印刷入提前在硅片上用激光打的孔中；
S10丝网印刷背面低温银浆；
S11丝网印刷正面低温银浆
S12依次平放背面超白高透玻璃、第一背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔、第二背面高透绝缘聚合物、第二背面导电箔、印刷导电胶、电池片、正面封装聚合物、正面超白高透玻璃；
S13进入组件层压机进行组件封装；
进一步地：S1201中铺设的背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔、背面高透绝缘聚合物、第二背面导电箔可提前制成为一体式集成的，可有效缩短工时并提高对位精度；S1201中在铺设第一背面导电箔前还可铺设一层和电池片背面色系相同的改色膜，该层改色膜化学性质稳定，层压后与背面高透绝缘聚合物与第一背面导电箔具有良好的结合性，仅用来遮挡住局域导电箔的分布，封装后提高背面颜色一致性。
实施例3
本申请还提供一种集成式复合型局域导电芯板，为保证本发明中实施例描述更为清晰，做以下说明。以图2为例，图2为MWT-HIT电池的背面视图。本发明中的集成式复合型局域导电芯板主要与MWT-HIT电池的背面进行对位接触并层压封装。在对位接触层压封装前需要在图2中所示的背面负极点和背面正极电极环上分别印刷导电胶。然后按如下顺序进行各层的覆盖。
1. 第二背面导电箔覆盖，第二背面导电箔中的圆环状区域完全覆盖住背面正极电极环，并通过背面正极电极环上的导电胶进行有效连接导电。对印刷在背面正极电极环上的导电胶的要求是，进行层压封装后该位置的导电胶不会溢出第二背面导电箔中的圆环位置。对第二背面导电箔的另一个对位要求是，第二背面导电箔中的圆环不能和图2中所示的背面负极点有重叠。
2.进行如图6所示第二背面高透绝缘聚合物的覆盖，对位要求为，覆盖后图2中的背面负极点需在第二背面高透绝缘聚合物的圆孔正中，第二背面高透绝缘聚合物的圆孔直径大于背面负极点的直径。第二背面高透绝缘聚合物的圆孔直径小于第二背面导电箔中圆环内径，第二背面高透绝缘聚合物覆盖后能够完全遮盖住第二背面导电箔的区域，仅在第二背面高透绝缘聚合物的圆孔中漏出背面负极点区域。
3.进行第一背面导电箔的覆盖，如图5所示第一背面导电箔的格点与图2中所示背面负极点通过背面负极点上的导电胶进行粘接导电。
4.进行改色膜覆盖，改色膜的形状为第二背面导电箔的等比例放大，覆盖时要求完全覆盖住第二背面导电箔和第一背面导电箔。该层改色膜色系与电池片背面色系相同，仅起到美观作用。
5.最后进行第一背面高透绝缘聚合物覆盖。以上为集成式复合型局域导电芯板中各层分解后覆盖时与电池片背面结构的对位连接说明。
进一步的，为了节省工时提高定位精度，复合型局域导电芯板可提前压合后制成一体式的。
本发明专利的一个重要特点是，由于背面负极点和背面正极电极环在与导电箔接触时并不在同一个平面，而是上下两个平面，属于立体式封装。所以相较于平面封装，本专利中的立体式封装方式可将第一背面导电箔和第二背面导电箔置于上下不同平面，能够做到局域分布，而不是大面积分布。导电箔以外区域可接受太阳光进行双面发电。
上述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种集成式复合型局域导电芯板，其特征在于，所述集成式复合型局域导电芯板包含自上而下依次设置的第二背面导电箔、第二背面高透绝缘聚合物、第一背面导电箔、第一背面高透绝缘聚合物，其中，
所述第二背面导电箔上设有圆环状区域，所述圆环状区域完全覆盖背面正极电极环，并通过背面正电极环上的导电胶进行有效连接导电，所述圆环状区域避开背面的负极点重叠；
所述第二背面高透绝缘聚合物中设有圆孔，所述背面负极点位于圆孔正中，所述第二背面高透绝缘聚合物的圆孔直径小于第二背面导电箔中圆环内径，仅在第二背面高透绝缘聚合物的圆孔中漏出背面负极点区域；
所述第一背面导电箔为格状导电线路，所述格状导电线路的格点与背面负极点通过背面负极点顶部的导电胶进行粘接导电；
在所述第一背面导电箔的外侧面覆盖第一背面高透绝缘聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种集成式复合型局域导电芯板，其特征在于，在所述集成式复合型局域导电芯板、背面超白高透玻璃之间还设有改色膜层，所述改色膜层的形状为第二背面导电箔的等比例放大，完全覆盖住第二背面导电箔和第一背面导电箔。
3.一种集成式复合型局域导电芯板的应用，其特征在于，所述集成式复合型局域导电芯板应用于电池组件中，所述电池组件自上而下依次包括正面超白高透玻璃、正面封装聚合物、正面电极、正面TCO层、正面N+型掺杂的非晶硅层、正面本征非晶硅钝化层、N型单晶硅衬底、背面本征非晶硅钝化层、背面P型掺杂非晶硅发射层、背面TCO层、背面正电极环、集成式复合型局域导电芯板、背面超白高透玻璃；
其中，所述正面TCO层上设有正面细栅，所述背面TCO层上设有背面细栅，所述正面细栅图形与背面细栅图形高度一致；
所述背面细栅在电极点处为套圈结构，形成包围背面正极电极点的背面正电极环，所述背面电极环与背面正极电极点设有印刷刻蚀浆料进行隔离绝缘；
所述N型单晶硅衬底上设有通孔，所述通孔内有浆料，浆料贯穿正面TCO层、正面N+型掺杂的非晶硅层、正面本征非晶硅钝化层、N型单晶硅衬底、背面本征非晶硅钝化层、背面P型掺杂非晶硅发射层、背面TCO层、背面电极环、集成式复合型局域导电芯板，所述通孔内为低温银浆作为堵孔浆料，所述通孔构成背面负极点。
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