CN114530508A - Perc电池及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PERC电池及光伏组件，其中所涉及的PERC电池包括电池片本体，所述PERC电池还包括设置于所述电池片本体至少一侧的复合栅线，所述复合栅线含有银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒及镍颗粒中的至少一种；本发明所涉及PERC电池中，提供了一种不同于传统导电银浆所印制栅线结构的复合栅线，为PERC电池的电极制作提供更多选择，能够有效降低PERC电池的制作成本，且能够保证电极具有较小电阻。
Description
技术领域
本发明涉及光伏制造领域，尤其涉及一种PERC电池及光伏组件。
背景技术
目前光伏行业先进技术包括：湿法黑硅(MCCE)技术、背面钝化(PERC)技术、异质结太阳能电池(HIT)、金属穿透(MWT)技术、全背电极接触晶硅光伏电池(IBC)技术。其中，相比于传统工艺，PERC电池仅需要增加两台额外的设备(氧化铝沉积和激光设备)就可以对原有的常规生产线进行升级，因此成为了高效太阳能电池的主流方向。
现有技术中，在采用丝网板印制PERC电池的电极栅线时，所采用的导电浆料通常为银浆，银浆的制作成本高，不利于降低PERC电池制作成本。
有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述发明目的，本发明提供了一种PERC电池，其具体设计方式如下。
一种PERC电池，包括电池片本体，所述PERC电池还包括设置于所述电池片本体至少一侧的复合栅线，所述复合栅线含有银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒及镍颗粒中的至少一种。
进一步，所述银包镍颗粒、银包铜颗粒及银包铝颗粒中银的质量占比为 15％-25％；所述银包玻璃粉颗粒中银的质量占比为50％-75％；所述镍包碳颗粒中镍的质量占比为60％-75％。
进一步，所述复合栅线中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的粒径为5-15μm。
进一步，所述复合栅线中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒于所述电池片本体厚度方向上包括至少两层，且在相邻两层结构中，远离所述电池片本体一层中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的数量小于靠近述电池片本体一层中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的数量。
进一步，复合副栅相邻两层结构中的镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒在水平面上的投影呈错位分布。
进一步，所述复合栅线还具有填充于所述银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒之间的导电填充剂。
进一步，所述导电填充剂为纳米银颗粒或纳米镍颗粒。
进一步，所述纳米银颗粒与纳米镍颗粒的粒径为50-200nm。
进一步，所述复合栅线包括设置于所述电池片本体受光面一侧的复合副栅，所述复合副栅的宽度为40-65μm，厚度为11-23μm。
进一步，所述PERC电池还具有设置于所述电池片本体背光面一侧的铝副栅，相邻两所述铝副栅之间的距离小于相邻两所述复合副栅之间的距离。
进一步，所述复合副栅的宽度小于所述铝副栅的宽度。
进一步，所述复合栅线还包括设置于所述电池片本体受光面一侧的防断栅，所述防断栅位于所述电池片本体的边角位置处且与所述复合副栅平行。
进一步，所述复合栅线还包括设置于所述电池片本体受光面一侧的正面复合主栅，所述正面复合主栅的宽度为0.1-0.2mm，厚度为13-25μm。
进一步，所述正面复合主栅呈断续状设置。
进一步，所述复合栅线还包括设置于所述电池片本体背光面一侧的背面复合主栅，所述背面复合主栅的宽度为0.5-3mm，厚度为20-50μm。
进一步，所述背面复合主栅呈断续状设置。
进一步，所述电池片本体包括硅衬底、设置于所述硅衬底受光面一侧的减反射膜、以及设置于所述硅衬底背光面一侧且具有开槽的钝化叠层。
本发明还提供了一种光伏组件，其包括有以上所述的PERC电池。
本发明的有益效果是：本发明所涉及PERC电池中，提供了一种不同于传统导电银浆所印制栅线结构的复合栅线，为PERC电池的电极制作提供更多选择，能够有效降低PERC电池的制作成本，且能够保证电极具有较小电阻。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1所示为本发明PERC电池受光面一侧平面示意图；
图2所示为本发明PERC电池背光面一侧平面示意图；
图3所示为图1所示PERC电池于A-A＇位置处的截面示意图；
图4所示为图2所示PERC电池于B-B＇位置处的截面示意图；
图5所示为本发明中复合栅线第一种结构示意图；
图6所示为本发明中复合栅线第二种结构示意图；
图7所示为本发明中复合栅线第三种结构示意图；
图8所示为本发明PERC电池受光面一侧另一种平面示意图；
图9所示为本发明PERC电池受光面一侧又一种平面示意图。
图中，11为硅衬底，12为减反射膜，13为钝化叠层，131为氧化铝层，132 为氮化硅层，14为铝副栅，15为正面电极，151为复合副栅，152为正面复合主栅，153为防断栅，150为断口，16为背面复合副栅，17为铝主栅，100为颗粒本体，101为包覆层，102为内核，103为导电填充剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种PERC电池，参考图3所示，PERC电池包括电池片本体。参考图3、图4所示，所涉及的电池片本体包括硅衬底11、设置于硅衬底 11受光面一侧的减反射膜12、以及设置于硅衬底11背光面一侧的钝化叠层13，所涉及的钝化叠层具有若干开槽(图中未标识)。较为容易理解，钝化叠层13 通常包括依次层叠设置于硅衬底11背光面的氧化铝层131与氮化硅层132，开槽穿透氧化铝层131与氮化硅层132。
本发明中，PERC电池还包括设置于电池片本体至少一侧的复合栅线，复合栅线含有银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒及镍颗粒中的至少一种。
本发明所涉及PERC电池中，提供了一种不同于传统导电银浆所印制栅线结构的复合栅线，为PERC电池的集电极制作提供更多选择，能够有效降低 PERC电池的制作成本，且能够保证电极具有较小电阻。
具体而言，对于本发明中所涉及的复合栅线，在银包镍颗粒、银包铜颗粒及银包铝颗粒中，分别采用镍、铜、铝取代传统银浆料中的部分银，且采用银包覆在外的形式，在保证导电性同时能够极大的降低导电浆料的制作成本；在银包玻璃粉颗粒中，由于玻璃粉的存在，在复合栅线烧结成型时，能够使得复合栅线与硅衬底之间形成更好的接触，降低接触电阻；在镍包碳颗粒及镍颗粒，完全取代现有技术所设计的银颗粒，也能够有效降低导电浆料制作成本。
参考图5所示，其展示了本发明所涉及复合栅线的构成示意图，颗粒本体 100为银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒或镍包碳颗粒，颗粒本体100包括包覆层101及位于包覆层101内部的内核102。其中，当包覆层101为银金属层时，内核102为镍金属核、铜金属核、铝金属核或玻璃粉核；当包覆层101为镍金属层时，内核102为碳核。
更为详细地，在本发明的一些具体实施例中，当复合栅线含有银包镍颗粒、银包铜颗粒或银包铝颗粒成份时，银包镍颗粒、银包铜颗粒及银包铝颗粒中银的质量占比为15％-25％；当复合栅线含有银包玻璃粉颗粒成份时，银包玻璃粉颗粒中银的质量占比为50％-75％；当复合栅线含有镍包碳颗粒颗粒成份时，镍包碳颗粒中镍的质量占比为60％-75％。
进一步地，复合栅线中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的粒径为5-15μm。
结合图1、图3所示，本具体实施例中所涉及的复合栅线包括设置于电池片本体受光面一侧的复合副栅151。本发明中复合副栅的宽度为40-65μm，厚度为11-23μm。
通常，PERC电池还具有设置于电池片本体背光面一侧的铝背场，铝背场通过钝化叠层13上的开槽连接至硅衬底11，由于钝化叠层13的设置，铝背场与硅衬底之间为局部金属接触，如此可大大降低硅衬底背面的复合速度，同时提升了背表面的光反射。
本具体实施例中，参考图2、图3所示，所涉及的铝背场为一组平行设置的铝副栅14，铝副栅14通过钝化叠层13上的开槽连接至硅衬底11。作为优选，本发明中，相邻两铝副栅14之间的距离小于相邻两复合副栅151之间的距离，即受光面复合副栅151的数量小于背光面铝副栅14的数量。在具体应用场景中，相邻两复合副栅151之间距离相对较大可使得电池片本体受光面一侧具有足够的有效受光面积，背光面相邻两铝副栅之间距离相对较小可以降低PERC电池的串联电阻，两者综合可有效优化PERC电池的光电转化效率。
进一步优选地，图3所示实施例中复合副栅151的宽度小于铝副栅14的宽度。基于该设置，每一复合副栅151对太阳能光照的遮挡作用比每一铝副栅14 的遮挡作用小，可进一步提高PERC电池正面的受光强度，提高光生电流。
参考图2、图4所示，本具体实施例所涉及的复合栅线还包括设置于电池片本体受光面一侧的正面复合主栅152，正面复合主栅152的宽度为0.1-0.2mm，厚度为13-25μm。本实施例具体实施过程中，正面复合主栅152与复合副栅 151垂直连接。
结合图5所示，复合副栅151或正面复合主栅152中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒于电池片本体厚度方向上包括至少两层。且在相邻两层结构中，远离电池片本体一层中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的数量小于靠近述电池片本体一层中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的数量。
如图5中所示，由于远离电池片本体一层中颗粒本体100的数量小于靠近述电池片本体一层中颗粒本体100的数量，远离电池片本体一层中颗粒本体100 可以更为稳定的堆叠在靠近述电池片本体一层中颗粒本体100上。
进一步，如图5中所示，复合副栅151或正面复合主栅152相邻两层结构中的镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒在电池片本体所在平面上的投影呈错位分布。如此使得相应复合副栅(包括正面复合副栅511与背面复合副栅521)具有更为稳定的结构。
为使得复合副栅具有更为优异的导电性能及结构稳定性，在本发明的一些实施例中，参考图6所示，复合副栅151或正面复合主栅152还具有填充于银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒间隙之间的导电填充剂103。其中优选的，导电填充剂103为纳米银颗粒或纳米镍颗粒。
可以理解，由于颗粒本体100通常采用包覆型结构，其颗粒尺寸往往相对较大，如此在若干颗粒本体100堆叠形成复合栅线时，相邻两个或多个颗粒本体100之间会形成较大的间隙，进而影响相应复合副栅的导电性及结构稳定性。而在图6所示实施例中，导电填充剂103的每个金属粒子往往是单一金属，如此每个金属粒子形成较小的颗粒尺寸，进而可以较好的填充在若干颗粒本体 100的间隙位置处。在具体实施过程中，优选地，导电填充剂103中的纳米银颗粒与纳米镍颗粒的粒径为50-200nm。
结合图6、图7所示可知，在本发明中，通过改变颗粒本体100于复合栅线宽度方向上的排布数量即可改变相应复合副栅的宽度。
在本发明另一些实施例中，参考图8所示，复合栅线还包括设置于电池片本体受光面一侧的防断栅153，防断栅153位于电池片本体的边角位置处且与复合副栅151平行。如图中所示，在电池片本体受光面设置有防断栅153的区域，防断栅153与复合副栅151交替间隔设置。
对于PERC电池而言，在制作及应用过程中，基于形变的叠加作用，复合副栅151位于电池片本体四个边角位置处的部分容易出现断裂，进而影响电流的汇集。本发明中，通过防断栅153的设置，相当于增加PERC电池受光面边角位置处收集电流的栅线数量，如此，即使部分复合副栅151在边角位置处出现断裂，防断栅153也可以较好的实现电流汇集。
优选地，在本发明的又一些实施例中，正面复合主栅152呈断续状设置。参考图9所示，在本具体实施例中，每一正面复合主栅152由若干栅线段构成，同一正面复合主栅152中相邻两栅线段之间的断口150宽度不大于相邻两复合副栅151之间的距离，且使得每一复合副栅151均能连接至相应的复合主栅152 (即断口之间不存在复合副栅151)。
进一步地，参考图2、图4所示，在该具体实施例中，复合栅线还包括设置于电池片本体背光面一侧的背面复合主栅16，其中，背面复合主栅16的宽度为0.5-3mm，厚度为20-50μm。
本实施例具体实施过程中，背面复合主栅16呈断续状设置，间断的两背面复合主栅16之间还连接有铝主栅17，通常，铝主栅17的宽度小于背面复合主栅16的宽度。在本发明的另一些实施例中，背面复合主栅16的设置方式也可以参考正面复合主栅152的设置方式，进而取消图2中所示的铝主栅17。
在本发明的具体实施过程中，防断栅153与背面复合主栅16中颗粒本体 100的设置方式可参考以上所描述复合副栅151或正面复合主栅152中颗粒本体100的设置方式，相邻颗粒本体100之间的间隙内也可以设置有导电填充剂 103，具体在此不做赘述。
可以理解，在本发明的其它实施例中，与图1-图4所示实施例不同，复合栅线也可以仅包含有复合副栅151、正面复合主栅152、背面复合主栅16中的一种或两种，其它结构与现有技术一致。即在一些实施例中，复合副栅151可以替换为传统的银副栅，正面复合主栅152可替换为传统的正面银主栅，背面复合主栅16可替换为传统的背面银主栅。
本发明中，位于电池片本体受光面一侧的复合副栅151(或银副栅)与正面复合主栅152(或正面银主栅)共同构成正面电极15，位于电池片本体受光面一侧的背面复合主栅16(或背面银主栅)与铝主栅17共同构成背面电极。具体在图1-图4所示实施例中，正面复合副栅511与正面复合主栅512共同构成正面电极15，背面复合主栅16与铝主栅17共同构成背面电极(图中未标识)。
本发明还提供了一种光伏组件，其包括有以上所涉及的PERC电池。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种PERC电池，包括电池片本体，其特征在于，所述PERC电池还包括设置于所述电池片本体至少一侧的复合栅线，所述复合栅线含有银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒及镍颗粒中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的PERC电池，其特征在于，所述银包镍颗粒、银包铜颗粒及银包铝颗粒中银的质量占比为15％-25％；所述银包玻璃粉颗粒中银的质量占比为50％-75％；所述镍包碳颗粒中镍的质量占比为60％-75％。
3.根据权利要求1所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的粒径为5-15μm。
4.根据权利要求1所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒于所述电池片本体厚度方向上包括至少两层，且在相邻两层结构中，远离所述电池片本体一层中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的数量小于靠近述电池片本体一层中银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒的数量。
5.根据权利要求4所述的PERC电池，其特征在于，复合副栅相邻两层结构中的银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒在所述电池片本体所在平面上的投影呈错位分布。
6.根据权利要求1所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线还具有填充于所述银包镍颗粒、银包铜颗粒、银包铝颗粒、银包玻璃粉颗粒、镍包碳颗粒或镍颗粒间隙之间的导电填充剂。
7.根据权利要求6所述的PERC电池，其特征在于，所述导电填充剂为纳米银颗粒或纳米镍颗粒。
8.根据权利要求7所述的PERC电池，其特征在于，所述纳米银颗粒与纳米镍颗粒的粒径为50-200nm。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线包括设置于所述电池片本体受光面一侧的复合副栅，所述复合副栅的宽度为40-65μm，厚度为11-23μm。
10.根据权利要求9所述的PERC电池，其特征在于，所述PERC电池还具有设置于所述电池片本体背光面一侧的铝副栅，相邻两所述铝副栅之间的距离小于相邻两所述复合副栅之间的距离。
11.根据权利要求10所述的PERC电池，其特征在于，所述复合副栅的宽度小于所述铝副栅的宽度。
12.根据权利要求9所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线还包括设置于所述电池片本体受光面一侧的防断栅，所述防断栅位于所述电池片本体的边角位置处且与所述复合副栅平行。
13.根据权利要求1-8任意一项所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线还包括设置于所述电池片本体受光面一侧的正面复合主栅，所述正面复合主栅的宽度为0.1-0.2mm，厚度为13-25μm。
14.根据权利要求13所述的PERC电池，其特征在于，所述正面复合主栅呈断续状设置。
15.根据权利要求1-8任意一项所述的PERC电池，其特征在于，所述复合栅线还包括设置于所述电池片本体背光面一侧的背面复合主栅，所述背面复合主栅的宽度为0.5-3mm，厚度为20-50μm。
16.根据权利要求15所述的PERC电池，其特征在于，所述背面复合主栅呈断续状设置。
17.根据权利要求1-8任意一项所述的PERC电池，其特征在于，所述电池片本体包括硅衬底、设置于所述硅衬底受光面一侧的减反射膜、以及设置于所述硅衬底背光面一侧且具有开槽的钝化叠层。
18.一种光伏组件，其特征在于，包括有权利要求1-17任意一项所述的PERC电池。
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