CN203150566U

CN203150566U - 一种背接触太阳能电池片

Info

Publication number: CN203150566U
Application number: CN 201320131472
Authority: CN
Inventors: 蒋林; 龙维绪; 王栩生; 章灵军
Original assignee: CSI Solar Technologies Inc
Current assignee: CSI Solar Technologies Inc
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2023-03-21

Abstract

本实用新型公开了一种背接触太阳能电池片，电池片的正面设有至少2个由栅线形成的电流收集单元，所述各个电流收集单元的汇流处设有至少1个通孔，通孔内设有孔金属电极；所述各通孔均倾斜设置于电池片内，其与电池片正面之间的夹角为60~89度；所述各通孔为下大上小的锥形结构。本实用新型通过在同一个电流收集单元内设置多个通孔，多个通孔并联连接电池片正面栅线和背面电极，从而大大降低了电池片因为热胀冷缩等原因导致单个孔内的孔金属电极出现孔洞或断裂等缺陷而引起所在整个电流收集单元失效的概率。

Description

一种背接触太阳能电池片

技术领域

本实用新型涉及一种背接触太阳能电池片，属于太阳能技术领域。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，晶体硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能。因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。

目前，背接触太阳能电池（MWT(Metal Wrap Through)太阳能电池）受到了大家的广泛关注，其优点在于：由于其正面没有主栅线，正极和负极的焊接点都在电池片的背面，减少了电池片的遮光，提高了电池片的转换效率，同时在制作太阳能组件时，可以减少焊带对电池片的遮光影响，同时，采用新的封装方式可以降低电池片的串联电阻，减小电池片的功率损失。因此，目前背接触太阳电池越来越受到行业的关注并逐步开始产业化应用。

现有的背接触太阳能电池是由多片背接触太阳能电池片组成的。电池片正面的受光面产生的电流汇流后，通过贯穿电池片的通孔内的导电金属（又称孔金属电极）传导至位于电池片背面的电极；而两种极性的电极都位于电池片背面，通过特定的互联方式，形成背接触太阳能电池。因此电池片的通孔内导电金属的形成是MWT电池片电性能以及可靠性保证的关键。

现有的背接触太阳能电池片的结构如下：电池片的正面设有栅线，在正面形成若干个电流收集单元，各个电流收集单元的汇流处设有通孔，通孔内设有导电浆料形成的孔金属电极，电流通过栅线形成的电流收集单元收集并经过孔金属电极传送至电池片的背面。

然而，上述结构的背接触太阳能电池片存在如下问题：(1) 由于通孔的直径较小，且均是垂直于电池片设置，因此在采用印刷的方式将导电浆料填充入通孔的过程中，容易形成孔内空隙或者断层，从而导致电池片孔电阻大大增加甚至无法导通，影响其电性能；(2) 现有的电池片上的各个电流收集单元上一般只有1个通孔，在长期户外的恶劣应用环境下，电池片会因为热胀冷缩等原因导致单个通孔内的孔金属电极出现孔洞或断裂等缺陷，从而导致其所在的电流收集单元失效，最终影响电池片以及组件的长期可靠性。

发明内容

本实用新型目的是提供一种背接触太阳能电池片。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种背接触太阳能电池片，电池片的正面设有至少2个由栅线形成的电流收集单元，所述各个电流收集单元的汇流处设有至少1个通孔，通孔内设有孔金属电极；

所述各通孔均倾斜设置于电池片内，其与电池片正面之间的夹角为60~89度；

所述各通孔为下大上小的锥形结构。

上文中，所述通孔可以通过激光、机械冲钻、化学腐蚀等方法形成。所述通孔的导电浆料为银或银铝合金等导电金属浆料，浆料通过印刷的方式填入通孔内。

所述各通孔均倾斜设置于电池片内，相邻通孔的倾斜方向可以相同或不同。且各个孔之间的倾斜角度也可以相同或不同。

本实用新型通过在同一个电流收集单元内设置多个通孔，多个通孔并联连接电池片正面栅线和背面电极，从而大大降低了电池片因为热胀冷缩等原因导致单个孔内的孔金属电极出现孔洞或断裂等缺陷而引起所在整个电流收集单元失效的概率。

此外，还可以将每个电流收集单元的通孔相对电池片中心对称。即做成中心分布图案，在工业生产中方便生产，不会有放置方向和印刷方向等的限制。

上述技术方案中，所述位于边缘的电流收集单元的汇流处设有至少2个通孔，所述位于中央的电流收集单元的汇流处设有1个通孔。优选的，各通孔按照受光面电流汇集的方向设置。

上述技术方案中，所述同一个电流收集单元内的通孔内的孔金属电极并联连接。即同一个电流收集单元内的多个通孔可以通过孔金属电极实现电连接。

上述技术方案中，所述各通孔均倾斜设置于电池片内，且各通孔与电池片正面形成的倾角方向与印刷方向一致。优选的，各通孔均迎着印刷方向设置，使各通孔与硅片表面形成适应印刷方向的夹角。

上述技术方案中，所述通孔的直径为50~500微米。

优选的，所述通孔与电池片正面之间的夹角为75~85度。

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1．本实用新型开发了一种新的背接触太阳能电池片，通过在同一个电流收集单元内设置多个通孔，多个通孔并联连接电池片正面栅线和背面电极，从而大大降低了电池片因为热胀冷缩等原因导致单个孔内的孔金属电极出现孔洞或断裂等缺陷而引起所在整个电流收集单元失效的概率。

2．与常规的背接触太阳能电池片相比，本实用新型的电池片的电流更高，电池片的串联电阻更大，更有利于减少电流损耗。

3．本实用新型的方案在工艺上成本投入增加极少，不需要额外增加生产工序，但获得较好的电性能和长期可靠性提升，便于工业化应用。

4．本实用新型的结构简单且合理，便于制备，适于推广应用。

5．本实用新型将通孔倾斜设置于电池片内，且通孔为下大上小的锥形结构，大大方便了孔内导电浆料的印刷，避免了孔内形成空隙或者断层的问题，进一步提高了电池片的电性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是图2的B部放大图；

图4是本实用新型实施例一中1个电流收集单元的剖视图；

图5是图4中去除孔金属电极和浆料之后的示意图。

其中：1、栅线；2、减反膜；3、电池片；4、孔金属电极；5、导电浆料；6、铝背场；7、通孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一

参见图1~5所示，一种P型背接触太阳能电池片，电池片的正面设有9个由栅线1形成的电流收集单元，所述9个电流收集单元呈3×3陈列分布；中央的1个电流收集单元的汇流处设有1个通孔，其他边缘的8个电流收集单元的汇流处均设有2个通孔7，通孔内设有孔金属电极4；

所述各通孔均倾斜设置于电池片内，其与电池片正面之间的夹角a为75度，参见图5所示；与其相邻的另一个通孔的倾斜方向与其相反；

所述各通孔为下大上小的锥形结构。

通孔由激光在电池片3背面烧蚀形成。电池片正面为受光面，设有常规的减反膜2，其下面为扩散磷形成的pn结；该处产生的电子通过正面设置的正面细栅线1收集。导电浆料通过印刷的方式在电池片背面印刷而填充入通孔，在通孔内形成孔金属电极4，同时形成的还有位于背面的导电浆料5（即电池负极）。在电池片背面非孔金属电极区域，设置有铝背场6收集光生空穴。背电极（即电池正极）汇集铝背场的电流，未在图中标示。在孔金属电极与铝背场之间有一定间隙，以达到绝缘效果。

从图5可以看出，通孔与电池片水平方向形成一定倾角，并且在电池片背面孔径大于正面的孔径，目的为了在印刷时便于导电浆料更好的填充整个通孔。

图1是电池片正面示意图，该电池片正面是由9个电流收集单元组成。每个电流收集单元的电流汇流于单元中心收集点（即汇流处）。在收集点上设有个通孔。所有各对通孔的位置与电流汇集方向一致，形成中心对称图形，方便生产，无需特殊对位或朝向。

对比例一

一种P型背接触太阳能电池片，电池片的正面设有9个由栅线形成的电流收集单元，所述9个电流收集单元呈3×3陈列分布；各个电流收集单元的汇流处设有1个通孔；通孔内设有孔金属电极；各通孔均垂直设置于电池片内。

测定所述实施例和对比例的MWT电池的电性能以及其组件经过老化模拟实验后的性能，结果如下：

上表显示，对于同一种MWT电池片，在电流收集点设有多孔的电池片（即实施例一）在电池片串联电阻Rs、填充因子FF、短路电流Isc上相比单孔（即对比例一）的电池片一定的优势。这一优势在组件端也会有明显表现。

然后，将上述两种电池片各挑9片制作成小组件，除电池片外其他附件保持一致。测试其电性能，结果如下：

由上表可见，实施例的串联电阻、填充因子和短路电流的优势都在组件上体现出来。将两组件都进行老化实验，即短时间内高温和低温多次循环实验来模拟组件在长期户外应用环境下的表现。观察可得，对比例的单孔组件在实验前后差异较大（出现大量的块状灰色区域），在频繁的热胀冷缩实验条件下，出现大量的“灰斑”，即由于通孔内电流导通出现问题，引起的电流无法正常由正面方形收集单元通过孔内金属导通至背面的孔金属电极。而实施例的多孔组件则情况要好很多，均匀性更佳。

测试老化实验后的组件，结果如下：

由上表可见，对比例一的单孔组件功率衰减2.1%，远远大于实施例一的多孔组件的0.3%。由此看到本技术方案对于电池、组件的长期可靠性有着较大的提升。

Claims

1.一种背接触太阳能电池片，电池片的正面设有至少2个由栅线(1)形成的电流收集单元，其特征在于：所述各个电流收集单元的汇流处设有至少1个通孔(7)，通孔内设有孔金属电极；

所述各通孔为下大上小的锥形结构。

2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池片，其特征在于：所述位于边缘的电流收集单元的汇流处设有至少2个通孔，所述位于中央的电流收集单元的汇流处设有1个通孔。

3.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池片，其特征在于：所述同一个电流收集单元内的通孔内的孔金属电极并联连接。

4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池片，其特征在于：所述各通孔均倾斜设置于电池片内，且各通孔与电池片正面形成的倾角方向与印刷方向一致。

5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池片，其特征在于：所述通孔的直径为50~500微米。

6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池片，其特征在于：所述通孔与电池片正面之间的夹角为75~85度。