CN204088345U - 无主栅高效率背接触太阳能电池模块及组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及无主栅、高效率背接触太阳能电池模块及组件。该太阳能电池模块包括电池片和电连接层，所述电池片的背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接；所述模块受光面面积与电池片面积之比为1.05∶1～100∶1。其有益效果是：效率高，耐隐裂，消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高了电池效率；可实现电池的薄片化，从而降低成本；实用性更强，本实用新型的背接触太阳电池背板普遍适用于MWT、EWT和IBC等多种结构。

Description

无主栅高效率背接触太阳能电池模块及组件

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及无主栅高效率背接触太阳能电池模块及组件。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，随着人类社会的不断发展和进步，对能源的需求与日俱增。传统的化石能源属于不可再生能源已经很难继续满足社会发展的需求，因此全球各国近年来对新能源和可再生源的研究和利用日趋火热。其中太阳能发电技术具有将太阳光直接转化为电力、使用简单、环保无污染、能源利用率高等优势尤其受到普遍的重视。太阳能发电是使用大面积的P-N结二极管在阳光照射的情况下产生光生载流子发电。

现有技术中，占主导地位并大规模商业化的晶体硅太阳电池，其发射区和发射区电极均位于电池正面(向光面)，即主栅、辅栅线均位于电池正面。由于太阳能级硅材料电子扩散距离较短，发射区位于电池正面有利于提高载流子的收集效率。但由于电池正面的栅线阻挡了部分阳光(约为8％)，从而使太阳能电池的有效受光面积降低并由此而损失了一部分电流。另外在电池片串联时，需要用镀锡铜带从一块电池的正面焊接到另一块电池的背面，如果使用较厚的镀锡铜带会由于其过于坚硬而导致电池片的碎裂，但若用细宽的镀锡铜带又会遮蔽过多的光线。因此，无论使用何种镀锡焊带都会产生串联电阻带来的能量损耗和光学损耗，同时不利于电池片的薄片化。为了解决上述技术问题，本领域技术人员将正面电极转移到电池背面，开发出背接触太阳能电池，背接触太阳电池是指电池的发射区电极和基区电极均位于电池背面的一种太阳电池。背接触电池有很多优点：①效率高，由于完全消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高了电池效率。②可实现电池的薄片化，串联使用的金属连接器件都在电池背面，不存在从正面到背面的连接可以使用更薄的硅片，从而降低成本。③更美观，电池的正面颜色均匀，满足了消费者的审美要求。

背接触太阳电池包括MWT、EWT和IBC等多种结构。背接触太阳电池大规模商业化生产的关键是在于如何高效而低成本的将背接触太阳电池串联起来并制作成太阳能组件。MWT组件通常的制备方法是使用复合导电背板，在导电背板上施加导电胶，在封装材料上对应的位置冲孔使导电胶贯穿封装材料，将背接触太阳电池准确地放置于封装材料上使导电背板上的导电点与背接触太阳电池上的电极通过导电胶接触，然后在电池片上铺设上层EVA和玻璃，再将整个层叠好的模组翻转进入层压机进行层压。此工艺存在以下几个缺陷：1、所使用的复合导电背板是在背板中复合导电金属箔，通常为铜箔，且需要对铜箔进行激光刻蚀或化学刻蚀。由于激光刻蚀对于简单图形尚可操作，对于复杂图案则刻蚀速度慢，生产效率低，而化学刻蚀则存在需要预先制备形状复杂且耐腐蚀的掩膜、环境污染和腐蚀液对高分子基材的腐蚀问题。所以此方式制造的导电型背板制造工艺复杂，成本极高。2、需要对太阳电池片后层的封装材料进行冲孔以便使导电胶贯穿封装材料，由于封装材料通常是粘弹体，要进行精确冲孔难度极大。3、需要精确的点胶设备将导电胶涂覆在背板的相应位置，对MWT这种背接触点较少的电池还可以操作，对IBC等背接触点面积小、数量大的背接触电池使用点胶设备根本无法实现。

IBC技术将P-N结放置于电池背面，正面无任何遮挡同时又减少了电子收集的距离，因此可大幅度提高电池片效率。IBC电池在正面使用浅扩散、轻掺杂和SiO₂钝化层等技术减少复合损失，在电池背面将扩散区限制在较小的区域，这些扩散区在电池背面成点阵排列，扩散区金属接触被限制在很小的范围内呈现为数量众多的细小接触点。IBC电池减少了电池背面的重扩散区的面积，掺杂区域的饱和暗电流可以大幅减小，开路电压和转换效率得以提高。同时通过数量众多的小接触点收集电流使电流在背表面的传输距离缩短，大幅度降低组件的串联内阻。

IBC背接触电池由于具有常规太阳能电池难以达到的高效率而备受业界关注，已经成为新一代太阳能电池技术的研究热点。但现有技术中IBC太阳能电池模块P-N结位置相邻较近且均在电池片背面，难以对IBC电池模块进行串联并制备成组件。为解决上述问题，现有技术也出现了多种对IBC背接触太阳能电池的改进，Sunpower公司曾发明将相邻的P或N发射极通过银浆丝网印刷细栅线相连最终将电流导流至电池边缘，在电池片边缘印刷较大的焊点再使用连接带进行焊接串联，自从丝网印刷技术发明后，太阳能领域一直使用该技术形成电流的汇流，如最新申请的专利201310260260.8，201310606634.7，201410038687.8，201410115631.8，并未作出任何改进。

然而，使用细栅线进行电流收集，在5寸电池片上尚可使用，但在现有技术中普遍流行的6寸或更大的硅片上就会遇到串联电阻上升和填充因子下降等问题，导致所制造的组件功率严重降低。在现有技术中的IBC电池也可以在相邻的P或N发射极之间丝网印刷比较宽的银浆栅线来降低串联电阻，但由于用银量的增加会带来成本的急剧上升，同时宽的栅线也会产生P-N之间的绝缘效果变差，易漏电的问题。

专利US20110041908A1公开了一种背面具有细长交叉指状发射极区域和基极区域的背接触式太阳能电池及其生产方法，具有半导体衬底，半导体衬底的背面表面上设有细长基极区域和细长发射极区域，基极区域为基极半导体类型，发射极区域设有与所述基极半导体类型相反的发射极半导体类型；细长发射极区域设有用于电接触发射极区域的细长发射极电极，细长基极区域设有用于电接触基极区域的细长基极电极；其中细长发射极区域具有比细长发射极电极小的结构宽度，并且其中细长基极区域具有比所述细长基极电极小的结构宽度。但是需要有设置大量的导电件来有效收集电流，因此导致制造成本增加，工艺步骤复杂。

专利EP2709162A1公开了一种太阳能电池，运用于背接触太阳能电池，公开了彼此分开并交替排列的电极接触单元，通过纵向的连接体连接电极接触单元，形成“工”形电极结构；但是该种结构在电池片上进行了两次连接，第一次是电池片与电极接触单元连接，然后还需要通过连接体连接电极接触单元，两次连接带来了工艺上的复杂性，以及造成过多的电极接触点，可能造成“断连”或者“错连”，不利于背接触太阳能电池的整体性能。

专利WO2011143341A2公开了一种背接触太阳能电池，包括衬底，多个相邻的P掺杂层和N掺杂层位于衬底背面，P掺杂层和N掺杂层与金属接触层层叠，并且P掺杂层和N掺杂层与金属接触层之间设置有钝化层，所述钝化层上具有大量的纳米连接孔，所述纳米连接孔连接P掺杂层和N掺杂层与金属接触层；但该发明利用纳米孔连接金属接触层会使电阻增大，况且制造工艺复杂，对制造设备有较高的要求。该发明不能把多片太阳能电池与电连接层集成为一个模块，而把电池片集成为太阳能电池模块之后不仅便于组装成组件，而且便于调整模块间的串并联，从而有利于调整太阳能电池模块中电池片的串并联方式，减小组件的连接电阻。

由此可见，一种结构简单、组装电池片方便、低成本、低串联电阻、耐隐裂、高效率、高稳定性、易工艺化生产的背接触太阳能电池组件及其制备工艺是目前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单、组装电池片方便、低成本、低串联电阻、耐隐裂、高效率、高稳定性的背接触太阳能电池模块、组件。

本实用新型提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池模块的主要技术方案为：

该太阳能电池模块包括电池片和电连接层，所述电池片的背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接；所述模块受光面面积与电池片面积之比为1.05∶1～100∶1。

本实用新型的一种无主栅高效率背接触太阳能电池模块还可以采用如下附属技术方案：

所述电连接层为三层结构，第一层为导电材料层，第二层为抗变形层，第三层的材料为与第一层材料的热胀冷缩系数相同或相近的材料，叉指状交替排列的指状电极设置在所述导电材料层上。

所述导电材料层为铝塑板、铜塑板、银塑板中的任一种，所述抗变形层为发泡PET材料，所述第三层的材料与第一层的导电材料相同。

所述指状电极镀有铜层、银层或铝层中的任一种。

所述电连接层上指状电极指部的形状为弯曲的形状。

所述指状电极的指部设置有副栅或者导电粒子，用于收集电子，所述副栅或者导电粒子与电极连接。

所述P电极为点状P电极或者线型P电极，所述N电极为点状N电极或者线型N电极。

所述点状P电极的直径为0.4mm～1.5mm，与所述指状电极的同一指部连接的两个相邻点状P电极之间的距离为0.7mm～10mm，所述线型P电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状N电极的直径为0.4mm～1.5mm，与所述指状电极的同一指部的两个相邻点状N电极之间的距离0.7mm～10mm，所述线型N电极的宽度为0.4mm～1.5mm。

所述点状P电极和所述点状N电极的总个数为1000～40000个。

所述点状电极或者线型电极为银浆、导电高分子、导电胶或焊锡中的任一种。

与所述P电极连接和与所述N电极连接并相邻的指状电极的指部之间的距离为0.1mm～20mm。

所述指状电极指部的横截面形状为圆形、方形或椭圆形中的任一种；所述指状电极指部横截面形状的外接圆直径为0.05mm～1.5mm。

所述指状电极指部表面镀有低熔点材料或涂覆有导电胶。

所述低熔点材料为锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；所述指状电极指部的镀层厚度或导电胶层厚度为5μm～50μm。

所述指状电极指部的数量为10根～500根。

汇流条电极设置在指状电极的基部，汇流条电极的表面具有凹凸形状。

所述导电胶为低电阻率导电粘接胶，其主要成分为导电粒子和高分子粘接剂。

所述导电胶中的导电粒子为金、银、铜、镀金镍、镀银镍或镀银铜中的任一种或几种的混合；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状或针状中的任一种或几种的混合；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm。

所述导电胶中的高分子粘接剂为环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或有机硅树脂中的任一种或任几种的混合，所述粘接剂可以热固化或光固化。

所述P电极与所述N电极之间的绝缘层处设置有热塑性树脂或热固性树脂。

所述树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种或任几种。

本实用新型提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的主要技术方案为：

包括由上至下连接的前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料，其特征在于：所述太阳能电池层包括若干个太阳能电池模块，所述太阳能电池模块为上述技术方案所述的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块通过指状电极的基部设置的汇流条电极电连接。

本实用新型提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件还可以包括以下技术方案：

所述太阳电池层的电池片个数为1～120个，其中，包括1～120个电池模块，所述电池模块包括1～120个电池片。

组件包含的电池片个数、电池模块个数、电池模块内的电池片个数的数量可由以下公式限定；Z代表电池组件总的电池片个数，Y代表所述电池模块的个数，X代表所述电池模块包含的电池片个数，其中1≤Y≤X≤Z；X×Y＝Z；；当X＝1时，一根指状电极的指部的长度为一块电池片的长度；当Y＝1时为一体化连接，即一根指状电极的指部连接电池组件的所有电池片。

本实用新型的实施包括以下技术效果：

1、本实用新型提出一种使用无主栅梳齿状结构电连接层的技术来实现大尺寸背接触太阳电池的串联并制作相应的太阳能组件的方法。此技术不需要对IBC电池相邻的P或N发射极之间丝网印刷细银浆栅线，可以大幅度减少银浆的用量，从而降低IBC电池的制造成本并简化制造工艺流程。

2、本实用新型所使用背接触太阳能电池无需主栅，大大降低银浆的使用量，

使背接触电池的制造成本明显降低；一是转化效率高，二是组装效率高，

消除了正面栅线电极的遮光损失，从而提高了电池效率；

3、本实用新型中太阳能电池电极与电连接层多点分散式接触，减少电子收集距离，大幅度降低组件的串联电阻。还可实现电池的薄片化，串联使用的金属连接器件都在电池背面，不存在从正面到背面的连接可以使用更薄的硅片，从而降低成本；

4、实用性更强，本实用新型的背接触太阳电池普遍适用于MWT、EWT和IBC等多种结构；

5、耐隐裂，本实用新型技术生产的组件集成的光伏系统可以彻底避免因一块电池片发生隐裂并损失一定的电流而导致整个组串的电流将发生明显的降低的问题，由于此实用新型所提出的无主栅梳齿背排线技术实现了导电体与电池片之间的多点连接，可以提高整个系统对生产制造、运输、安装和使用过程中产生的隐裂和微裂的容忍度。

副栅或者导电粒子的设置可以减少电子以及空穴的迁移距离，增强电池片收集电子的能力。汇流条电极凹凸形状的设置可以增大电极的接触面积，减小电阻。

此技术不需要使用导电胶粘接工艺，从而节省导电胶的成本并避免了导电胶需要精确点胶等一系列技术问题。此技术可以实现导电体与电池片之间的焊接，可以大幅度提高组件的长期可靠性。此技术制备的组件中，IBC电池与导电体之间是多点连接，连接点分布更密集，可以达到几千甚至几万个，在硅片隐裂和微裂部位电流传导的路径更加优化，因此基于微裂造成的损失被大大减小，产品的质量提高。通常在光伏系统中，电池片发生隐裂后电池片上部分区域会与主栅发生脱离，此区域产生的电流将无法被收集。光伏系统都是采用串联的方式形成矩阵，具有明显的水桶效应，当一块电池片发生隐裂并损失一定的电流时整个组串的电流将发生明显的降低，从而导致整个组串的发电效率大幅度降低。使用该技术生产的组件集成的光伏系统可以彻底避免此类问题发生，由于此实用新型所提出的无主栅梳齿背排线技术实现了导电体与电池片之间的多点连接，使整个光伏系统对生产制造、运输、安装和使用过程中产生的隐裂和微裂痕具有极高的容忍性。可以用一个简单的例子来说明，传统技术生产的太阳能组件就像是普通的玻璃，一个点被撞碎了整块玻璃就粉碎了，而用无主栅梳齿背排线技术生产的组件则像是夹胶安全玻璃，一个点碎裂了外观上看起来不美观了，但是整个玻璃的遮风挡雨的功能还在。此技术突破了传统的电池组串工艺，使电池排布更自由，更紧密，采用上述技术的组件有望更小更轻，对下游项目开发来说，这就意味着安装中更小的占地面积，更低的屋顶承重要求和更低的人力成本。无主栅背排线技术可以解决低成本、高效率的背接触太阳电池的连接问题，通过使用铜线代替银主栅降低成本，实现背接触太阳电池真正的工业化规模生产，在提高效率的同时降低成本，为光伏系统提供效率更高、成本更低、稳定性更高、耐隐裂更出色的光伏组件，大大提升光伏系统与传统能源的竞争力。

本实用新型所使用背接触太阳能电池整体结构与常规的背接触太阳能电池基本一致，但是在背接触太阳能电池完成银浆烧结和功率分档测试后在其发射区电极和基区电极之间的绝缘层处丝网印刷上热塑性或热固性的树脂。此树脂一方面可以起到分离绝缘发射区电极和基区电极的作用，一方面在层压过程中起到粘接背接触太阳能电池片和背板的作用。

附图说明

图1.点状电极背接触太阳能电池背面示意图

图2.线型电极背接触太阳能电池背面示意图

图3.指状电极的指部截面图(图3a，指状电极指部截面图，图3b，具有两层材料指状电极指部截面图，图3c，具有三层材料指状电极指部截面图)

图4.梳齿结构示意图

图5.电池模块结构示意图1

图6.电池模块结构示意图2

图7.电池模块结构示意图3

图8.太阳能电池组件连接示意图1

图9.太阳能电池组件连接示意图2

图10.背接触太阳能电池截面图

图11.装上电池片的太阳能电池组件示意图

1、为铜、铝或钢等金属材料；2、为与1不同的铝或钢等金属材料；3、为锡、锡铅、锡铋或锡铅银金属合金焊料；4、N型掺杂层；41、线型N电极；42、点状N电极43、与N电极连接的指状电极的指部；44、导电线；5、P型掺杂层；51、线型P电极；52、点状P电极；53、与P电极连接的指状电极的指部；6、N型单晶硅基体；7、绝缘层；8、背层材料；81、前层材料；91、P电极汇流条；92、N电极汇流条；10、太阳电池层；11、封装材料。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

参见图1、图3、图4、图6，本实施例所提供的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括电池片和电连接层，所述电池片的背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，所述电连接层可以为两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接；所述模块受光面面积与电池片面积之比为1.05∶1～100∶1。所述P电极与所述N电极之间的绝缘层处设置有热塑性树脂或热固性树脂，所述树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种，本实施例优选乙烯-醋酸乙烯共聚物，可防止电极之间的短路。

参见图1，所述电池片为N型单晶硅基体硅6，所述P电极为点状P电极52，所述N电极为点状N电极42，所述点状P电极52和所述点状N电极42设于硅基体的背面，点状P电极52和点状N电极42相互交替排列在硅基体的背面，点状P电极52上设有正电极接触点，点状N电极42上设有负电极接触点。点状P电极52直径为0.8mm，相邻点状P电极52之间的距离为1.5mm。点状N电极42直径为0.7mm，相邻点状N电极42之间的距离为1.5mm，点状P电极52连线与点状N电极42连线之间的中心距离为15mm，所述点状P电极52和所述点状N电极42的总个数为1000个～40000个，本实施例优选2080个；上述点状电极具体参数的设置在本实施例中方便连接，能较好的收集电流。电池转化效率为20.2％。

参见图3、图4，图6，所述电连接层可以包括两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接。所述汇流条电极设置在指状电极的基部，汇流条电极的表面具有凹凸形状，可以增大汇流条电极的欧姆接触面积，减小电阻；本实施例中所述电连接层为三层结构，第一层为铝塑板层，第二层为PET层，第三层为铝塑板层，叉指状交替排列的指状电极设置在所述铝塑板上，本实施例中铝材的指状电极指部表面镀有焊锡；所述指状电极的指部上设置有副栅，用于收集电子，所述副栅与电极连接。其中PET层和厚铝板层刚度好，发泡PET层能抵抗以下问题引起的变形：1、硅板同金属层粘结，因热胀冷缩，温差产生的应力；2、冲压或刻制薄铝板时产生的应力。解决了应力问题，使得铝塑板不易弯曲变形。

参见图1，所述导电极接触点包括银浆、导电胶或焊锡中的任一种，本实施例优选导电胶，所述导电胶中的导电粒子为金、银、铜、镀金镍、镀银镍或镀银铜中的任一种，本实施例优选铜；所述导电胶为低电阻率导电粘接胶，其主要成分为导电粒子和高分子粘接剂；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状、针状中的任一种，本实施例优选针状；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm，本实施例优选5μm。所述导电胶中的高分子粘接剂为环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种，本实施例优选环氧树脂，并可进行热固化或光固化，制备工艺简单。

参见图图9和10，本实施例所提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件包括由上至下连接的前层材料81、封装材料11、太阳电池层10、封装材料11、背层材料8，所述太阳电池层10包括若干个太阳能电池模块；所述太阳能电池模块通过指状电极的基部设置的汇流条电极电连接。本实用新型中所述的太阳能电池模块可以包括两个或者两个以上的指状电极，所述太阳能电池模块可以包括一块电池片或者两块以上的电池片；本实施例中一组指状电极连接一块电池片组成一个电池模块；本实用新型所述的太阳能电池组件可以包括一个或者两个以上的所述太阳能电池模块。

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法，主要包括以下步骤：

如图6所示，本实施例中一组指状电极连接一块电池片组成一个电池模块；将薄铝塑板刻制或冲压呈指状电极，再将指状电极依次与PET层、厚铝塑板层胶粘覆合，再将指状电极与电池片的点状P电极52或点状N电极42电连接；所述电连接方式为电烙铁焊接，焊接的温度为300～400℃，本实施例优选300℃，焊接过程中可在电池片正面使用加热垫以预防电池两面温差过大造成电池片的碎片或隐裂，加热垫温度控制在40～80℃，本实施例优选70℃；在所述指状电极的基部刻蚀凹凸形状形成汇流条电极，制备成太阳能电池模块；

如图9所示，串联汇流条电极，制作出32片背接触的电池片模组。依次按照玻璃、EVA、电池片模组、EVA和背层材料8的顺序进行层叠和外观检查，将层叠后的模组送入层压机进行层压，层压参数根据EVA的硫化特性进行设定，通常为145℃下层压16分钟。最后将层压完成的模组进行安装金属边框、安装接线盒并进行功率测试和外观检查，所述太阳能电池组件的受光面设置有有耐侯性好的含氟膜材料。得到太阳能电池组件。如图11所示，其截面图如图10所示。

上述32片背接触组件的功率参数如下：

开路电压  Uoc(V)22.25

短路电流  Isc(A)9.25

工作电压  Ump(V)17.27

工作电流  Imp(A)9.08

最大功率  Pmax(W)156.78

填充因子   76.18％

实施例2

参见图2、图3、图4、图5，本实施例所提供的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括电池片和电连接层，所述电池片为IBC电池，所述电池片的背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，所述电连接层可以为两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接；所述模块受光面面积与电池片面积之比为1.05∶1～100∶1。所述P电极与所述N电极之间的绝缘层处设置有热塑性树脂或热固性树脂，所述树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种，本实施例优选环氧树脂，可防止电极之间的短路。

参见图2，所述电池片为N型单晶硅基体硅，所述P电极为线型P电极51，所述N电极为线型N电极41，所述线型P电极51和所述线型N电极41设于硅基体的背面，线型P电极51和线型N电极41相互交替排列在硅基体的背面，线型P电极51上设有正电极接触区，线型N电极41上设有负电极接触区。线型P电极51宽度0.7mm，相邻线型P电极51之间的距离2.5mm。线型N电极41宽度0.5mm，相邻线型N电极41之间的距离2.5mm，线型P电极51连线与线型N电极41连线之间的中心距离为1.5mm，上述点状电极具体参数的设置在本实施例中方便连接，能较好的收集电流。电池转化效率为20.2％。

参图4，图5，所述电连接层可以包括两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接。本实施例中的电池模块包括多个电池片，如图5所示，指状电极设置于电池模块的两端，所述汇流条电极设置在指状电极的基部，汇流条电极的表面具有凹凸形状，可以增大电极接触面积，减小电阻；

所述指状电极的指部上设置有副栅，用于收集电子，所述副栅与电极连接。所述指状电极的指部上设有导电凸起，所述导电凸起与所述线型P电极51或者所述线型N电极41电连接；所述导电凸起结构的高度为250微米～400微米，本实施例优选300微米，所述导电凸起的形状选自圆柱体、圆锥体、平行六面体、棱柱中的任一种，本实施例优选圆锥体。所述导电凸起的设置利于导电性与电池片电极的紧密连接。

参见图8和10，本实施例所提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件包括由上至下连接的前层材料81、封装材料11、太阳电池层10、封装材料11、背层材料8，所述太阳电池层10包括若干个太阳能电池模块。本实施例中多个电池片组成一个电池模块，所述组件包含多个电池模块；所述太阳能电池模块通过指状电极的基部设置的汇流条电极电连接。

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法：

制备电池模块，在电连接层上成型指状电极；所述电连接层为三层结构，第一层为导电材料层，第二层为抗变形层，第三层的材料为与第一层材料的热胀冷缩系数相同或相近的材料，将第一层导电材料刻制或冲压呈指状电极，将指状电极依次与抗变形层、第三层材料层胶粘覆合，再将指状电极与电池片的P电极或N电极电连接。将一组或一组以上的所述指状电极与P电极或N电极电连接，将一组或一组以上的指状电极与另一掺杂类型的电极电连接；各组所述指状电极成叉指状交替排列，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接；在指状电极的基部设置汇流条电极；

参照图5，所述一组指状电极连接电池串的P电极，所述指状电极的基部设置P汇流条电极91，电池串中间可以使用导电线44串联电池片，另一组指状电极用于连接N电极，该指状电极的基部设置N汇流条电极92。电池片的连接方法，将第一片电池的线型N电极41与一指状电极焊接，然后将直径为1.3mm长度为298mm的镀锡层的导电线拉直绷紧按照背接触太阳电池的背面图形粘接在电池片的线型P电极51上；当把第一片电池片与所述指状电极的指部和导电线焊接后，为了使第一个电池片的的P掺杂层与第二片电池片的N掺杂层连接，将第二片背接触太阳电池在水平面旋转180度，使两片电池边缘对齐，同时这些镀层导电线也必然把第一片太阳能电池片的线型N电极41与第二片背接触太阳电池的P型接触区对齐。然后正常放置第三片背接触太阳电池，使第二片背接触太阳电池的线型N电极41和第三片背接触太阳电池的线型P电极51对齐，以此类推，放好需要安放的电池片个数之后，把一指状电极与最后一篇电池片的线型P电极51电连接，本实施例中一串的电池片为10个。安装好电池片后，在镀层导电线上施加少量的外力使镀层导电线与背接触太阳电池上接触区紧密接触，此时通过红外加热使第一片背接触太阳电池镀层导电线上的合金层融化将镀层导电线和背接触太阳电池焊接在一起，完成背接触太阳电池的焊接。制备成太阳能电池模块；

将制造完成的如图5所示电池模块的汇流条连接，制作出6串，每串10片，共60片背接触的电池片模组。依次按照玻璃、EVA、电池片模组、EVA和背层材料8的顺序进行层叠和外观检查，将层叠后的模组送入层压机进行层压，层压参数根据EVA的硫化特性进行设定，通常为145℃下层压16分钟。最后将层压完成的模组进行安装金属边框、安装接线盒并进行功率测试和外观检查。得到电池组件。如图10和图11所示。

上述60片背接触组件的功率参数如下：

开路电压  Uoc(V)40.36

短路电流  Isc(A)9.34

工作电压  μmp(V)31.78

工作电流  Imp(A)9.25

最大功率  Pmax(W)293.96

填充因子   77.98％

实施例3

参见图1、图3、图4、图7，本实施例所提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括电池片和电连接层，所述电池片的背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极。所述P电极与所述N电极之间的绝缘层处设置有热塑性树脂或热固性树脂，所述树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种，本实施例优选有机硅树脂，可防止电极之间的短路；所述模块受光面面积与电池片面积之比为1.05∶1～100∶1。

参见图1，所述电池片为N型单晶硅基体硅，所述P电极为点状P电极52，所述N电极为点状N电极42，所述点状P电极52和所述点状N电极42设于硅基体的背面，点状P电极52和点状N电极42相互交替排列在硅基体的背面，点状P电极52和点状N电极42相互交替排列，点状P电极52和点状N电极42的总个数为24200个。点状P电极52直径为0.5mm，相邻点状P电极52之间的距离为1.4mm。点状N电极42直径为0.4mm，相邻点状N电极42之间的距离为1.4mm，点状P电极52连线与点状N电极42连线之间的中心距离为1.4mm。电极接触点为焊锡材料；上述点状电极具体参数的设置在本实施例中方便连接，能较好的收集电流。电池转化效率为20.8％。

参见图3、图4，图7，所述电连接层可以包括两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接。所述汇流条电极设置在指状电极的基部，汇流条电极的表面具有凹凸形状，可以增大电极接触面积，减小电阻；本实施例中所述电连接层上的叉指状电极使用导电介质打印便固化成型；所述导电介质为导电胶，通过打印加固化成型的技术把导电胶打印成叉指状电极固定在电连接层上。打印技术可以精确实现很多叉指状电极的成型，可以方便实现较细的指状电极、多组叉指电极的成型，操作简单，且可以通过固化过程中的交联反应把导电介质和电连接层化学共价键联起来，实现永久牢固粘接。

所述导点状电极包括银浆、导电胶或焊锡中的任一种，本实施例优选导电胶，所述导电胶中的导电粒子为金、银、铜、镀金镍、镀银镍或镀银铜中的任一种，本实施例优选铜；所述导电胶为低电阻率导电粘接胶，其主要成分为导电粒子和高分子粘接剂；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状、针状中的任一种，本实施例优选针状；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm，本实施例优选5μm。所述导电胶中的高分子粘接剂为环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种，本实施例优选环氧树脂，并可进行热固化或光固化，制备工艺简单。

本实施例所提供的一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件包括由上至下连接的前层材料81、封装材料11、太阳电池层10、封装材料11、背层材料8，所述太阳电池层10包括若干个太阳能电池模块；所述太阳能电池模块通过指状电极的基部设置的汇流条电极电连接。本实施例中一组指状电极连接多块电池片组成一个电池模块，如图7所示。

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法，主要包括以下步骤：

通过打印成型的技术把导电胶打印成叉指状电极固化在电连接层上，再将指状电极与多个电池片的点状P电极52或点状N电极42电连接；安装好电池片后，在电连接层上施加少量的外力使电连接层上的指状电极与背接触太阳电池上接触点紧密接触，此时通过焊锡将第一片背接触太阳电池的点状电极与指状电极的指部焊接在一起，完成背接触太阳电池的焊接。焊接的温度为300～400℃，本实施例优选400℃，焊接过程中可在电池片正面使用加热垫以预防电池两面温差过大造成电池片的碎片或隐裂，加热垫温度控制在40～80℃，本实施例优选80℃；在所述指状电极的根部成型汇流条电极，制备成太阳能电池模块；参见图7，一组指状电极可以连接多块电池片。

如图7所示，连接汇流条电极，制作出6串，每串6片，共36片背接触的电池片模组。依次按照玻璃、EVA、电池片模组、EVA和背层材料8的顺序进行层叠和外观检查，将层叠后的模组送入层压机进行层压，层压参数根据EVA的硫化特性进行设定，通常为145℃下层压16分钟。最后将层压完成的模组进行安装金属边框、安装接线盒并进行功率测试和外观检查。得到电池组件。如图10和图11所示。

上述36片背接触组件的功率参数如下：

开路电压  Uoc(V)24.84

短路电流  Isc(A)9.31

工作电压  Ump(V)19.73

工作电流  Imp(A)9.05

最大功率  Pmax(W)178.59

填充因子   77.22％

由实施例1-3的实验参数可知，由本实用新型制备的背接触太阳能电池模块所构成的太阳能电池组件可以获得很高的填充因子，从而提高组件的发电效率。能够有效防止P电极和N电极之间的短路、耐隐裂、高效率、高稳定性，同时具有制备工艺简单，成本大大降低的优点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.无主栅高效率背接触太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括电池片和电连接层，所述电池片的背光面具有与P型掺杂层连接的P电极和与N型掺杂层连接的N电极，其特征在于：所述电连接层包括两组以上指状电极，各组所述指状电极成叉指状交替排列，所述指状电极与P电极或N电极电连接，相邻排列的所述成叉指状电极与不同型掺杂层电极电连接；所述模块受光面面积与电池片面积之比为1.05∶1～100∶1。 

2.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在于：所述电连接层为三层结构，第一层为导电材料层，第二层为抗变形层，第三层的材料为与第一层材料的热胀冷缩系数相同或相近的材料，叉指状交替排列的指状电极设置在所述导电材料层上；所述导电材料层为铝塑板、铜塑板、银塑板中的任一种，所述抗变形层为发泡PET材料，所述第三层的材料与第一层的导电材料相同；所述指状电极镀有铜层、银层或铝层中的任一种。 

3.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在于：所述指状电极的指部设置有副栅或者导电粒子，用于收集电子，所述副栅或者导电粒子与电极连接；汇流条电极设置在指状电极的基部，汇流条电极的表面具有凹凸形状。 

4.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在于：所述P电极为点状P电极或者线型P电极，所述N电极为点状N电极或者线型N电极；所述点状P电极的直径为0.4mm～1.5mm，与所述指状电极的同一指部连接的两个相邻点状P电极之间的距离为0.7mm～10mm，所述线型P电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状N电极的直径为0.4mm～1.5mm，与所述指状电极的同一指部的两个相邻点状N电极之间的距离0.7mm～10mm，所述线型N电极的宽度为0.4mm～1.5mm；所述点状P电极和所述点状N电极的总个数为1000～40000个。 

5.根据权利要求4所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在 于：所述点状电极或者线型电极为银浆、导电高分子、导电胶或焊锡中的任一种；与所述P电极连接和与所述N电极连接并相邻的指状电极的指部之间的距离为0.1mm～20mm。 

6.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在于：所述指状电极指部表面镀有低熔点材料或涂覆有导电胶；所述低熔点材料为锡、锡铅合金、锡铋合金或锡铅银合金中的任一种；所述指状电极指部的镀层厚度或导电胶层厚度为5μm～50μm；所述指状电极指部的数量为10根～500根。 

7.根据权利要求5所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在于：所述导电胶为低电阻率导电粘接胶，其主要成分为导电粒子和高分子粘接剂；所述导电胶中的导电粒子为金、银、铜、镀金镍、镀银镍或镀银铜中的任一种或几种的混合；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状或针状中的任一种或几种的混合；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm；所述导电胶中的高分子粘接剂为环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或有机硅树脂中的任一种或任几种的混合，所述粘接剂可以热固化或光固化。 

8.根据权利要求1所述的无主栅高效率背接触太阳能电池模块，其特征在于：所述P电极与所述N电极之间的绝缘层处设置有热塑性树脂或热固性树脂；所述树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的任一种或任几种。 

9.无主栅高效率背接触太阳能电池组件，包括由上至下连接的前层材料、封装材料、太阳能电池层、封装材料、背层材料，其特征在于：所述太阳能电池层包括若干个太阳能电池模块，所述太阳能电池模块为权利要求1-8任一项所述的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块通过指状电极的基部设置的汇流条电极电连接。 

10.根据权利要求9所述的无主栅高效率背接触太阳能电池组件，其特征在于：所述太阳电池层的电池片个数为1～120个，其中，包括1～120个电池模 块，所述电池模块包括1～120个电池片。