CN204144285U - 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。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：所述电连接层包括贯穿孔、导电线，所述导电线分别设置于电连接层的正面和背面；正面导电线与任一种电极电连接，背面导电线通过所述贯穿孔中的导电介质与另一电极电连接，所述电连接层为绝缘材料；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，提供一种能够有效防止P发射极和N发射极短路、低成本、耐隐裂、高效率、高稳定性的太阳能电池组件。

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，当丝网印刷技术发明后，目前太阳能领域一直使用丝网印刷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。 

但是，丝网印刷技术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，并且“工”形电极相互交叉，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。 

而且现有技术中与P发射极和N发射极连接的导线会形成交叉或者相邻较近，太阳能电池使用一段时间老化以及外力碰触之后容易形成短路，严重影响电池组件的整体性能。 

由此可见，一种能够有效防止P区集流电极和N区集流电极短路、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，提供一种能够有效防止P区集流电极和N区集流电极短路、低成本、低串联电阻、耐隐裂、高效率、高稳定性、制备工艺简单的背接触太阳能电池模块及组件。 

本实用新型提供的一种背面接触太阳能电池模块的主要技术方案为： 

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，其特征在于：所述电连接层包括贯穿孔或贯穿槽、导电线，所述导电线分别设置于电连接层的正面和背面；正面导电线与任一种电极电连接，背面导电线通过所述贯穿孔或贯穿槽中的导电介质与另一电极电连接，所述电连接层为绝缘材料；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： 

与一掺杂层电连接的正面导线为两根以上的导电线；与另一掺杂层电连接的贯穿孔或贯穿槽为两排以上的贯穿孔或贯穿槽。 

所述电连接层上的导电线为弯曲的形状。 

所述导电线上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。 

所述贯穿孔或贯穿槽的背面面积大于贯穿孔或贯穿槽的正面面积，所述电连接层为塑料。 

所述正面导电线上设有导电凸起，所述导电凸起与所述P电极或者所述N电极电连接。 

所述导电凸起结构的高度为250微米～400微米。 

所述导电凸起的形状选自圆柱体、圆锥体、平行六面体或棱柱中的任一种。 

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，同一导电线上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，同一导电线上连接的两个相邻点状N电极之间的距离为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个～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电极相连的导电线相邻的与所述N电极相连的导电线之间的距离为0.1mm～20mm。 

所述导电线的材料为铜、铝、钢、铜包铝或铜包钢中的任一种；所述导电线的横截面形状为圆形、方形或椭圆形中的任一种；所述导电线横截面形状的外接圆直径为0.05mm～1.5mm。 

所述导电线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或任几种的组合；镀层或导电胶层厚度为5μm～50μm。 

所述导电线的数量为10根～500根。 

所述电连接层设置有P汇流条电极和N汇流条电极，所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层两侧。 

所述汇流条电极的表面具有凹凸形状。 

所述导电介质包括银浆、导电胶或焊锡中的任一种或任几种的组合，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任几种的组合；所述导电粒子的形状为球形、片状、橄榄状、针状中的任一种或任几种的组合；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、有机硅树脂中的任一种或任几种的组合，粘接剂可进行热固化或光固化。 

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。 

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限定的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块通过电连接层两侧的汇流条电连接。 

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9～120个，其中，包括1～120个电池模块，所述电池模块包括5～120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，一根导电线的长度为一块电池片的长度；当Y＝1时为一体化连接，即一根导电线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双面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双面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双面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，而用无主栅双面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.点状背接触太阳能电池背面示意图 

图2.线型背接触太阳能电池背面示意图 

图3.导电线截面图(图3a，导电线截面图，图3b，两层导电线截面图，图3c，三层导电线截面图) 

图4.双面结构的电连接层截面示意图 

图5.电池模块中电连接层与电池片电极连接面的截面示意图 

图6.太阳能电池组件截面示意图 

图7.装上电池模块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；N汇流条电极；5、P型掺杂性；51、线型P电极；52、 点状P电极；53、P汇流条电极；6、背接触电池的基体硅片；7、正面导电线；8、背面导电线。9、导电介质；10、背层材料；11、前层材料；12、电连接层；13、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5，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12，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，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的直径为0.8mm，相邻点状P电极52之间的距离为1.5mm。点状N电极42的直径为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，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和图4，所述电连接层12包括贯穿孔、导电线，所述导电线分别设置于电连接层12的正面和背面；所述导电线的横截面形状为圆形、方形、椭 圆形中的任一种，本实施例优选圆形；所述电连接层12可以为压敏性绝缘材料使导电线可以压入电连接层12内。正面导电线与点状P电极电连接，背面导电线通过所述贯穿孔中的导电介质9与点状N电极电连接。所述导电介质9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或几种的组合，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、针状中的任一种或几种的组合，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单组份或双组份的环氧树脂、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3，本实施例使用的导电线为具有三层结构的镀层导电线，包括最内层的导电线直径为0.8mm，中间层的铜层，厚度为0.2mm，最外层为镀锡层，厚度为0.3mm。镀层导电线的横截面积为圆形，直径1.3mm。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；所述点状电极为焊锡；所述电连接层12设置有P汇流条电极和N汇流条电极，所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层12两侧；所述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。与一掺杂层电连接的正面导电线可以为一根或两根以上的导电线；与另一掺杂层电连接的贯穿孔可以为一根或两排以上的贯穿孔，本实施例优选与P掺杂层电连接的正面导线为一根导电线，与N掺杂层电连接的贯穿孔为一排贯穿孔。所述导电线上设置有副栅，用于收集电子，所述副栅与电极接触点连接。所述贯穿孔的背面面积可以大于或等于贯穿孔的正面面积，本实施例中所述贯穿孔的背面面积大于所述贯穿孔正面的面积，可以减小电阻。所述正面导电线上设有导电凸起，所述导电凸起与所述点状P电极52或者所述点状N电极42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。 

见图6，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11、封装材料13、太阳能电池层、封装材料13、背层材料10，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中可以包含一个以上的电池片，所述太阳能电池模块中的若干电池片用一个电连接层12连接。多个太阳能电池模块之间通过电连接层12上的汇流条连接。 

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法： 

在电连接层12上冲压成型贯穿孔；将平行排列的若干导电线拉直绷紧，将导电线用粘接剂与电连接层12的正面粘接，在电连接层12的背面粘接与贯穿孔连接的导电线；在贯穿孔中填充导电介质9；如图4所示； 

具体方式为：依次将与电池片中的电极对应的多根616mm长的具有三层结构的直径为1.3mm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所述电连接层12的正面；在贯穿孔中填充导电介质9；再将与电池片中的电极对应的多根616mm长的同类型的镀层导电线按照背接触太阳电池粘接在所述电连接层12的背面与所述贯穿孔中的导电介质9电连接； 

组装电池片的方式为，将第一块电池片与电连接层12连接后，将第二块电池片在水平面旋转180度，两片电池边缘对齐，使第二块电池片上的P电极与第一块电池片上的N电极在一条导电线上，然后正常放置第三片背接触电池，使第三块电池片上的P电极与第二块电池片的N电极在一条导电线上，重复上述操作形成串联结构，形成太阳能电池层。把所述太阳能电池的点状P电极52或点状N电极42与所述电连接层12的正面导电线用电烙铁焊接，另一电极接触点与所述电连接层12的贯穿孔中的导电介质9电连接；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破碎或隐裂，加热垫温度控制在40～80℃，本实 施例优选70℃。将所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层12两侧，制备成太阳能电池模块；如图5所示； 

将制造完成的太阳能电池模块使用5×0.22mm横截面积的常规通用汇流条进行串联，制作出8串，每串4片，共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10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。得到太阳能电池组件；如图6和图7所示。 

上述32片背接触组件的功率参数如下： 

实施例2 

参见图2、图3、图4、图5，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12，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，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宽度为0.7mm，相邻线型P电极51之间的距离为2.5mm。线型N电极41宽度为0.5mm，相邻线型N电极41之间的距离为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％。 

参见图3和图4，所述电连接层12包括贯穿槽、导电线，所述导电线分别设置于电连接层12的正面和背面；所述电连接层12为绝缘材料，正面导电线与线型P电极电连接，背面导电线通过所述贯穿槽中的导电介质9与线型N电极电连接。所述导电介质9包括银浆、导电胶或焊锡中的任一种，本实施例优选焊锡，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3，本实施例使用的导电线为具有三层结构的镀层导电线，包括最内层的导电线直径0.8mm，中间层的铜层，厚度0.2mm，最外层为镀锡层，厚度0.3mm。镀层导电线的横截面积为圆形，直径1.3mm。所述电极接触区为焊锡；所述电连接层12设置有P汇流条电极和N汇流条电极，所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层12两侧；所述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。 

与一掺杂层电连接的正面导线可以为一根或两根以上的导电线；与另一掺杂层电连接的贯穿槽可以为一排或两排以上的贯穿槽，本实施例优选与P掺杂层电连接的正面导线为一根导电线，与N掺杂层电连接的贯穿槽为一排贯穿槽。所述导电线上设置有副栅，用于收集电子，所述副栅与电极连接。所述贯穿槽 的背面面积可以大于或等于贯穿槽的正面面积，本实施例中所述贯穿槽的背面面积大于所述贯穿槽正面的面积。所述正面导电线上设有导电凸起，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。 

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11、封装材料13、太阳能电池层、封装材料13、背层材料10，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中可以包含一个以上的电池片，所述太阳能电池模块中的若干电池片用一个电连接层12链接。多个太阳能电池模块之间通过电连接层12上的汇流条连接。 

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法： 

制备电连接层12：在具有绝缘材料的电连接层12上刻蚀成型贯穿槽；将平行排列的若干导电线拉直绷紧，将导电线用粘接剂与电连接层12的正面粘接，在电连接层12的背面粘接与贯穿槽连接的导电线；在贯穿槽中填充导电介质9；依次将100根154mm长的具有三层结构的直径为1.3mm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所述电连接层12的正面；在贯穿槽中填充焊锡；再将100根298mm长的同类型的镀层导电线按照背接触太阳电池粘接在所述电连接层12的背面，并与所述贯穿槽中的焊锡电连接，贯穿槽串的长度为298mm，再将100根298mm长的同类型的镀层导电线按照背接触太阳电池的背面图形放置于所述电连接层12正面，以此类推，最终形成如图5所示的结构。 

连接电连接层12与电池片：当把第一片电池片与所述电连接层12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。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。将所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层12两侧，制备成太阳能电池模块；如图5所示； 

将制造完成的如图5所示的串联电池串使用5×0.22mm横截面积的常规通用汇流条进行串联，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10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6和图7所示。 

上述60片背接触组件的功率参数如下： 

实施例3 

参见图1、图3、图4、图5，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12，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，本实施例优选丙烯酸树脂，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，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0.5mm，相邻点状P电极52之间的距离1.4mm。点状N电极42直径0.4mm，相邻点状N电极42之间的距离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，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20.8％。 

参见图3和图4，所述电连接层12包括贯穿孔、导电线，所述导电线分别设置于电连接层12的正面和背面；正面导电线与点状N电极42电连接，背面导电线通过所述贯穿孔中的导电介质9与点状P电极52电连接。所述导电介质9包括银浆、导电胶或焊锡中的任一种，本实施例优选焊锡，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，本实施例优选银；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，本实施例优选片状；导电粒子的粒径为0.01μm～5μm，本实施例优选0.01μm。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，本实施例优选聚氨酯树脂，并可进行热固化或光固化，制备工艺简单。 

参见图3，本实施例使用的导电线为具有两层结构的镀层导电线，包括最内层为铜层，厚度0.25mm，最外层为镀锡层，厚度0.025mm。锡层的合金成 分为锡铅60/40，即含有60％的锡和40％的铅。镀层导电线的横截面积为圆形，直径0.3mm。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24200个；所述电极接触点为焊锡；所述电连接层12设置有P汇流条电极和N汇流条电极，所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层12两侧；所述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。 

与一掺杂层电连接的正面导线可以为两根以上的导电线；与另一掺杂层电连接的贯穿孔可以为两排以上的贯穿孔，本实施例优选与P掺杂层电连接的正面导线为两根导电线，与N掺杂层电连接的贯穿孔为两排贯穿孔。所述导电线上设置有导电粒子，用于收集电子，所述导电粒子与电极连接。所述贯穿孔的背面面积可以大于或等于贯穿孔的正面面积，本实施例中所述贯穿孔的背面面积等于所述贯穿孔正面的面积。所述正面导电线上设有导电凸起，所述导电凸起与所述点状P电极52或者所述点状N电极42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400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，本实施例优选圆柱体。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。 

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11、封装材料13、太阳能电池层、封装材料13、背层材料10，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中可以包含一个以上的电池片，所述太阳能电池模块中的若干电池片用一个电连接层12链接。多个太阳能电池模块之间通过电连接层12上的汇流条连接。 

一种无主栅高效率背接触太阳能电池组件的制备方法： 

制备电连接层12：在具有绝缘材料的电连接层12上冲压成型贯穿孔；将平行排列的若干导电线拉直绷紧，将导电线用粘接剂与电连接层12的正面粘接，在电连接层12的背面粘接与贯穿孔连接的导电线；在贯穿孔中填充导电介质9；依次将100根154mm长的具有两层结构的直径为0.3mm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所述电连接层12的正面；在贯穿孔中填充焊锡；再将100根298mm长的同类型的镀层导电线按照背接触太阳电池粘接在所述电连接层12的背面，并与所述贯穿孔中的焊锡电连接，贯穿孔串的长度为298mm，再将100根298mm长的同类型的镀层导电线按照背接触太阳电池的背面图形放置于所述电连接层12正面，以此类推，最终形成如图4所示的结构。 

连接电连接层12与电池片：当把第一片电池片与所述电连接层12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点状N电极42与第二片背接触太阳电池的点状P电极52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点状N电极42和第三片背接触太阳电池的点状P电极52对齐，以此类推。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点紧密接触，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。将所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层12两侧，制备成太阳能电池模块；如图5所示； 

将制造完成的如图5所示的串联电池串使用5×0.22mm横截面积的常规通用汇流条进行串联，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10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6和图7所示，。 

上述60片背接触组件的功率参数如下： 

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 (9)

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：所述电连接层包括贯穿孔或贯穿槽、导电线，所述导电线分别设置于电连接层的正面和背面；正面导电线与任一种电极电连接，背面导电线则通过所述贯穿孔或贯穿槽中的导电介质与另一电极电连接，所述电连接层为绝缘材料；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：与一掺杂层电连接的正面导线为两根以上的导电线；与另一掺杂层电连接的贯穿孔或贯穿槽为两排以上的贯穿孔或贯穿槽；所述贯穿孔或贯穿槽的背面面积大于贯穿孔或贯穿槽的正面面积，所述电连接层为塑料。 

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：所述导电线上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；所述导电线的材料为铜、铝、钢、铜包铝或铜包钢中的任一种；所述导电线的横截面形状为圆形、方形或椭圆形中的任一种；所述导电线横截面形状的外接圆直径为0.05mm～1.5mm。 

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，同一导电线上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，同一导电线上连接的两个相邻点状N电极之间的距离为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个～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电极相连的导电线相邻的与所述N电极相连的导电线 之间的距离为0.1mm～20mm。 

5.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：所述导电线表面镀有低熔点材料或涂覆有导电胶；镀层或导电胶层厚度为5μm～50μm。 

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：所述电连接层设置有P汇流条电极和N汇流条电极，所述P汇流条电极和所述N汇流条电极设置于所述电连接层两侧；所述汇流条电极的表面具有凹凸形状。 

7.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。 

8.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1-7任一项所述的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块通过电连接层两侧的汇流条电连接。 

9.根据权利要求8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5～120个电池片。